摘要：介绍了高固含环氧防腐蚀涂料、无溶剂环氧防腐蚀涂料和水性环氧防腐蚀涂料的国内外研究情况、目前存在的问题和发展方向，提出了3类环保型环氧防腐蚀涂料的发展趋势。
关键词：防腐蚀；环氧；环保
中图分类号：TQ637文献标识码：A文章编号：1007－9548（2011）09-0011－05
0引言
环氧树脂是含有环氧基团的高分子物质，主要是由环氧氯丙烷和双酚A合成的，是线性分子结构，依靠结构中的羟基和环氧基与诸如酚醛树脂、聚酰胺树脂、多异氰酸酯、酸酐等发生反应而形成不同性能的环氧树脂涂料涂层，环氧树脂的分子结构决定了环氧系涂料具有优异的耐化学性、很强的黏结力。在防腐蚀涂料中占有重要的地位。但目前市场上采用的环氧防腐蚀涂料仍以传统溶剂型防腐蚀涂料为主。
近年来，世界各国相继提出了有关环境污染限制的法律与法规，其中涉及涂料行业的就有涂料中有机挥发物的含量和有害空气中的污染物两大问题，这样将使占整个世界涂料行业中53%的溶剂型涂料的生产受到限制。
欧共体1993年颁布了《生态管理和审核法规》（EMAS），并于1994年4月生效。特别是美国，在1992年就发布有关法令，制定环境管理的国家标准，并于1994年进行修订。AIM条例的核心就是限制VOC，逐步走向零VOC。据有关资料表明，日本也开始将21世纪的工作重点放在发展环境友好的涂料中。因此，保护环境将成为世界性的话题[1]。
安全问题对国家、行业、部门来说同样是很重要的，涂料的挥发性有机物大都易燃易爆，因此其在生产、施工、运输和存放过程中都潜存着安全隐患。因此，开展低VOC防腐蚀涂料的研究很有必要。实现低VOC的途径主要为大力发展高固体分涂料、水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等新型涂料[2]。本文主要介绍呈液体状态的高固体分环氧防腐蚀涂料、无溶剂环氧防腐蚀涂料和水性环氧防腐蚀涂料目前需要解决的问题以及发展方向。
1高固体分环氧防腐蚀涂料
对于高固体分的定义，至今还没有统一的标准，我国多采用质量分数作为衡量标准，而国外多采用体积分数作为标准。一般认为固体含量在70%以上的涂料是高固体分涂料[3]。该类涂料虽然降低了挥发性有机物的排放，但仍然存在一些溶剂，严格意义上说高固体分涂料仍对环境有一定的危害。但由于其施工方便，物化性能优异，目前仍是环氧防腐蚀涂料的主打产品。
1.1高固体分环氧防腐蚀涂料的国内外研究现状
早期采用的环氧树脂防腐蚀涂料主要是以E-12环氧树脂为主要成膜物，受施工工艺限制，涂料达到适于施工的黏度后，固体含量一般低于70%。20世纪80年代许多涂料研究者采用E-44和E-42代替E-12环氧树脂，使环氧涂料的固体含量达80%以上。如海军后勤学院的H87环氧树脂涂料和石油工程技术研究所的8701环氧树脂涂料，不仅涂料固体含量超过80%，而且涂层具有优异的物化性能，尤其是对油田污水具有长效的耐腐蚀性，是20世纪80年代较为优异的高固体分环氧防腐蚀涂料。
自高固体环氧防腐蚀涂料研制成功以来，该类材料在国内外得到空前的发展，研究工作也在不断开展。如郑耀臣以原料配比、催化剂用量等因素对配方性能的影响为基础制备了环氧厚浆涂料[4]。李翠英等通过涂料各组分、涂膜厚度等对涂膜性能的影响制备出低温固化、高固体分环氧饮水设备用防腐涂料[5]。彭志强设计了具有超低VOC的新型高固体分环氧煤焦沥青砂浆涂料[6]。刘俊峰采用改性环氧和聚氨酯预聚物制备的高性能高固体分涂料一次涂覆厚度在150μm以上，同等条件下涂层中针孔数量比普通防腐蚀涂料少2/3以上[7]。谢国先等利用反射红外（RAIR）对氨基硅烷偶联剂的作用机理分析研究了硅烷偶联剂对高固体分环氧涂层附着力的影响[8]。正是由于这些源源不断的研究工作，使得该材料在防腐蚀领域得到空前的发展。
1.2高固体分环氧防腐蚀涂料存在的问题
高固体分环氧防腐蚀涂料以其优异的物理机械性能和抗化学介质侵蚀性能以及方便的施工性能，虽然已在防腐蚀领域占着重要的地位，但是仍存在一些问题。主要如下：
⑴高固体分涂料中仍含有一定量的挥发性有机溶剂，对环境和人体有一定的危害性，不符合环保要求。
⑵高固体分涂料中溶剂含量虽较低，但不能排除其易燃易爆性，生产、施工、运输以及存放仍然存在安全隐患。
⑶高固体分涂料一次成膜厚时，由于溶剂的存在容易出现针孔、流平差、表干里不干等涂层弊端。
1.3高固体分环氧防腐蚀涂料的发展方向
从高固体分环氧涂料存在的问题可以看出，这些问题的存在都是因为涂料中存在溶剂所致。因此高固体分环氧涂料的发展方向是开发不含挥发性溶剂的无溶剂液态环氧防腐蚀涂料。
2无溶剂环氧防腐蚀涂料
无溶剂环氧防腐蚀涂料目前国内外主要分为2类，一类是以采用中高相对分子质量的固体环氧树脂制成的固态粉末状的粉末涂料；另一类即是用反应性活性稀释剂替代溶剂的液态无溶剂环氧涂料。前者的生产、施工和固化与常规溶剂型涂料不同，这里不再叙述。本文提到的无溶剂环氧防腐蚀涂料主要是指后者，其理论固体含量达100%，常温固化检测值接近100%，采用GB/T1725测得固体含量也在95%以上。
无溶剂液态环氧树脂涂料是一种不含挥发性有机溶剂的环保型涂料。施工时可采用喷涂、刷涂或辊涂。由于不含溶剂避免了溶剂挥发而造成的火灾危险、溶剂中毒以及污染环境大气的危害，同时也避免了因溶剂挥发而造成的漆膜弊端。
2.1无溶剂环氧防腐蚀涂料国内外研究现状
实现液态无溶剂环氧防腐蚀的途径是采用反应性活性稀释剂代替挥发性有机溶剂。活性稀释剂具有环氧基，能参与环氧树脂的固化反应，同时还起着降低涂料黏度的作用。由于活性稀释剂参与反应而避免了溶剂的挥发实现涂料的无溶剂化。用于环氧树脂涂料的活性稀释剂主要有单缩水、双缩水和三缩水几类。目前国内外常用的活性稀释剂见表1。
随着活性稀释剂品种的增多，液态无溶剂环氧防腐蚀涂料性能越来越完善，相应地关于这方面的研制工作也越来越多。王Ｄ等通过高、低相对分子质量环氧树脂的搭配添加适量的硅基聚合剂制得了无溶剂超厚膜型环氧重防腐涂料，其一次喷涂厚度可达1200μm[9]；杜建伟等以合成的活性稀释剂与相对分子质量小的环氧树脂协同特定固化剂反应而得超厚膜无溶剂环氧涂料，在工程上得到良好应用[10]；常玉等根据不同用途采用氢化双酚A型环氧树脂或脂肪族环氧树脂作基料，控制活性稀释剂用量在20%而制成无溶剂环氧自流平地坪涂料，并获得了良好的应用[11]；欧国勇等采用丁基缩水甘油醚作活性稀释剂制成无溶剂防静电自流平地坪涂料并获得良好应用[12]；朱怀刚等采用双酚A型的相对分子质量低的液体环氧树脂和四针状氧化锌晶须制成抗静电效果持久的耐磨、耐压、耐化学腐蚀的无溶剂防静电自流平地坪涂料[13]；李杰等以环氧树脂作为主要成膜物质，加入石油沥青以解决与旧涂层搭接的问题研制了一种无溶剂环氧石油沥青重防腐蚀涂料[14]；黄丽等选用低黏度环氧树脂制备无溶剂防腐涂料，通过正交试验取得了耐酸性较好的优化配比，结果表明固化剂是影响涂料耐酸性的主要因素，应用正交试验方法缩短了试验时间[15]。
