环氧树脂在涂料方面的应用

陈玉祥，江 文

（西南石油大学，四川成都 610500）

环氧树脂在涂料方面的应用

陈玉祥，江 文

（西南石油大学，四川成都 610500）

简要介绍了环氧树脂的定义、结构及其在防腐蚀领域中的优缺点，并对环氧树脂在防腐涂料领域的应用状况作了简要的概述。同时对环氧树脂材料在使用时出现的一些问题做了简要总结，并对其前景进行了展望。

环氧树脂；材料；防腐；涂层；应用

金属材料腐蚀是指材料与其周围的各种物质发生了电化学或化学反应，生成了另外一种金属化合物的现象[1]。金属材料的腐蚀是一个非常严重的全球性问题，已遍及到各个工业领域，其危害十分严重，每年在腐蚀这方面要耗费大量资金。因此对于如何解决金属材料的腐蚀问题已成为腐蚀与防护界研究的课题之一。在金属防腐方法中用涂层防腐会使其施工简便、成本低廉、具有一定的美观效果、且不会其他基材形状和面积等约束特点而得到了广泛应用。

1 环氧树脂的优缺点

1.1 环氧树脂的定义

由一个氧原子与两个碳原子形成的环称为环氧基或环氧环，含有这种三元环的化合物就统称为环氧化合物。通常来说，环氧乙烷是最简单的环氧化合物，它是通过离子型聚合后然后得到热塑性的聚氧化乙烯树脂也就是防腐性能的热固性树脂，这种树脂就被称为环氧树脂[2]。在环氧树脂中一个分子内含有两个以上的环氧基，它能在适当的化学试剂存在下形成一种三维交联固化的化合物。

1.2 环氧树脂的优点

环氧树脂因其独特的结构使其成为了一种具有良好的电绝缘性、耐化学性、黏接性、耐高低温等性能的高强度热固性高分子材料[3]，被广泛用于保护涂层、成型电器部件、施工和公共建筑中的密封以及制备黏合剂以及石油化工、海洋工程等领域，其消耗量逐年增加，是各个工业领域中不可缺少的基础材料。环氧树脂对化学介质的稳定性也较好，还具有良好的分散性，能够与各种填料、树脂、助剂互溶，是目前防腐蚀领域应用最多的成膜物质。

1.3 环氧树脂的缺点

环氧树脂优点虽然众多，但纯环氧树脂存在一些缺点，第一个缺点是难以适应某些应用领域的重防腐要求。环氧树脂最大的不足就是在于本身的脆性比较大，还有韧性较差以及抗冲击性能有待提高等缺点，从而限制了其在高抗冲击及抗断裂性能部位的应用[4]，限制了环氧树脂进一步的发展。第二个缺点是单纯的环氧树脂也存在易老化使得大多数环氧树脂涂料只能在100℃以下的环境和底漆下使用，温度的限制使其不能在稍高温度下使用。

2 环氧树脂在涂料方面的应用

由于环氧树脂对金属和非金属都有优异的黏接强度，常被选作涂层基料。环氧树脂防腐涂料，其涂层具有良好的耐化学腐蚀性、耐热水性等优点，适用于各种类型的铸铁管道内的防腐层。对于涂料来说，防腐性能是考察某种涂层好坏的一个重要指标，而高分子环氧树脂涂层充分发挥防腐功能的主要条件在于与金属之间黏接的附着力好坏[5]。环氧树脂具有优异的耐碱性、抗渗透性、附着力和力学性能，成为防腐涂料中应用最广泛的树脂之一。环氧树脂不仅具有优异的附者强度和力学性能，能而在耐腐蚀件、耐水性等方面也表现突出，因而被广泛应用于有机黏结型耐磨涂层领域。

环氧树脂在涂料中的应用很是广泛包括用于汽车车身底漆，部件涂装，容器食品罐内外的涂装，圆桶罐内衬里等；还能用于工厂设备车间防腐涂装，钢管、内外防腐涂装，贮罐内涂装，石油罐内涂装；在其他方面还可以用于家用电器涂装等。

3 涂层材料常见问题

在市场上常用的环氧树脂都不大溶于水，但会溶于醇类、醇醚类、酮类和芳烃类等多种有机试剂。然而当其用作涂料使用时，有机试剂溶解环氧树脂的过程中就会挥发到空气中，会对环境产生一定的污染[6]。而且环氧树脂涂层材料存在的一些耐磨性、耐水性及耐气侯性等缺点还需要进一步的提高。

根据国内外研究现状及环氧树脂在实际生活中的应用情况，总结得出环氧树脂材料在使用过程中出现的失效问题主要是涂覆涂层不均匀、环氧树脂挂滴挂滴、环氧树脂起泡这三种状况。

未来几年，国内外防腐领域的研究学者增强环氧树脂防腐性能的途径，主要是：①环氧树脂分子化学改性；②纳米无机填料改性环氧树脂。

[1] 张静，钱硕，郭晓军，等.低温固化环氧树脂防腐蚀涂料的研究[J].上海涂料，2014，52（4）：1-4.

[2] 明杜，舒武炳，秦卫.防腐环氧树脂粘接涂层的研究进展[J].中国胶粘剂，2011，（7）：53-57.

[3] 艾辉，彭素姣，魏姗，等.环氧树脂涂层技术现状以及应用中的问题[J].今日科苑，2007，（8）：54.

[4] 雷定锋，马文石， 郑梓聪，等.Al2O3的表面改性及其在环氧树脂导热涂料中的应用[J].功能材料，2016，（7）：7225-7228.

[5] 陈颢，伍方，赵文杰，等.海水环境中环氧值对环氧树脂涂层摩擦学性能的影响研究[J].摩擦学学报，2014，（6）：601-607.

[6] 陈佳，刘作华，范兴，等.CeO2/环氧树脂复合材料制备及其耐电化学腐蚀行为研究[J].功能材料，2015，（4）：4037-4041.

Application of Epoxy Resin in Coatings

Chen Yu-xiang，Jiang Wen

This paper briefly introduces the definition and structure of epoxy resin and its advantages and disadvantages in the field of corrosion protection，and gives a brief overview of the application of epoxy resin in the field of corrosion protection coatings.At the same time，some problems in the application of epoxy resin are briefly summarized，and the prospect of epoxy resin is prospected.

epoxy resin；material；corrosion protection；coating；application

TU561

B

1003-6490（2017）06-0153-01

2017-04-09

陈玉祥（1966—），男，江苏扬州人，教授，主要从事油气田开发与材料在油气田中的应用研究工作。