無溶劑環氧內減阻防腐涂料淺述

輸氣管道內減阻涂層技術最早應用于歐美國家的輸氣管道項目，經過幾十年的應用發展，歐美國家管道內減阻涂料的生產和施工技術都已經非常成熟。內涂層減阻技術一方面可以增加輸氣量，降低輸送成本，另一方面內減阻涂層還可以減少清管次數，減輕腐蝕，降低運行費用等。隨著天然氣輸送管道逐漸向大口徑、高鋼級、高壓力方向發展，管道口徑越大，涂敷內涂層的經濟效益越高，意義也越來越重要。

從2000年初開始，西氣東輸工程決定在國內天然氣管道上第一次采用內減阻涂料，并自主研發出以改性環氧樹脂作為基料的AW-01天然氣管道內減阻涂料。在陜京二線工程中，國產溶劑型內減阻涂料已占領絕大部分市場。然而，甲苯、二甲苯等揮發性有機溶劑約占溶劑型涂料總重量的30-50％，溶劑揮發給健康、安全和環境帶來嚴重問題，其次，高濃度有機揮發性溶劑的閃點非常低，遇明火極易爆炸(如焊接等)，給施工安全帶來極大隱患：第三，溶劑揮發還會造成漆膜中產生針孔，降低漆膜的耐磨性能和防腐性能。

在中俄東線工程中，無溶劑環氧內減阻涂料第一次被大規模應用，這也標志著無溶劑內減阻涂料將成為響應環保的時代產品。由于沒有溶劑揮發，無溶劑型內減阻涂料避免了上述溶劑型內減阻涂料存在的問題。此外，無溶劑型內減阻涂料的耐磨性、附著力、抗剪切強度以及抗腐蝕介質浸泡的性能遠遠優于溶劑性內減阻涂料，可以有效解決溶劑型內減阻涂料存在的耐磨性能和抗化學介質浸泡性能低的問題。

無溶劑內減阻涂料一般由A、B雙組分樹脂和硬化劑組成，主要原材料為改性低分子量低粘度環氧樹脂雙酚A或雙酚F環氧樹脂。如何改善無溶劑環氧防腐涂料的性能往往需要考慮其組成成分，各組分對涂料相關性能的作用都不是獨立的，需要綜合分析，其各組分（液態環氧樹脂、活性稀釋劑、助劑、填料、顏料、固化劑）的影響有如下：

環氧樹脂本身具有良好的附著力，收縮率較低，對酸、堿的耐蝕性較好；同時具有較強的抗滲透性能，成膜效果好，能夠與多種固化劑完美的配合，包括與其他樹脂、填料、助劑之間的良好混溶，方便制成多樣豐富的環保涂料。

環氧樹脂對無溶劑環氧防腐涂料的性能影響比較大，不同種類的環氧樹脂碳架結構會有差異，對涂料性質具有很大的決定作用。要制成厚膜涂料，不僅需要考慮涂料的觸變性能，還要考慮涂料的固含量、黏度以及厚膜的柔韌性和附著力。環氧樹脂的相對分子質量較大時，涂層柔韌性比較好，防腐蝕性能也相對不錯，但是固體含量低，制備無溶劑涂料的難度增加，一次成膜的厚度并不高。

2）稀釋劑的影響

無溶劑環氧防腐涂料的涂膜厚度較高，一次施工厚度約為200～1000μm，涂膜表面容易出現流掛，因此需要添加觸變劑，經過試驗發現酰胺蠟改性氫化蓖麻油可以改善涂料黏度，使涂料具備良好的觸變性，但是該物質熱敏感性強；氣相二氧化硅也可以改善涂料黏度，但是長時間之后涂料的觸變性會下降；膨潤土也可作為觸變劑，多用于溶劑體系，與絹云母粉、丙二醇甲醚可以制備出觸變性較高的無溶劑環氧防腐涂料。

填料的性能可以改變漆膜的防腐性能，填料性能越穩定制備出的漆膜性能就越穩定。選用填料時，主要考慮材料的吸油度、屏蔽性能和耐介質性。片狀填料能使漆膜內部形成一層一層的結構，增強漆膜的致密性，發揮阻隔有害物質進入漆膜的作用。

顏料不僅影響涂料的物理性能還對涂膜的阻燃性、吸濕性有一定的影響。無溶劑環氧涂料在使用時要求保證一次涂膜的厚度，成膜厚度越高，加入的顏料應越細。顏料的加入可以改變涂料的施工性能和貯存穩定性。如果加入的顏料量過多，會降低涂層的抗沖擊性，也會對涂層的致密性和光澤度造成不良影響。

圖3 無溶劑型環氧防腐涂料

除了上述幾點因素會對無溶劑環氧防腐涂料的性能造成影響之外，還發現偶聯劑也會影響涂膜的效果。添加了偶聯劑的涂料漆膜組織不容易出現裂紋，與底材可以進行良好的黏合，防腐性能增強。偶聯劑加入到無溶劑環氧防腐涂料中，提高了填料粒子與環氧樹脂的黏結力，能夠有效阻止腐蝕因子遷移，使漆膜耐腐蝕性大大改善。

小結：

盡管目前無溶劑環氧內減阻涂料逐漸走向市場，具有廣闊的應用前景，但是仍然也面臨著一些技術難題：

(1)無溶劑內減阻涂料使用的環氧樹脂的分子鏈比溶劑型涂料使用的環氧樹脂的分子鏈短，提高了交聯密度的同時，也使涂層脆性增加，柔韌性降低。

(2)無溶劑涂料由于粘度大，需要的噴涂壓力大，噴涂薄涂層時容易產生漏點，因此無溶劑內減阻涂料的現場涂裝工藝需要采取降低涂料粘度措施；

(3)無溶劑涂料粘度大于溶劑型涂料，噴涂厚度低于100μm的漆膜有一定難度，需要調整噴涂工藝。