水性抗異電位腐蝕底漆的性能研究
王明強(qiáng)，趙 薇，盧 偉，姜清淮，王瑞華，溫杰平
（高端裝備涂料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266071）
作者簡(jiǎn)介：王明強(qiáng)（1987–），男，山東濰坊人。高級(jí)工程師，碩士，主要從事功能涂料研究。
基金項(xiàng)目：泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才工程資助項(xiàng)目（tscx202408136）
引用格式：王明強(qiáng),趙薇,盧偉,等.水性抗異電位腐蝕底漆的性能研究[J].中國(guó)涂料,2025,40(11):28-33
摘 要：：針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件各種金屬結(jié)構(gòu)件的裝配產(chǎn)生的異電位腐蝕，以及其他流體的耐受性要求，采用水性環(huán)氧乳液及配套的固化劑體系，選用無(wú)鉻環(huán)境友好型防銹顏填料，開(kāi)發(fā)出一款水性環(huán)氧抗異電位腐蝕底漆。討論了影響涂膜性能的各種因素，并著重檢驗(yàn)其抗異電位腐蝕性能。結(jié)果表明，本產(chǎn)品具有優(yōu)良的抗異電位腐蝕性能，耐流體性能優(yōu)良，可以滿(mǎn)足飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的腐蝕防護(hù)。
關(guān)鍵詞：：水性環(huán)氧；無(wú)鉻；抗異電位腐蝕；耐流體
0 前 言
飛機(jī)內(nèi)部有著大量的不同金屬合金如鋁合金、鈦合金、鎂合金等組合成的結(jié)構(gòu)件，由于環(huán)境的不同，在潮濕的環(huán)境下，金屬間會(huì)有電流通過(guò)形成電導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致其中某一材料會(huì)產(chǎn)生腐蝕，并產(chǎn)生某些氧化物、硫化物堆積，造成進(jìn)一步腐蝕。腐蝕產(chǎn)生的材料減薄及局部的缺陷會(huì)引起應(yīng)力集中，在極端情況下易形成裂紋，甚至?xí)p壞結(jié)構(gòu)的完整性及力學(xué)性能[1]。并且結(jié)構(gòu)件分布范圍較廣，不可避免地會(huì)接觸到一些潤(rùn)滑油、燃油及密封劑等。這些流體具有一定的腐蝕性，若不對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，受到此類(lèi)因素影響后，也會(huì)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生安全隱患。
由于飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，異電位腐蝕難以避免，所以必須用能夠減緩甚至阻隔異電位腐蝕的涂料來(lái)進(jìn)行保護(hù)。這種涂料主要以環(huán)氧樹(shù)脂體系為主，雙組分環(huán)氧樹(shù)脂涂料具有附著力好，耐化學(xué)品、耐溶劑性能優(yōu)異，硬度高及耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)際主流的大型飛機(jī)如波音737、747，空客320、330等均使用溶劑型含鉻環(huán)氧涂料來(lái)應(yīng)對(duì)異電位腐蝕威脅。
隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，越來(lái)越追求尊重自然、順應(yīng)自然和保護(hù)自然，無(wú)溶劑化、水性化、無(wú)毒化已經(jīng)成為涂料行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[2]。本研究以水性環(huán)氧樹(shù)脂作為成膜物并對(duì)其改性，采用無(wú)鉻環(huán)境友好型防銹顏填料研制的水性環(huán)氧抗異電位腐蝕底漆，其在高鹽霧、高濕熱環(huán)境下可以保護(hù)基材不產(chǎn)生腐蝕長(zhǎng)達(dá)2 200 h，還具有優(yōu)良的耐流體、抗沖擊等性能，可以很好地保護(hù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件免受?chē)?yán)酷環(huán)境及相關(guān)流體的腐蝕，有效保護(hù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)壽命服役。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要原料及儀器
1.2 水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液的合成
1.3 水性抗異電位腐蝕底漆的制備
1.3.1 涂料配方
1.3.2 制 漆
1.3.3 實(shí)驗(yàn)基材處理
1.3.4 制 板
1.4 主要性能測(cè)試及表征
1.4.1 抗異電位腐蝕
1.4.2 耐流體
1.4.3 附著力
1.4.4 柔韌性
2 結(jié)果與討論
2.1 改性環(huán)氧樹(shù)脂分析
2.2 樹(shù)脂及固化劑對(duì)涂層性能的影響
2.3 顏填料對(duì)涂層抗異電位腐蝕性能的影響
2.4 助劑及助溶劑對(duì)涂層施工性能的影響
3 水性抗異電位腐蝕底漆的性能
4 結(jié) 語(yǔ)
水性抗異電位腐蝕底漆綜合性能受環(huán)氧樹(shù)脂及固化劑、顏填料等影響。
（1）使用酚醛改性環(huán)氧樹(shù)脂可以提高底漆的抗異電位腐蝕性、耐流體性。
（2）拼合適用聚酰胺固化劑和胺改性固化劑可以提高底漆的抗沖擊性、抗異電位腐蝕性。
（3）添加較多的多聚磷酸鹽和三聚磷酸鋁，另外少量添加磷酸鋅及氧化鋅，提高底漆的抗異電位腐蝕性能。
（4）通過(guò)添加流平劑、流變助劑和少量助溶劑可以提高涂層的流平性、抗流掛性及適用期。
水性化、無(wú)溶劑化、無(wú)毒化是未來(lái)涂料發(fā)展的趨勢(shì)，隨著環(huán)保的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)溶劑型涂料會(huì)逐漸被替代。隨著新型防銹劑、高性能水性樹(shù)脂等新材料的涌現(xiàn)，水性涂料的防腐性必然會(huì)得到大幅提升，市場(chǎng)及應(yīng)用也會(huì)更加廣闊。
摘編自《中國(guó)涂料》2025年第40卷第11期，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)點(diǎn)擊文末“閱讀原文”或掃描下方二維碼獲取文章全文。
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