在特殊情况下，环氧底漆富含锌以获得额外的耐腐蚀性能，在环氧/固化剂粘合剂体系中加入非常高重量(通常为80-85%)的锌粉的挑战是，锌与水、酸性溶剂和分散助剂等质子组分的反应性复合。
我们已经开发和测试了几种2K水性环氧/胺体系，旨在提高颜料负载，并保护锌免受产生有害氢气的质子介质的影响。这些新体系已经与经典的溶剂型和水性环氧体系进行了测试。首选系统提供了一个存储稳定，2K富锌涂层，具有较长的锅寿命。它产生了一种柔性涂层，在比溶剂基体系低得多的VOC水平(~200克/升)下，为钢铁提供了优良的防腐保护。本文概述了这种新型的2K水性环氧粘合剂体系，允许配方中含有高水平的锌。
水性环氧树脂技术概述1、2
在早期的水性技术中，环氧树脂只是在水中分散和稳定(图1)。在较新的水性环氧技术中，分散剂和稳定剂是在环氧聚合物的骨架上发生化学反应，而不是仅仅与树脂混合。在这两种情况下，胺固化剂通常是可水稀释的聚合物。
NewGen™环氧胺水性技术(图2)旨在取代溶剂型环氧-聚酰胺涂层技术。环氧树脂(EPI-REZ™树脂6520-WH-53)自乳化，不含游离表面活性剂，并与独特的零voc胺类固化剂分散体(EPIKURE™固化剂6870-W-53)交联。这种NewGen系统允许配方快速干燥，高耐腐蚀，VOC <100 g/L，环境固化底漆和直接对金属的保护涂层。
性能
该系统的抗腐蚀性能如图3所示。将该涂层喷涂到喷砂钢板上，在室温下固化一周，然后暴露于盐雾和连续冷凝1000小时。经过300小时的盐雾和连续冷凝暴露，NewGen配方表现出优异的耐腐蚀性和对冷轧钢板的优越附着力。
但是，如果我们想要更好的耐腐蚀性，同时仍然符合新规定呢?在溶剂型底漆中添加锌可提高其耐腐蚀性。是否有可能制造一种水性2K、低voc、耐腐蚀环氧底漆体系，其性能优于商业溶剂型环氧富锌底漆?
有哪些挑战？
在水溶液中，锌与水反应，形成氢氧化锌并释放氢(公式1)。
锌+ 2 h2O下跌(哦)2+ H2一个↑[1]
因此，创建富锌水性底漆的主要挑战是防止锌在存储和应用过程中与水发生反应。必须避免将未经处理的锌粉直接添加到水溶液组分中，以防止与产氢有关的危害。
发展的方法
水性3K系统是可用的，在涂漆之前，锌作为第三种成分添加到水性粘合剂中。由于需要适当混合多种成分，以及在加入锌粉时吸入的潜在健康和安全问题，这一方法很复杂。它通常被限制使用2K的涂料，1小时的应用寿命。
为了更容易地应用水性富锌环氧涂料，有必要保护锌不受水的影响，而不使其失去活性。金属锌必须仍然可用作牺牲氧化剂，以保护被涂覆的含铁基体。
动量性能材料公司描述了解决这个问题的一种方法。188金宝搏bet官网3、4将锌粉分散到硅烷水解液中制成了富锌糊状物，硅烷水解液可以保护锌，防止它与水发生反应。然后将环氧分散体添加到该浆液中。另一种方法是将锌粉分散到硅烷水解物和环氧树脂分散物的预混合物中。
这些锌糊的稳定性是通过测量氢在40°C的出气来测试的。3K配方在几小时后失效。2K硅烷水解产物在室温下可稳定达6个月。然而，当储存在40°C时，它们表现出一些氢气出气。因此，需要更多的工作来开发一种即使在高温下也稳定的2K富锌底漆。
如果在胺固化剂中加入锌而不是环氧树脂成分会怎样?“混合”水性环氧体系已开发，其中锌分散在高固体，非水胺固化剂。然后将这种富锌固化剂与水性环氧分散体结合，形成2K涂层。不幸的是，在两种成分混合后，氢气往往开始非常强烈的排气，工作锅的寿命不是很长。显然，需要开发一种新的改性固化剂。
首选的方法
一种新的无水胺类EPIKURE固化剂8538-Y-68被设计用于水性富锌底漆。这种胺类固化剂的工作原理是用反应性的疏水聚合物快速饱和锌表面，从而封装和保护锌不受水的侵害。即使在底漆中锌的含量达到80%，它的性能也很好。一旦胺组分与环氧树脂发生反应，锌表面再次成为一个牺牲的电解表面，形成氧化物，作为含铁基质的腐蚀屏障。在高填充锌膏中使用EPIKURE固化剂8538-Y-68，配合适当的水性环氧分散体，可达到4小时以上的工作罐寿命，且无排气。
这种用于环氧富锌底漆的新型胺类处理剂的优点是:
•锌粉更容易分散;
•高固体，无酸和非水胺，以减少与锌的排气;
•货架稳定性:非常有限，在锌膏存储期间没有检测到排气;
•锅寿命:明显比其他水性锌替代品更长的锅寿命;
•适用于非锌涂层系统;
•与其他水性中、面漆具有良好的涂层附着力;
•优异的防腐蚀性能。
为了获得最佳性能，这种新型胺剂应与稳定的固体环氧树脂分散体在水中结合。环氧分散树脂的选择是获得较长的锅寿命，良好的涂料聚结性和充分的交联的关键。根据对商用分散剂的调查，EPI-REZ树脂6520-WH-53被确定为最佳选择。还应注意选择非酸性添加剂，特别是EPIKURE固化剂8538-Y-68锌膏。表1给出了一个具有优越性能的公式的例子。
通过选择合适的醇和乙二醇醚溶剂，可使该配方快速干燥。通常，这种配方的锅寿命至少为4小时。如果有足够的空气流动以适应水的蒸发，重涂时间可以减少到只有几分钟。在罐体使用期间没有明显的氢气排出，因此允许连续的涂层屏障应用来保护金属基板。
如图4所示，涂有表1配方的盐雾暴露钢板对金属的保护效果明显优于图5所示的溶剂型富锌底漆。这表明锌可用于防腐，即使在锅寿命期间没有观察到明显的排气。
结论
富锌2K水性环氧底漆现在可以使用新的胺技术(EPIKURE固化剂8538-Y-68)。在相同的锌负载下，使用该固化剂与固体环氧分散体的腐蚀性能与传统溶剂型环氧/聚酰胺胺粘合剂的腐蚀性能相当，甚至更好。
以该固化剂为基础的富锌膏体在与环氧树脂组分混合时无明显的放气现象。使用推荐的固体环氧分散体的锅寿命至少为4小时。
通过一种新的固化剂技术，适用于高填充富锌底漆配方，gen -type水性2K环氧粘合剂系统的优越金属保护功能得到了扩展。这一路线可以在有机富锌底漆的重要应用领域显著降低VOC。
参考文献
1海涅，F.，等。水性环氧树脂技术,EuRAILmag, 2007年10月。
2Elmore, J.，等。WB环氧金属防护涂料JCT2002年8月，第74卷第931期。
3.海涅，F.，等。海洋工业中的水性环氧涂料:一种选择?， Nürnberg涂料展2009。
4Lejeune, A.等人。用于涂料、粘合剂和密封剂的新型环氧功能硅烷:环氧硅烷低聚物，第21届全国OCCA学术研讨会，2006年10月
