-4 ［3 ］
涂料制备 水性涂料基本配制工艺如图 1．
． 水性涂料具有环保无毒的优势， 因而国内外相
-6 ［5 ］
继推出 多 种 水 性 低 表 面 处 理 涂 料 产 品
， 如 ＲF图1 Fig． 1 涂料制备 Preparation procedure of the coating
GSO5 系列水性防锈涂料和美国 APP 水性防锈底漆， 但现今此类产品的带锈涂装能力及耐蚀性仍不足以满 足实际工程的需要
表1 Table 1 酸性水性三元 涂料基本组成（ 质量分数） Basic components of the coating
· 1595·
备的安全和正常服役 ． 高质量的涂装需要对设备表面 进行喷砂等严格的表面处理
［1 ］
． 但对于正在服役的地
% 助剂 去离 子水
处野外或结构复杂的钢材体系， 无法进行此类严格表 面处理， 若采用常规涂料进行涂装， 涂层性能难以满足 应用要求
涂料涂装技术以其经济简便有效等优点在钢铁防
腐领域中得到最广泛的应用， 涂层的失效直接威胁设
-08 -20 收稿日期： 2014 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 51071027 ） ； 国家重点基金研究发展规划资助项目（ 2014CB643300 ）
申
琳等： 多功能水性低表面处理涂料及涂层防护性能
［11 ］ 3+
3% 防闪锈剂的添加可以 比为 0. 6 ） ． 从图中可以看出， 将涂层附着力提升至近 6 MPa． 这是由于该防闪蚀剂 具有缓蚀作用， 有效抑制涂料中水分与金属基体的反 应， 防止了闪蚀， 提高了附着力 ． 但是， 该防闪蚀剂也 会与树脂的活性基团发生反应， 用量过大会影响树脂 与基材的结合， 引起附着力的下降 ．
［10 ］
性低表面处理涂料多选用弱碱性乳液树脂作为成膜 物， 在添加酸性锈转化剂或活性颜料时大多会发生破 乳现象， 无法兼具锈转化等功能， 对基材表面锈蚀的作 用不充分， 不能实现真正意义上的低表面处理涂装 ． 因此， 含稳锈 、 化锈成分的高性能多功能型水性低表面 处理涂料的开发是涂层防护领域中一个亟待解决的 问题． 本工作前期以一种含大量羧基的酸性水性三元共 聚树脂乳液为成膜物 、 辅以多种防锈组分配制一种水 性低表面处理涂料 ． 树脂含有的活性基团与基材表面 发生皂化反应， 带来涂层优异的附着性能； 树脂乳液的 弱酸性（ pH 值约为 2 ） 使其与多种防锈组分相容性良 好， 不出现一般水性树脂（ pH 值约为 7 ～ 8 ） 常出现的 破乳现象 ． 通过树脂与防锈组分的配合， 得到一种集 渗透 、 稳定和转化锈层功能于一身的新型水性低表面 处理涂料 ． 现针对其主要防锈组分与制备工艺对锈蚀 碳钢表面（ St1 ） 涂层性能的影响进行研究， 并将其与进 口同类产品进行对比分析， 为新型高性能水性低表面 处理涂层技术的应用提供参考 ．
）．
涂布采用刷涂方式， 涂层厚度约 130 ～ 140 μm．
2
2. 1
结果与讨论
主要防锈组分的影响 涂层与基材表面的附着力是其防护性能的基础，
1工作前期所研制涂料基本组成见表 1．
表2 Table 2 性能 稳定性 细度 黏度 固含量 干燥时间 标准 GB / T 6753. 3 —1986 GB / T 1724 —1979 GB / T 10247 —2008 GB / T 1725 —1979 GB / T 1728 —1979 附着力
ABSTＲACT
Based on carbon steel surface corrosion， a study was conducted on multifunction acid waterbased surface tolerant coat-
ings． The focus was placed on the effect of antirust components and preparation processes on the coating properties． The barrier property was evaluated and compared with imported counterparts． The results show that when the treatment level of the substrate material surface is St1 ，the adhesive force of the coatings rises at the beginning and then goes downward as the content of the antirust components keeps increasing． The chelating agent contains active groups which stabilize the substrate surface corrosion，resulting in the adhesion performance of the coatings increasing． The compound rust conversion agent improves the coating adhesive force further by translating the corroded substrate surface complexation． The best preparation process needs to mix at low speed and add the compound rust agent at the end of the steps． The adhesive forces of the coatings on the substrate material surfaces treated at St1 and St3 levels show no difference，and they are larger than 5 MPa． The corrosion resisting properties，resistant to salt water for 1200 h，salt spray for 1000 h and ultraviolet aging for 2000 h， are much higher than those of similar imported waterbased rust primers． The coatings are suitable for the maintenance of complex steel components in atmospheric environment． KEY WOＲDS coatings； surface tolerance； chelating agents； adhesive force； corrosion resistance
Multifunctional waterbased surface tolerant coating and its protective performance
SHEN Lin，GAO Jin ，SONG Dongdong，TIAN Dongbo，LI Xiaogang
Corrosion and Protection Center，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083 ，China mail： g． jin@ 163． com Corresponding author，E-
［2 ］
颜 有机螯合 防闪蚀 复合酸性锈 -3 剂 Z0 ～4 转化剂 ZL 1 ～5
-1 共聚树脂乳液 填料 剂 D46 ～ 70 20 0 ～2
． 因此， 高性能低表面处理的维护涂料的 1. 2
12 ～ 14 余量
开发是目前涂料行业中重要研究课题之一 ． 现今低表 面处理涂料（ 锈面涂料） 多为溶剂型产品， 如 H2000 带 锈涂装底漆和 ONIVAN 系列底漆， 由于含有有机溶剂， 不但会 造 成 资 源 的 浪 费， 更对环境存在污染和破 坏
-9 ［7 ］
． 究其原因， 其重要的一点是水
“树脂 、 本文在 锈转化剂的加入与分散方式 ” 步骤 中， 考察了四种不同配制方式对水性低表面处理涂层 附着力的影响： ① 先加锈转化剂再加树脂然后进行高 速剪切； ②先加锈转化剂再加树脂然后进行低速搅拌； ③ 先加树脂再加锈转化剂然后进行高速剪切； ④ 先加 树脂再加锈转化剂然后进行低速搅拌 ． 1. 3 涂布制样 Q235 基材， 表面处理等级分别为 St1 及 St3 （ GB / T 8923. 1 —2011 ， St1 表示一般性手工和动力工具除锈， 钢材表面无浮锈 、 无可见的油脂和污垢， 无附着不牢的 氧化皮 、 浮锈和浮尘； St3 表示非常彻底的手工和动力 工具除锈， 钢铁表面应无可见的油脂和污垢， 并且没有 附着不牢的氧化皮 、 铁锈和油漆涂层等附着物， 除锈应 比 St2 级更彻底， 底材表面应显出金属光泽 1. 4 表 2． 性能测试 涂料和涂层性能测试按照国家相关标准进行， 见
-1600 ， 2015 年 12 月 第 37 卷， 第 12 期： 1594 工程科学学报， -1600 ，December 2015 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37 ，No． 12 ： 1594 -9389． 2015． 12． 010 ； http： / / journals． ustb． edu． cn DOI： 10． 13374 / j． issn2095 -
选用表面处理等级为 St1 的锈蚀碳钢基材， 考察螯合 剂、 防闪蚀剂 、 复合酸性锈转化剂含量及颜基比对涂层
性能测试及相关标准 Properties test and related standards 标准 GB / T 13452. 2 —2008 GB / T 6739 —2006 GB / T 1731 —1993 GB / T 1720 —79 （ 89 ） GB / T 5210 —2006 性能 耐冲击性 耐盐水性 耐盐雾性 耐紫外老化性 标准 GB / T 1732 —1993 GB / T 1763 —79 GB / T 1771 —2007 GB / T 14522 —2008