配制成水性化和厚膜化（高固体化和无溶剂型）等无 公害重防腐涂料。通过物理改性和化学改性，其耐候 性差，易粉化，高温下承受强腐蚀介质（如较强的酸、
力、适当的硬度、韧性和耐磨性、耐温性等；对各种介 碱和溶剂）能力差的缺点正在逐步得到改善。这一切
质（化工气体、酸、碱、盐和其他溶剂）有优良的耐蚀 都奠定了其在重防腐涂料中的主导地位。
氨酯树脂耐候性好，但少量残存的游离异氢酸酯基 种是双酚Ａ型环氧树脂：
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其次还有双酚Ｆ型环氧树脂
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万方数据
第３期
化学建材
９
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聚氨酯改性环氧树脂是羟基固化型的，它具有 优良的耐油、耐溶剂、耐酸碱性。其耐酸碱、耐热较 乙烯漆好；耐溶剂、耐热和环氧漆相当；漆膜坚硬耐 磨光亮丰满，附着力好近于环氧。
（２）环氧树脂中羟基的反应。环氧树脂分子键 上的羟基可同异氰酸酯进行反应。
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异氰酸酯 环氧树脂
这些反应是环氧树脂与其他树脂如酚醛树脂、 氨基树脂和有机硅树脂进行改性或固化的基本反 应，其特点是一般要在加热条件下反应才能进行，反 应过程中有小分子析出。此反应可在低温下进行，
是环氧涂料低温固化的基本反应。另外，环氧树脂 上的羟基还可与其他树脂中的羟甲基、烷氧基、硅醇 等进行缩合反应。
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酚类固化剂因与环氧树脂结构相似，因此相容 性好，制得的涂膜耐蚀性、韧性远优于酚醛环氧体 系。所以应用更加广泛。ＰＨ．１酚类固化剂固化环 氧时主要是通过酚羟基和环氧基发生醚化反应交联 成膜的。当然固化过程中仲羟基也能和环氧基反 应。由于空间位阻效应及反应活性原因，反应极其 微弱。事实上酚羟基和环氧基反应的速度较慢，实 际应用中还须加入催化剂以加快反应速度。常用的 催化剂有季胺类、咪唑类、硼化物等，一般咪唑较为 常用。咪唑环上的亚氨基与环氧基团进行反应生成
性；能有效地抵制各种介质对涂层的渗透；能在各种 条件下进行方便的施工并达到对涂层厚度和涂层结 构的设计要求。目前在重防腐涂料中较常用的三大
ｌ环氧树脂的结构与性能 １．１结构
环氧树脂是平均每个分子含有两或两个以上环
树脂是环氧树脂、聚氨酯和含氯的乙烯类树脂。聚 氧基的热固性树脂。环氧树脂的品种很多，主要品
的加成物相当于叔胺起催化作用。 ２．２有机硅改性环氧树脂（提高其耐高温性能）
由于Ｓｉ—Ｏ键具有很高的键能（１０６ｋＪ／ｍ０１），其 聚合物分子链具有高度卷曲性，利用有机硅对环氧 树脂进行改性，可使热稳定性、耐候性、脆性得到明 显的改善。同时因低表面自由能的有机硅敷于树脂 表面，使环氧树脂的防水防油性能得以改善。一般 用有机硅的一ＮＨ２、一ＯＨ、一ＯＲ与环氧树脂的环氧 基进行接枝或共聚反应，以降低界面能，改善相容 性。例如，硅酮树脂与环氧树脂混合制成新的耐热 防腐涂料，其中硅酮中的一ｓｉ—Ｏ—ｓｉ一使涂料具有 较好的热稳定性，而一ｓｉ—ｃ一则保证了涂料的固体 成分‘３—６｜。 ２．３聚氨酯改性环氧树脂（改善其光亮度）
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如此不断反应最终形成体型结构的产物。上述
叔胺与环氧基的反应是环氧树脂催化固化的典型反
应。此外在一定条件下，环氧基还可与羧基、酚羟
基、无机酸、巯基（ＲＳＨ）和羟基等发生开环反应。他
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们的共同特点是：这些基团中的活泼氢原子与环氧 基上的氧原子结合生成新的羟基。
环氧树脂涂料的成膜过程是从可溶、可熔的线 型或支链分子转变成最终的不溶、不熔的体型结构 的过程。热固性树脂的固化即可在加热条件下进 行，也可以加人某些化学物质以参与或促进线型或 支链型分子转变为体型结构，这样的化学物质称为 固化剂。环氧树脂本身具有的官能团一般不会相互 发生化学反应，即不会分子间交联成体型结构，只有 借助于外加的固化剂使与环氧树脂中的可反应官能 团反应，使环氧树脂的分子间接或直接地连接起来， 逐步形成体型结构。对环氧树脂结构进行化学改性 主要通过改变其固化体系来实现。环氧树脂分子中 的可反应基团主要是环氧基，其次是羟基【１ Ｊ。羟基 固化型的环氧树脂由于反应中有小分子产生，防腐 性能略次于环氧基固化型的。
这类树脂的固化收缩力高达ｌＯ％以上，而环氧树脂 的固化收缩力则小于ｌ％。
（２）环氧树脂固化的化学反应是逐步开环的加
成反应，并且在反应过程无小分子副产物生成。而 酚醛树脂和呋喃树脂等，在固化中有小分子副产物 生成，分子结构变化较大，因此固化收缩力也大。
（３）固化前的环氧树脂本身的密度较大，因此 固化后树脂的密度差较小。
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２００２年
是伯胺含有多余电子的碳原子与环氧基中带正电的 氧原子结合成羟基；同时生成的仲胺还可与环氧基
碳原子相互结合成新的共价键。伯胺基上有两个氢
反应，生成叔胺。。
原子（也成活泼氢原子），其中的一个与环氧基中的
有良好的粘结力，但是这些树脂在固化时却有着较
大的收缩力，因此固化后的涂层具有较大的内应力，
从而减小了原有的附着力。环氧树脂却没有这个缺
点，其附着力几乎不受固化收缩的影响，这与树脂的
结构和形态有关。原因如下：
（１）环氧树脂在固化过程中，分子之间的结合
键基本无变化，不像不饱和聚酯树脂，在固化时分子
中的双键要变成单键，键长会发生很大的变化，因此
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８
化学建材
２００２年
重防腐涂料用环氧树脂的改性特点
吴跃焕。杨卓如
…
（华南理工大学化工学院， 广东广州５１０６４１）
摘要：环氧树脂是重防腐涂料三大成膜物质之一，成膜的结构链节决定其防腐性能，对环氧树脂进行结构改性是提
高其防腐性能的主要手段。本文探讨了对环氧树脂进行结构改性的方法与机理，并介绍其在防腐涂料中的应用。
氟涂料，鳞片涂料，导电涂料，重防腐涂料）之一…。 重防腐技术除了用于海洋构筑物外，还广泛用于化
抗渗透性；拥有较多的固化剂使其在各种施工条件下 均具有良好的成膜性能；能同各种树脂、填料和助剂
工设备、储罐和管道。重防腐涂料发展的关键是高 良好地混溶，配制成一系列常用的重防腐涂料；易于
性能的合成树脂。为达到严酷环境下长效的目的， 对主要成膜物质合成树脂的要求是：对金属材料的 良好附着力，有良好的物理机械性能，如低的收缩
进。
４
然而，树脂分子中的苯键和醚键易受日光照射
等的破坏，因此环氧涂膜的耐候性较差，不适用于外
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双酚Ｆ型粘度低，可配置无溶剂或高固体分涂 料。Ｎｏｖａｌａｃ环氧树脂的环氧基含量高，可制成交联
密度高的涂料，其耐热、耐溶剂性均高于双酚Ａ型 环氧树脂。
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２．１ 酚醛改性环氧树脂（提高耐溶剂、耐热性） 利用酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基和环氧基反
应实现对环氧树脂的改性。含有醚键和苯环结构的 酚醛树脂有较好的耐化学品及耐溶剂腐蚀性能。酚 醛改性环氧树脂集酚醛树脂具有的耐水、耐溶剂、耐 酸性和环氧树脂的耐碱性于一体，产生了很强的抗
１．２．２良好的耐腐蚀性
在环氧涂料固化成膜后，由于分子中含有稳定
的苯环和醚键，分子结构又较紧密，因此对化学介质
的稳定性较好，如对中等浓度的酸、碱和盐等介质，
基本上能长期满足大多环境的需要。另外环氧树脂
涂料的耐腐蚀性能可以通过各种固化方式进行改
用涂料的表层。 ２环氧树脂的改性及防腐性能
涂料的基本性能是由成膜物质决定的，而成膜 物质的固有特性是由它的结构链节所决定的。含亚 甲基键节的烃系树脂如酚醛树脂、聚乙烯树脂、聚丙 烯树脂等具有较好的耐化学药品性、耐水性和耐腐 蚀性；含酯键链节的树脂如醇酸树脂等易被碱水解， 发生皂化反应，故其耐化学腐蚀性较差。含醚键链 节环氧树脂、酚醛树脂等具有很好的耐腐蚀性能；含 酰胺链节的聚酰胺树脂、尼龙等也具有较好的耐腐 蚀性能；含有机硅链节的有机硅树脂、硅醇树脂则具 有较好的耐热性；含有氨基甲酸酯基链节的聚氨基 ‘树脂也具有较好的耐腐蚀性。但值得注意的是每种 树月旨都具有多种结构和化学基团，而且各种结构和 化学基团之间相互影响，再加上所遇到的腐蚀介质 和腐蚀环境不同，在对成膜物质结构进行改性时，一 定要具体分析。
重防腐涂料是指能在严酷的腐蚀环境下应用并 具有长效使用寿命的涂料。重防腐涂料有两方面的 含义：一是指腐蚀环境恶劣，二是指保护寿命长。是