0 前言随着钢铁、冶金、机械制造业的不断发展，防锈、降耗问题已引起各部门普遍重视。

虽已有许多控制钢铁腐蚀的措施与办法，但全世界每年生产的钢铁仍有30%遭受腐蚀，其中10%的钢铁将变成废铁。

如在英国每年金属腐蚀达几亿英磅，在美国腐蚀损失约占国民生产总值的4.2%，在我国约占国民生产总值的4%，超过了火灾、风灾和地震造成损失的总和。

如此惊人的损耗，激励着防锈涂料的发展。

溶剂型防腐蚀涂料在保护钢铁等资源的同时，也极大地破坏了人类赖以生存的自然环境。

以水作为溶剂成为涂料发展的一个热点，水性化被认为是涂料的最终归宿。

北美地区生产的水性涂料占其涂料生产总量的43%，中南美地区占25%，西欧占34%，日本占17%，中国占15%。

当前水性涂料已经在整个涂料工业中占有重要地位，同时，也必须清楚地看到中国在水性涂料的发展水平上与发达国家还存在非常大的差距。

但是，无论国内还是国外，目前水性金属涂料的生产和应用还十分有限，制约水性涂料推广应用的主要原因在于其综合性能不够理想。

尤其是钢铁的闪蚀和附着力的降低已经成为水性涂料的重要问题。

缓蚀剂技术是工艺简便、成本低廉、适用性强的一种金属防护方法，向涂层中加入适当的缓蚀剂可以提高水性金属涂料的防腐蚀性能。

但国内对这方面的研究尚少，所以，对缓蚀剂在水性涂料中应用的研究与开发具有相当重要的意义。

金属防腐蚀用水性环氧涂料及缓蚀剂的研究王晓艳高延敏1孟祥玲李国一2（1. 江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室，江苏 镇江 212003；2. 扬州中集通华专用车有限公司 江苏 扬州225009）摘要：金属防腐蚀的方法一直是研究的热点，而水性涂料由于其无毒、无味、环保等优点也越来越受到重视。

本文选用十二烷基磺酸钠充当乳化剂，采用相反转法制备了环氧树脂乳液，研究了乳液在制备过程中乳化剂用量、乳化温度对其平均粒径和稳定性的影响，硬脂酸盐类长链缓蚀剂作为包覆剂对具有优良性能的绢云母粉进行表面包覆改性，用扫描电镜观察了绢云母粉包覆前后的表观形貌变化，并计算了包覆量。

结论表明，将水性涂料用于金属防腐领域具有十分重要的研究意义和应用价值。

关键词：水性环氧涂料防腐包覆中图分类号：TG174.46 文献标识码：A文章编号：1008-7818(2009)05-0025-04Study on the Waterborne Epoxy Resin Coatings and the Corrosion Inhibitor WANG Xiao-yan, GAO Yan-min, MENG Xian-ling, LI Guo-yi 2(1. Provincial Key Lab of Advanced Welding Technology,Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003;2. Yangzhou CIMC Tonghua Special Vehicles Co. Ltd., Yangzhou 225009, China)Abstract: The methods of metal anti-corrosion are being studied for a long time. Waterborne paints attract so much attention due to their process non-noxious, odorless, no-harm to the environment and safe characteristic. We prepare the epoxy resin latex with SES as the emulsifier in the way of phase inversion. The influence of the emulsifier content and emulsifying temperature on average particle size and stability are investigated. The stearates, a kind of long-chain inhibitor are used to surface coat the mica powder which has good properties. The morphology of the coated and uncoated mica powder are characterized by SEM and we calculate the coated quantum. The conclusion shows that it is very valuable to research the water-based corrosion resistant coatingsKey words: waterborne epoxy resin coatings ；anti-corrosion ；surface coatingoatingC 涂料1 环氧树脂乳液的制备及研究1.1 环氧树脂乳液的制备由于环氧树脂本身不溶于水，所以，要制备稳定的水性环氧树脂乳液，必须在体系中加入亲水亲油组分或者设法在其分子链中引入强亲水链段。

环氧树脂水性化方法主要是采取外加乳化剂或在环氧树脂中引入极性基团的方法。

而用相反转法制得的乳液，具有粒径小、稳定性好的优点。

且用量少，成本较低，在实际应用中有一定优势。

因此，本章采用相反转法制备了环氧树脂乳液。

通过对乳液性能的表征，研究了所选乳化剂的乳化条件，并确定了乳化工艺。

十二烷基磺酸钠[1]（sodium dodecyl sulfonate ，简称SDS ），属磺酸盐，分子量272.38，为易溶于水的白色粉末。

磺酸盐不是酯，故在酸性介质中不水解。

其结构式为： O ‖CH 3(CH 2)10CH 2—S —ONa ‖ O目前，国内对十二烷基磺酸钠作为复合乳化剂中的一种或其中加入其他助剂的乳液体系的研究报道较多[2～7]。

然而引入的基团越多，影响涂层性能的因素就越复杂；若引入有机溶剂，当涂层固化时又会向大气中挥发，造成环境污染。

所以，本论文只采用十二烷基磺酸钠为乳化剂制备环氧乳液。

1.2 乳化剂浓度对乳液性能的影响将不同百分含量（此百分含量为乳化剂质量与环氧树脂质量的比）的十二烷基磺酸钠加入到反应容器中对环氧树脂进行乳化。

然后按前文所述方法对乳液进行表征后列于表1。

2.00μm ；但当乳化剂浓度较大时（大于1wt%），进一步增加乳化剂的浓度，粒子的平均尺寸减小得不明显。

钙离子稳定性随着乳化剂浓度的增加而变好，1%和1.5%时都合格，但超过1.5%时变差。

冻融稳定性在1%时最好。

2 十二烷基磺酸钠对水性涂料耐蚀性的影响本文采用直链脂肪族多元胺十二胺作为水乳化型环氧树脂的固化剂制备了水性涂料，并尝试将十二胺作为可乳化型固化剂，对环氧树脂先乳化再固化，制备出不含十二烷基磺酸钠的涂料。

最后利用交流阻抗谱对这两种涂膜的耐蚀性进行了比较，具体的操作步骤如下：（1）将固化剂按理论用量[8]加入到制好的乳液中。

充分搅拌后，涂于处理好的铁片上。

于室温25℃，相对湿度30％条件下充分固化。

（2）不加十二烷基磺酸钠，直接用十二胺对环氧树脂进行乳化再固化。

即从固化剂理论用量中先取出一小部分对环氧树脂进行乳化，乳化条件及工艺不变。

再将剩余的固化剂加入到制备好的乳液中。

刷涂后于同等条件下充分固化。

2.1 含十二胺固化的涂层的交流阻抗分析图1为十二烷基磺酸钠作为乳化剂的环氧涂层在3%NaCl 水溶液中浸泡时间不同的交流阻抗谱图。

可以看出，前三天的曲线均只呈现出 1 个时间常数的特征。

阻抗值第一天较小，第二天迅速增大2个数量级，第三天与前一天大体相同，到第四天时高频区的阻抗值迅速减小2个数量级，而且低频区还出现了一个明显的感抗弧。

表1乳化剂含量对环氧乳液稳定性和平均粒径大小的影响乳化剂含量平均粒径(μm)钙离子稳定性冻融稳定性0.25% 3.0010h 后破乳00.5% 2.5518h 后破乳11% 2.00良好31.5% 1.99良好22%1.9924h 后破乳1图1有十二烷基磺酸钠的涂层浸泡后的交流阻抗谱a 浸泡1天和4天b 浸泡2天和3天从表1中数据可知，随着乳化剂浓度的增加，粒子平均粒径变小，当浓度为1wt%时，平均粒径为oatingC 涂料2.2 不含十二烷基磺酸钠的涂层交流阻抗分析不含有十二烷基磺酸钠的涂层浸泡后的交流阻抗谱图见图 2。

与前者相同，该涂层的阻抗值也在第三天出现了最大值，在第四天发生了大幅度的降低，约3~4个数量级。

但第四天的阻抗谱低频段呈一直线，即Warburg 阻抗直线。

Nyquis 图显示两个涂层的最大阻抗值都达到107，证明其对介质都具有较强的屏蔽隔离作用，但无十二烷基磺酸钠的环氧涂层阻抗值比含有十二烷基磺酸钠涂层的略大，所以，该涂层耐腐蚀性能更佳。

在第四天，两个涂层的耐蚀性均有所下降，但无十二烷基磺酸钠的环氧涂层的耐蚀性依然高于后者。

3 长链缓蚀剂包覆填料对水性涂料耐蚀性的影响绢云母在涂料中的应用是近几年才得到发展和认同的，在环境保护及保护原矿资源的意识下，国外一些发达国家都将自己有限的矿产资源封存，但是涂料在人类日常生活中的需求量正日益上升，大批发展中国家和不发达国家仍然需要大量价廉物美的涂料产品，因此，寻求和开发新型无机矿资源就成了相当重要的研究工作。

中国是绢云母贮存量极大的国家，这种矿产开采方便，加工简单。

绢云母（mica powder ）是白云母的亚种，分子式为KAl 2[AlSi 3O 10](OH)2[9]。

它具有与白云母相似的物化特性和结晶构造，呈细小鳞片状结构，径厚比高，有较好的柔韧性和机械强度；有较好的耐热性，550℃以下不改变性质，热膨胀性在500℃以下很小，可以增加涂膜的伸缩抵抗力；具有良好的化学稳定性，与碱几乎不起作用，300℃以下不与酸反应，但易被氢氟酸和熔融碱金属腐蚀；有较好的抗紫外线能力和遮盖力[10]。

由于绢云母的活性羟基基团的存在[11]，因此，在乳液、溶剂中较容易与之结合，在普通涂料中可以替代部分钛白粉和有机膨润土，提高涂料的性价比，防止沉淀产生，且涂层的耐水性能有所上升。

因此，绢云母粉对涂料而言是一种价格性能比优异的多功能填料。

本文采用硬脂酸盐作为包覆剂对绢云母粉进行包覆改性，并通过交流阻抗谱、热重分析等手段对其物理化学性能进行了研究与表征。

3.1 试样的制备（1）缓蚀剂包覆填料粒子的制备。

将一定量的绢云母粉加入到含有不同缓蚀剂的二甲苯与正丁醇的混合溶剂（体积比7∶3）中，边搅拌边加热至80℃，恒温1h 。