肖軍

高固體分涂料HSC（High Solid Coat）是涂料眾多分類中的重要一員。隨著《環(huán)境保護(hù)法》的進(jìn)一步強(qiáng)化和涂料制造技術(shù)的提高，這種新型涂料應(yīng)運(yùn)而生。HSC發(fā)展到極點(diǎn)就是無溶劑涂料（又稱活性溶劑涂料），即高固體分環(huán)氧防腐涂料。它不僅符合環(huán)保、節(jié)能的理念，還具有優(yōu)異的附著性、防腐性、二氧化碳排放性，以及良好的施工性能。目前，采用新型無危害的有機(jī)溶劑，極大改善了施工環(huán)境，這種適合在封閉艙室、儲罐內(nèi)壁等有限空間的鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行高性能、低表面處理的防腐涂料，同時也成為相關(guān)領(lǐng)域的黃金首選。

在汽車工業(yè)

與重防腐工程里顯身手

據(jù)相關(guān)資料顯示，僅我國涂料年總產(chǎn)量就超過700萬噸，向大氣排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物約300萬噸，直接對大氣環(huán)境產(chǎn)生污染，同時也破壞人類生存環(huán)境，損害人體健康，造成巨大的資源浪費(fèi)，隨著人們環(huán)保意識的逐漸提高，世界各國政府相繼對涂料中揮發(fā)性有機(jī)化合物含量，進(jìn)行了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)限制。這種形勢推動了環(huán)保型產(chǎn)品，如高固體分、無溶劑、粉末、水性涂料等得以快速發(fā)展，迅速崛起的聚脲彈性體涂料，正是此類涂料的最佳代表。

高固體分環(huán)氧防腐涂料具有低二氧化碳排放、良好附著力、較高防腐性、使用面廣泛、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)，在防腐要求較高的工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。高固體分涂料的主要品種為氨基丙烯酸、氨基聚酯、白干型醇酸漆。當(dāng)下，高固體分涂料主要應(yīng)用于汽車工業(yè)，特別是作為轎車的面漆和中涂層使用，占有較大比例。美國90%的汽車中涂層已采用高固體分涂料，日本也逐漸接近美國的水平。另外，石油化工儲罐、海洋和海岸設(shè)施等重防腐工程中，也均采用該種新型涂料。

提高涂料的固含量，是工業(yè)防腐涂料研發(fā)的新方向。目前，國外已研制出固體含量高達(dá)95%的防腐涂料。該涂料性能優(yōu)越，已在油氣田及水電工業(yè)中得到應(yīng)用，并取得良好效果。國內(nèi)也有研究報(bào)道，研究者采用改性環(huán)氧和聚氨酯預(yù)聚物制備的高性能、高固體分涂料，其固含量達(dá)97%，涂料一次涂敷厚度在150μm以上，同等條件下涂層中針孔數(shù)量比普通防腐涂料少2/3以上。此外，它與普通防腐涂料相比有以下優(yōu)異性質(zhì)：可揮發(fā)成分含量極小，高壓下抗?jié)B透性強(qiáng)；固化時間短，涂層光滑致密，抗沖擊強(qiáng)度好；具有良好的抗流掛性質(zhì)，施工工藝性能較好；高固體分環(huán)氧涂料具有低二氧化碳排放、高效率、高防腐性能、施工性能優(yōu)異、使用面廣等優(yōu)點(diǎn)，在鋼結(jié)構(gòu)及防腐要求高、施工條件困難的物材表面，得到廣泛的采用。

液體無溶劑涂料，又稱為超高固體分涂料，它的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量低，甚至能達(dá)到“零二氧化碳”，主要以低分子量、低粘度的液體樹脂及固化劑體系為基料，使用活性稀釋劑來進(jìn)一步降低體系粘度，從而保證涂料體系的綜合性能。如今，可用于液體無溶劑涂料體系的樹脂有聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂等。聚氨酯樹脂本身可作為膨脹體系的炭源和氣源：環(huán)氧樹脂對顏填料的容忍度很高，可兼作膨脹體系的炭源和氣源；有機(jī)硅樹脂本身具有很高的阻燃性，這兩種均是液體無溶劑膨脹型防火涂料的理想成膜物質(zhì)。

科技水平的不斷提高，為涂料工業(yè)提供了多種新型原材料和技術(shù)裝備，也使涂料工業(yè)的生產(chǎn)、技術(shù)水平得到了迅速提高。在環(huán)境保護(hù)措施日益強(qiáng)化的當(dāng)前，高固體分涂料發(fā)展迅猛，今后10年高固體分涂料的技術(shù)將更加成熟，而60%以下固體含量的溶劑型涂料技術(shù)將逐漸衰退。目前，廣泛使用涂料的航空、造船、車輛、機(jī)械、電器制造、電子工業(yè)等部門都在飛速發(fā)展，這就對涂料工業(yè)提出了更高要求。例如航空工業(yè)要求提供適應(yīng)超音速飛行，具有高度耐磨性、耐高溫性和耐驟冷性的涂料品種；空間技術(shù)方面，則要求提供耐幾千度高溫、耐宇宙射線的涂料；電子工業(yè)領(lǐng)域要求提供耐高溫的絕緣涂料；造船工業(yè)要求提供高度耐腐蝕、使用壽命更長的船舶涂料（如長效無毒的船底防污涂料）；汽車工業(yè)要求提供在高速行駛和在各種氣候條件下，都具有優(yōu)良保護(hù)、裝飾性能的涂料；石油化工、機(jī)械制造等方面，要求提供高度耐化學(xué)品腐蝕的涂料。針對鋼結(jié)構(gòu)表面的防腐涂層體系，粉末涂料、無溶劑涂料由于施工條件比較苛刻，從而制約了其在鋼結(jié)構(gòu)表面防腐涂層領(lǐng)域的發(fā)展。此外，水性涂料施工時極易引起閃銹，而且成膜后其防腐性能并不理想，不適宜用于具有高防腐要求的鋼結(jié)構(gòu)表面的涂裝。而符合環(huán)保、節(jié)能理念的高固體分防腐環(huán)氧涂料，具有優(yōu)異的附著性、高防腐蝕性、低二氧化碳排放及良好的施工性能，無疑成為不二選擇。

新型涂料自有妙招

按照比例配漆制板，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對高固體分環(huán)氧涂料進(jìn)行的性能測試，結(jié)果顯示它的機(jī)械性能和耐介質(zhì)的性能均十分優(yōu)異，可完全滿足厚涂防腐的要求，并可提高涂布率，減少施工的次數(shù)。另外，其低二氧化碳排放的特性，可降低對環(huán)境的危害，達(dá)到很好的防腐保護(hù)效果。

高固體分環(huán)氧涂料作為環(huán)境友好涂料具有以下主要特點(diǎn)。一是低污染化。高固體分涂料明顯減少揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放量，為凈化大氣、減少污染、改善生態(tài)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。二是節(jié)省資源。我國主要涂料品種總產(chǎn)量約700萬噸，生產(chǎn)與施工應(yīng)用中消耗的有機(jī)溶劑約300萬噸以上，所用有機(jī)溶劑如苯類、烴類、酯類、酮類及醚類，都是重要的基本化工原料，按價格0.5～2.0萬元/噸來計(jì)算，有機(jī)物的揮發(fā)不僅對大氣造成污染，而且浪費(fèi)近百億元人民幣的化工資源。三是提升效率。高固體分涂料的生產(chǎn)與涂裝工藝、設(shè)備、檢測評價的儀器，與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相同，無需增加設(shè)備投資。但是，由于固體含量高，一次涂裝的膜厚是傳統(tǒng)涂料的1～4倍，可以減少施工次數(shù)，提高工作效率。同時，高固體分涂料具有高耐久性、高裝飾性，能適應(yīng)各種產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)發(fā)展的需要。四是具有應(yīng)用特性。以液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂作基料的高固體分涂料，具有涂膜有效交聯(lián)密度高、抗化學(xué)腐蝕介質(zhì)滲透能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

我們可知，HSC通過合成低聚物或齊聚物，可大幅度降低成膜物的相對分子質(zhì)量，降低樹脂黏度，而每個低分子本身尚須含有均勻的官能團(tuán)，使其在漆膜形成過程中靠交聯(lián)作用獲得優(yōu)良的涂層，從而達(dá)到傳統(tǒng)涂層的性能。因此，HSC具有可揮發(fā)物質(zhì)極少、高壓下抗?jié)B透性強(qiáng)、固化時間短、涂層光滑致密、抗沖擊強(qiáng)度好、抗流掛性質(zhì)好、施工工藝性能優(yōu)越等特點(diǎn)，正大力應(yīng)用于汽車工業(yè)，以及石油化工儲罐、海洋和海岸設(shè)施等重防腐工程。以液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂作基料的高固體分涂料，具有涂膜有效交聯(lián)密度高、抗化學(xué)腐蝕介質(zhì)滲透能力強(qiáng)等特點(diǎn)，若再采用雙酚A環(huán)氧樹脂E-44和E-20復(fù)配，腰果殼油改性酚醛胺作固化劑，添加一些屏蔽防腐效果較好的顏填料，選用ATU作分散劑，GARAMITE1958作流掛觸變劑，以及EFCONA的2722作消泡劑，配制出的涂料固含量可高達(dá)85%，膜厚接近425～475μm。該涂料具有漆膜堅(jiān)韌、平整、耐磨、附著力好、防腐性能優(yōu)良等特點(diǎn)，并且使用時間較長。

高固體分涂料的施工優(yōu)點(diǎn)，在于無需對現(xiàn)在的施工設(shè)備進(jìn)行重大改變，只要對某些設(shè)備稍作調(diào)整即可。實(shí)際上，它最適用于無空氣噴涂和靜電無空氣噴涂設(shè)備。隨著超高帶靜電盤和靜電旋杯的推出，利用HSC的假塑性特性，在靜電盤和靜電旋杯的較高旋轉(zhuǎn)速度下，令涂料的霧化行為大大改善。超臨界流體噴涂法是一種新的噴涂施工方法，使用的是臨界溫度和壓力分別為313 ℃和74MPa下的液態(tài)Coz，這種CO顯示類似于烴的溶解能力，但卻并不被視作揮發(fā)性有機(jī)化合物。

環(huán)氧樹脂對高固體分涂料

的貢獻(xiàn)——抗腐蝕與滲透

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的附著力和低收縮率，對水、中等酸堿和其他溶劑，具有良好的耐蝕性和抗?jié)B透性，它可以與多種固化劑配合使用，成膜性好，與各種樹脂、填料和助劑良好地混溶，配制成一系列常用的水性化、厚膜化環(huán)保型重防腐涂料。通過相關(guān)的物理和化學(xué)改性，可以改善其耐候性差、易粉化、高溫下承受強(qiáng)腐蝕介質(zhì)（強(qiáng)酸堿和溶劑）能力低等不足，奠定了其在重防腐涂料中的主導(dǎo)地位。

環(huán)氧樹脂對涂層性能影響較大，要一次形成較厚的涂層，不僅要考慮涂料的觸變性能，同時應(yīng)注意涂料的固含量、黏度，以及厚膜涂料的柔韌性、附著強(qiáng)度等關(guān)鍵因素。相對分子質(zhì)量較大的環(huán)氧樹脂，由于其固含量較低，雖然涂層的柔韌性及防腐蝕性較好，但一次成膜較薄。即便提高涂料的固含量，但最后形成的涂層較脆，耐沖擊性差，而且在觸變劑相同的情況下，采用該類樹脂，施工過程中更容易流淌，對形成厚膜不利。一種以低黏度雙酚F環(huán)氧樹脂為基料，添加片狀高耐磨顏填料及助劑，以改性脂肪胺為固化劑的無溶劑環(huán)氧防腐涂料的誕生，解決了以上難題。雙酚F環(huán)氧樹脂，除具有雙酚A環(huán)氧樹脂的所有優(yōu)良特性外，其黏度遠(yuǎn)低于雙酚A環(huán)氧樹脂，因此在使用過程中不需要加入溶劑或活性稀釋劑，操作更方便簡單，固化后漆膜的力學(xué)性能更佳，具有很好的耐溶劑性，避免由于加入溶劑或稀釋劑，致使漆膜出現(xiàn)針孔，以及脆性大等弊病。但雙酚F環(huán)氧樹脂的價格要比雙酚A環(huán)氧樹脂高，綜合考慮涂料成本與性能，經(jīng)過試驗(yàn)確定雙酚F環(huán)氧樹脂的含量占總量35%～50%時，其性價比最高。

根據(jù)膨脹體系理論，只有當(dāng)阻燃劑的總量達(dá)到一值定后，涂層才會產(chǎn)生比較理想的膨脹層，顯然這一要求很難滿足。要想使無溶劑體系產(chǎn)生較好的膨脹層，可從以下幾方面入手。一是提高樹脂體系對阻燃顏填料的容忍度，采用恰當(dāng)?shù)幕钚韵♂寗?，盡可能地降低體系的粘度，提高阻燃材料在配方中的用量。二是提高阻燃劑的效率，減少阻燃填料的用量，合理利用磷酸三聚氰胺、磷酸季戊四醇酯、磷酸三聚氰胺季戊四醇酯等多功能材料。三是開發(fā)新型膨脹體系，如氨基苯磺酸鹽、氨基磺酰對苯胺等自膨脹材料的合理利用。四是提高樹脂本身的阻燃能力，減少阻燃劑在配方中的用量。因?yàn)榛瘜W(xué)結(jié)合的阻燃元素比物理拼合的防火效率要高得多，所以盡可能用本身含阻燃元素的樹脂，如有機(jī)硅樹脂等材料。

高固體分環(huán)氧涂料由于添加溶劑的量較少，體系的黏度較大，會給施工帶來不便，在整個體系中樹脂黏度是最主要的影響因素。環(huán)氧樹脂的類型及分子量大小，對涂料性能的影響較為嚴(yán)重。因雙酚A型環(huán)氧樹脂分子中，含有極性高脂肪族羥基和醚鍵，使其對底材具有較高的浸潤性和粘附力，而且耐化學(xué)品性能高。此外，又因其結(jié)構(gòu)為剛性苯核和柔性烴鍵的交替排列，從而賦予漆膜較好的物理機(jī)械性能，達(dá)到便于施工的目的，所以應(yīng)列為首選類型。同時，為了獲得良好的活動性，選用了低分子量液體環(huán)氧樹脂，以美國殼牌828作為高固體分防腐環(huán)氧涂料用樹脂，其固含量高，粘度較低，綜合性能優(yōu)良，且價格適中。當(dāng)下，高固含量的環(huán)氧樹脂涂料，主要用于以金屬為對象的保護(hù)涂層，如鋼鐵結(jié)構(gòu)表面，同時作為陽離子型電泳涂料的調(diào)漆料，它還大量用于汽車車身的底漆。日本使用環(huán)氧涂料的主要市場為汽車業(yè)和電容器，兩項(xiàng)消費(fèi)量已達(dá)51kt/年，需求增長率為4%每年，而飲料罐年需求增長率為8%～9%。因此，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)迫切需要高檔涂料用于建筑、汽車、船舶等領(lǐng)域，高固含量、粉末涂料、化工防腐涂料等都是很好的技術(shù)突破，可以說我國的合成樹脂涂料正向著節(jié)能、低污染、省資源、高固分的方向蓬勃發(fā)展！

顏填料對高固體分涂料

的貢獻(xiàn)——色澤持久、耐磨損

顏料是色漆或有色涂層的必要組分，顏料賦予涂層色彩，增加機(jī)械強(qiáng)度，具有耐介質(zhì)、耐光、耐候、耐熱等性能。顏料以微細(xì)固體粉末形式分散在成膜物中，顏料的細(xì)度、粒度分布、晶型、吸油度、表面物理化學(xué)活性等，直接與其著色力、遮蓋力、與樹脂的相互作用、分散穩(wěn)定性，以及流變特性緊密相關(guān)?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)相同，但來源（天然或合成）不同，或生產(chǎn)工藝甚至批次不同，都會導(dǎo)致顏料的上述性能指標(biāo)產(chǎn)生差別，這往往導(dǎo)致配色中出現(xiàn)色差。

顏料在涂料中起著色和遮蓋作用，高固體分防腐環(huán)氧涂料屬于厚漿型涂料。若涂料施工表干時間較長，則使用有機(jī)顏料易產(chǎn)生浮色、發(fā)花等問題，因而宜選用耐化學(xué)介質(zhì)性能和耐候性能好的無機(jī)顏料，如鈦白、氧化鐵紅、氧化鉻綠等。顏料對涂料的貯存穩(wěn)定性、施工性及涂膜的物理機(jī)械性能均有較大影響，對涂膜的吸濕性、阻燃性也有一定影響。另外，涂料中顏料的用量對涂層的物理性能也有影響，要求無溶劑環(huán)氧涂料一次涂覆達(dá)到一定厚度，應(yīng)加入足夠量的顏料。但是，若其用量過高，涂層的抗沖擊性會迅速下降，涂層的光澤、致密性也會下降，所以要保證顏料體積濃度相對較低。如果要求一次成膜厚度超過1000μm，則應(yīng)選擇較細(xì)的顏料，當(dāng)顏料細(xì)度在800目以上時，涂層的抗流掛性便會顯著提高。

顏料的品種很多，大體上可分為以下幾種：二氧化鈦（鈦白、立德粉）為代表的白色顏料；炭黑、氧化鐵黑等黑色顏料；無機(jī)和有機(jī)黃色、紅色、藍(lán)色、綠色等顏料。顏料以無機(jī)顏料為主，有機(jī)顏料的著色力、鮮艷度，以及裝飾效果均優(yōu)于無機(jī)顏料，但其耐候、耐熱、耐光性不如無機(jī)顏料。一般填料遮蓋力和著色力較差，主要起填充、補(bǔ)強(qiáng)作用，同時也降低成本，但隨著新改性的體質(zhì)顏料的出現(xiàn)，以及人們對它們與成膜樹脂相互作用的深入認(rèn)識，體質(zhì)顏料在涂層中的作用將被重新定位。功能性顏料除了著色、填充等基本功能外，主要賦予涂層特種功能，例如防腐、防銹顏料。它們是金屬防腐底涂層的必要成分，通過犧牲陽極、金屬表面鈍化、緩蝕、屏蔽等作用，防止金屬底材腐蝕。

關(guān)于功能性顏料的分類，主要有給予涂層特殊裝飾效果的金屬閃光顏料、珠光顏料、納米改性隨角異彩顏料等，還有防海生物附著的防污顏料、導(dǎo)電顏料、熱敏和氣敏顏料，以及添加了防火、阻燃物質(zhì)的顏料等。盡管顏料種類頗多，但上述分類及特征并非絕對，往往一種顏料兼有多種功能。由于顏料必須均勻分散在分散介質(zhì)中，成為穩(wěn)定的分散體才能發(fā)揮功能，因此顏料的分散與分散穩(wěn)定性至關(guān)重要。施工所選用的顏填料，必須滿足無毒的要求，在漆膜中具有良好的封閉性和防腐性，令漆膜具有較好的流變性，并可有效地降低涂料成本。

填料也稱填充劑、增量劑，某些填料也是體質(zhì)顏料。填料具有良好的遮蓋力，常用于涂料行業(yè)。它可用于多種聚氨酯制品，例如聚氨酯涂料、聚氨酯漿料等。填料令物料黏度增加，特別是纖維填料使黏度明顯增加，為了能夠加快填料潤濕速度，同時降低體系黏度或在聚氨酯樹脂中添加更多填料，有時需要預(yù)先在樹脂中添加潤濕分散劑。填料作為添加劑，主要通過它所占據(jù)的體積發(fā)揮作用。由于填料的存在，讓基體材料的分子鏈不能再占據(jù)原有空間，使相連的鏈段在某種程度上被固定化，并引起基體聚合物的取向。由于填料的尺寸穩(wěn)定性，以及在填充的聚合物中，聚合物界面區(qū)域內(nèi)的分子鏈運(yùn)動受到限制，從而導(dǎo)致玻璃化溫度上升，熱變形溫度提高，收縮率降低，彈性模量、硬度、剛度、沖擊強(qiáng)度提高。目前，填料的作用主要是降低成型制件的收縮率、提高制品的尺寸穩(wěn)定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無光性等。此外，大多數(shù)填料能提高材料沖擊強(qiáng)度及壓縮強(qiáng)度，可提高顏料的著色效果，某些填料具有極好的光穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性，還有增容作用，可降低成本，提高產(chǎn)品在市場上的競爭能力。填料的選用對涂層的終極性能影響極大，適量的加入不僅能增強(qiáng)涂層的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和遮蓋力，還能減少環(huán)氧樹脂固化時的體積收縮率，并賦予涂料良好的貯存穩(wěn)定性，但過量加入則會增加涂料粘度，難以流平，造成施工困難。因而，填料應(yīng)以低吸油量、細(xì)度適中、性能穩(wěn)定的纖維狀及片狀填料為主，如重晶石粉、碳酸鈣、自然礦物粉、云母粉和石英粉。環(huán)氧地坪漆中的填充劑也稱填料，一般是指添加到環(huán)氧樹脂液體中，以改變環(huán)氧樹脂膠液的性能和降低成本的材料。總而言之，對于填料的選用，主要考慮屏蔽性、耐介質(zhì)性以及吸油度，如云母粉的片狀結(jié)構(gòu)，能很好地賦予涂層屏蔽性和力學(xué)性能，且耐介質(zhì)性好、吸油度較高，容易增加體系的黏度。另外，沉淀硫酸鋇的吸油度低，填充量大，可很好的提高涂層的耐磨性。

固化劑對高固體分涂料

的貢獻(xiàn)——令結(jié)構(gòu)更密實(shí)

固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑，是一種增進(jìn)或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)或混合物。樹脂固化是經(jīng)過縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng)，令熱固性樹脂發(fā)生不可逆的變化過程，固化是通過添加固化（交聯(lián)）劑來完成的。各種固化劑的固化溫度各不相同，固化物的耐熱性也有很大不同，一般來說，使用固化溫度高的固化劑，可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。催化加聚型固化劑的耐熱性，大體處于芳香多胺水平，陰離子聚合型（叔胺和咪唑化古物）、陽離子聚合型（絡(luò)合物）的耐熱性基本相同，雖然起始的反應(yīng)機(jī)理不同，但最終都形成醚鍵結(jié)合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。固化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，受固化溫度影響很大，溫度增高，反應(yīng)速度加快，凝膠時間變短，而凝膠時間的對數(shù)值，隨固化溫度上升呈直線下降趨勢。由于固化溫度過高，常使固化物性能下降，所以存在固化溫度的上限，我們必須選擇能讓固化速度和固化物性能折衷的溫度，以設(shè)定為最合適溫度。

按固化溫度可把固化劑分為4類：低溫固化劑，固化溫度在室溫以下；室溫固化劑，固化溫度為室溫～50℃；中溫固化劑，固化溫度為50～100℃；高溫固化劑，固化溫度在100℃以上。屬于低溫固化型的固化劑品種很少，有聚琉醇型、多異氰酸酯型等，近年來國內(nèi)研制投產(chǎn)的T-31改性胺、YH-82改性胺，均可在0℃以下被固化。屬于室溫固化型的種類很多，如脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺、低分子聚酰胺，以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的種類，有一部分脂環(huán)族多胺、叔胺、瞇唑類，以及三氟化硼絡(luò)合物等。而屬于高溫型固化劑的，有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺、酰肼等。對于高溫固化體系，固化溫度一般分為兩個階段，即在凝膠前采用低溫固化，在達(dá)到凝膠狀態(tài)或比凝膠狀態(tài)稍高后，再高溫加熱進(jìn)行后固化，相對之前段固化為預(yù)固化。一句話，能讓固化反應(yīng)進(jìn)行完全的固化條件，就是最佳固化條件。而在非最佳固化條件（如室溫）下，配合物達(dá)到玻璃化狀態(tài)時，由于鏈段的微觀布朗運(yùn)動被抑制，反應(yīng)率停留在低水平，其物質(zhì)反應(yīng)程度也較低，這就是不完全固化反應(yīng)。對于液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂用DETA固化時，反應(yīng)程度不超過65%；用低分子質(zhì)量聚酰胺樹揩固化時，反應(yīng)程度不超過40%。可見，添加量在一定范圍內(nèi)的變化，對固化物性質(zhì)影響不大（特別是用低分子質(zhì)量聚酰胺固化時），這就是最佳用量范圍比較寬的原因。

眾所周知，固化劑是影響高固體分防腐環(huán)氧涂料表面狀況和防腐性能的主要因素之一，因此固化劑的選擇至關(guān)重要。環(huán)氧樹脂優(yōu)異的性能，只有與適宜的固化劑配用后才能體現(xiàn)出來，使用不同的固化劑，環(huán)氧樹脂所呈現(xiàn)的性能差別很大，固化劑的結(jié)構(gòu)與品質(zhì)將直接影響環(huán)氧樹脂的應(yīng)用效果。胺類固化劑是環(huán)氧涂料的主要固化劑，常用固化劑有脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚胺加成物、酮亞胺、改性酚醛胺等。此外，由美國卡德萊公司開發(fā)生產(chǎn)的由腰果殼液合成的環(huán)氧固化劑（NX-2003）屬于改性酚醛胺固化劑，通常的環(huán)氧涂料在固化過程中受溫度的影響很大，溫度低于5℃時固化就會很慢甚至停止。改性酚醛胺固化的環(huán)氧涂料可以在-18℃的低溫環(huán)境下固化，由于溫度太低令溶劑無法揮發(fā)，從而限制了這一體系的進(jìn)一步低溫施工性。當(dāng)75%以上的環(huán)氧基團(tuán)交聯(lián)時，涂料性能就接近完全固化時的性能。

對于環(huán)氧體系所選用的固化劑種類、用量，對漆膜性能有較大影響。在常溫下，環(huán)氧樹脂通常只能達(dá)到90%的交聯(lián)度，采用改性酚醛胺固化劑的環(huán)氧樹脂在5℃時，3d左右就可達(dá)到基本完全固化的狀態(tài)，而傳統(tǒng)的聚酰胺固化劑，很難達(dá)到40%左右的固化狀態(tài)。所以溫度較低時，聚酰胺固化的環(huán)氧體系不能達(dá)到較好的防腐保護(hù)性能。在高固體分厚漿型環(huán)氧體系中，選用改性腰果殼油酚醛胺作固化劑，以低黏度環(huán)氧樹脂制備無溶劑防腐涂料，當(dāng)固化劑用量偏少時，環(huán)氧樹脂固化不完全；而固化劑過量時，固化劑未完全反應(yīng)。因此，這兩種情況下形成的固化體系的空間結(jié)構(gòu)，都不如環(huán)氧樹脂和固化劑完全反應(yīng)時所形成的固化體系的空間結(jié)構(gòu)致密。

化學(xué)添加劑對高固體分涂料的貢獻(xiàn)——讓外觀更和諧

助劑主要為改善高固體分涂料中的高分子加工性能和物理機(jī)械性能，而加入高分子體系中的各種輔助物質(zhì)，也稱化學(xué)添加劑。為了改善和提高涂料的各種性能，必須加入相應(yīng)的添加劑，因而添加劑在涂料中具有特殊地位?；瘜W(xué)添加劑可明顯增白、提高低檔涂料白度，解決顏料沉積與表層浮水的難題，使低檔涂料同樣達(dá)到與高級乳膠漆一樣理想的效果?；瘜W(xué)添加劑能大幅度提高涂膜致密性、硬度、耐污染性、耐水性、耐堿性等。加入適當(dāng)?shù)奶砑觿梢愿纳仆苛系谋Ｋ?，由于降低了乳液顆粒和顏料顆粒之間的內(nèi)聚力，同時也提升了涂料的觸變性。另外，添加劑屬于超微細(xì)材料，它加入涂料當(dāng)中，令其具備更多難得的綜合性質(zhì)。

高固體分防腐環(huán)氧涂料，即便使用低粘度的環(huán)氧樹脂，但由于其粘性較大，依然達(dá)不到空氣噴涂效果。所以，在制備高固體分環(huán)氧涂料時，必須要添加一定量的稀釋劑來調(diào)節(jié)環(huán)氧樹脂涂料的粘度。稀釋劑多為揮發(fā)性漆所用的稀釋劑，膠凝數(shù)值的大小，對溶解揮發(fā)性漆里的樹脂至關(guān)重要。如果膠凝數(shù)值小于標(biāo)準(zhǔn)值，會造成樹脂過早析出，漆膜表面出現(xiàn)斑點(diǎn)；膠凝數(shù)值過度大于標(biāo)準(zhǔn)值，則會造成經(jīng)濟(jì)成本過高。因而，稀釋劑揮發(fā)性和膠凝數(shù)的測定，對于保證漆膜外觀的完整性和施工質(zhì)量，具有十分重要的意義?，F(xiàn)在大多使用AGE、BGE型環(huán)氧活性稀釋劑，它們多數(shù)為低分子量環(huán)氧化合物，環(huán)氧基含量高、具有揮發(fā)性，其毒性作用遠(yuǎn)大于雙酚A環(huán)氧樹脂，并且對環(huán)氧樹脂的性能有一定影響，不適合大劑量加入。但是，以腰果殼油改性的不揮發(fā)非活性環(huán)氧稀釋劑LITE-2020，是一種新奇的非活性不飽和長鏈醇醚，固體分為100%，在降低涂料揮發(fā)性有機(jī)化合物含量的同時，又能保證漆膜的理化性能，更能調(diào)節(jié)施工操縱時間和涂膜的韌性。它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，讓它能與各種環(huán)氧體系很好相溶，并對施工表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的浸潤性能，對涂層的防腐、防護(hù)等，都具有絕佳促進(jìn)作用。

鋼結(jié)構(gòu)高固體分環(huán)氧涂料的固體含量高，而且對涂裝質(zhì)量、涂膜性能的要求同樣極高。對于高固體分厚漿型環(huán)氧涂料，為保證其良好的儲存穩(wěn)定性、涂裝施工性及防腐性，必須添加一定助劑，如潤濕分散劑、觸變劑、消泡劑等。觸變劑，主要用于改善體系的儲存穩(wěn)定性和噴涂的抗流掛性。消泡劑，則用于抑制涂料體系中氣泡的形成，消除在噴涂過程中涂層內(nèi)部形成的氣泡，使厚涂的涂層達(dá)到致密、無空隙，涂面平整。

濕潤分散劑屬于表面活性劑，用于促使顏填料濕潤、分散，對已分散的顏填料粒子保持分散狀態(tài)，防止涂料出現(xiàn)絮凝、返粗、沉淀、浮色發(fā)花等弊病。懸浮體的穩(wěn)定性與顏料、樹脂、溶劑3者的性質(zhì)，以及相互作用有關(guān)。要想制備一個良好的顏料分散體，有時必須借助于濕潤分散劑，而潤濕、粉碎、分散這3個過程緊密相連、不可分割。

濕潤劑和分散劑，都是界面活性劑。濕潤劑能降低液固之間的界面張力，增強(qiáng)顏料的親液性，以提高機(jī)械研磨效率。分散劑吸附在顏料的表面，構(gòu)成電荷作用或空間位阻效應(yīng)，讓分散體處于穩(wěn)定狀態(tài)?！皾駶櫤头稚ⅰ?，盡管這兩個詞義不同，但結(jié)果卻極其相似。尤其高分子分散劑，同時兼具潤濕和分散作用，因此人們常稱其為濕潤分散劑。

觸變劑是一種具有很大表面積的不溶性添加劑。由于氣相二氧化硅的表面和活動態(tài)聚合物母體之間可以形成氫鍵，因此它是最有效的觸變劑之一。在該體系中可以得到明顯的觸變效果，添加量為0.5%～1%。關(guān)于偶聯(lián)劑，它是一種由親水（極性）基團(tuán)和疏水（非極性）基團(tuán)組成的表面活性劑，其分子中的親水基團(tuán)與無機(jī)物表面起化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵，從而增強(qiáng)顏填料在基料中的分散性和潤濕性，經(jīng)偶聯(lián)劑改性后，降低了顏填料與基料間的結(jié)構(gòu)化作用，使涂料的粘度大幅度降低，消除了絮凝，加強(qiáng)了臨界顏料體積濃度。常用的偶聯(lián)劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可分為硅烷類、鈦酸酯類、鋁酸酯類和鋯類等，在環(huán)氧涂料中以應(yīng)用硅烷類和鈦酸酯類為主，添加量為1%～2%。偶聯(lián)劑的添加，不僅不會影響涂膜的柔韌性和涂料流平性，還可以明顯提升涂膜的光澤、硬度、附著力和耐蝕性。因此，各類助劑的添加大大改善了涂料的性能，滿足了施工中的各項(xiàng)要求。

高固體分環(huán)氧涂料體系中的溶劑用量少，要求溶劑的溶解能力強(qiáng)、粘度低、表面張力適宜、揮發(fā)速度適中，通常采用醇（或醇醚）和芳烴組合成混合溶劑，在保證體系溶解度的情況下，盡可能減少溶劑的使用量。鋼結(jié)構(gòu)高固體防腐環(huán)氧涂料，則采用高環(huán)烷烴類、二元酸酯類等無危害性混合溶劑，替換含三苯（苯、甲苯、二甲苯）和無支鏈酮類等，以降低溶劑型環(huán)氧涂料中的有機(jī)溶劑污染，改善生態(tài)環(huán)境，更好地保障人體健康與安全。

高固體分涂料的核心問題，是設(shè)法降低傳統(tǒng)成膜物質(zhì)的相對分子質(zhì)量，降低黏度、提高溶解性，在成膜過程中靠有效的交聯(lián)反應(yīng)，保證完美的涂層質(zhì)量，以達(dá)到甚至超越熱固性溶劑型涂料的水平。合成高固體分涂料的技巧，主要通過融合低聚物或齊聚物，可大幅度降低成膜物的相對分子質(zhì)量，降低樹脂黏度，同時每個低分子本身尚含有均勻的官能團(tuán)，使其在漆膜形成過程中靠交聯(lián)作用，獲得優(yōu)良的涂層，從而與傳統(tǒng)涂層的性能比肩。高固體分環(huán)氧防腐涂料的固含量達(dá)85%，一次施工可得到較厚的涂層，既減少了施工次數(shù)，提高工作效率，縮短所用工期，又極大的降低了成本。另外，該涂料所含的溶劑少，涂層的密閉性能好，無形中提升了涂料的防腐性能。同時，它在施工中揮發(fā)的溶劑少，減輕了對環(huán)境的污染危害，可有效節(jié)約能源，被公認(rèn)為新型涂料行業(yè)的未來研發(fā)方向。