·特种涂料与涂装特刊·
!
!""#$"%现代涂料与涂装
收稿日期：!""#&"’&()
原料规格
用量
白面漆锌黄底漆
环氧#"液+,-".，自制’"!-
钛白金红石型’"("
锌黄/"工业品((
滑石粉-"""目，工业品!’
混合稀释剂二甲苯0醋酸丁酯!"/-
表"原材料及配比
耐高温镁合金防腐漆的研制
谭海龙
(，!
，王刚
!
，梁鸿文
!
，孙哲
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，王颖
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，秦瑞
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1($兰州理工大学，兰州%/""-"；!$北方涂料工业研究设计院，兰州%/""!"2
摘要：通过合理选用环氧树脂和聚氨酯固化剂，合成了综合性能较好的耐高温镁合金防腐涂料。
关键词：耐高温涂料3防腐蚀涂料3环氧树脂3聚氨酯固化剂
中图分类号：45#/%$#文献标识码：6文章编号：(""%&-’)1!""#2"%&"""%&"!
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;引言
镁合金是最轻的工程金属材料之一，具有很好的
比强度、比刚性等性能，特别适合制造要求质量轻、强
度高、减震降噪的工程结构部件和要求一定强度的壳
类零件。其产品广泛用于航空、航天、汽车配件、电子
及通讯等领域。在应用中需要提高镁合金材料的抗腐
性能，延长镁合金零部件在海洋等恶劣环境下的使用
寿命。本涂料就是应某用户提出研制要求，用于恒速
装置镁合金壳体的防蚀保护。技术指标要求见表(。
"试验部分
"<;环氧树脂的制备
将适量重蒸二甲苯投入三口反应瓶中O加热至#"P
%"Q后O加入等量环氧#"树脂O树脂熔化后O搅拌均
匀O即制成固体含量为-".的环氧树脂液O出料备用。
"<"涂料色浆=甲组分>的制备
涂料色浆1甲组分2的原料及配比见表!。
制备工艺：将适量环氧#"液放入配料容器中，加
入配方量的颜填料，搅拌，根据黏度加入适量稀料，搅
拌均匀后，在砂磨机上研磨至细度不大于!-!>，加入
剩余树脂液，搅拌均匀后测固体含量，用稀料调整固体
含量至配方规定，包装得镁合金用防腐漆甲组分。
"
复配固化剂的配方见表/。
工艺：将4RS、醋酸丁酯投入三口反应瓶中，加入
催化剂，升温至%"P)"Q保温反应，至TUV.降至
项目指标
柔韧性W>>"(
冲击强度WD>-"
附着力W>>"!
耐合成润滑油1!""QO!’;2无起皱、起泡、脱落
耐合成润滑油1!""Q，!’;2
恢复(;后冲击强度WD>
-"
温度冲击1&--QO!">9C3
!(#QO!">9C，-个循环O温
度转变周期不大于->9C2
漆膜无裂纹、无剥落
耐湿热性X1#"Y!2QO
相对湿度不低于-.，!’";Z
漆膜无起泡、脱落或其他缺陷
耐盐雾1(!";2漆膜无变化
耐霉菌(级
干性1室温2[!’;
表;技术指标要求
!
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现代涂料与涂装!""#$"%
原料规格用量
&’()"!"，工业品+"",
醋酸丁酯工业品+"",
催化剂自制!-
稳定剂自制!-
表"三聚体的合成
项目合成润滑油!"".，!+/表面状况冲击
0
1
试片2340+4!复配5!60
呈标色，无起泡、
起皱、剥落，稍失光
漆膜软，
冲击不过
!
1
试片2340+4!复配5760
呈标色，无起泡、
起皱、剥落，稍失光
漆膜软，
冲击不过
7
1
试片2340+4!8&94!+5!60
呈标色，无起泡、
起皱、剥落，稍失光
漆膜软，
冲击不过
+
1
试片2340+4!8&94!+576!
呈标色，无起泡、
起皱、剥落，稍失光
漆膜软，
冲击不过
表#耐油试验
口
恶
项目指标要求检验结果
柔韧性::"0合格
冲击强度;:<"合格
附着力::"!合格
耐合成润滑油=!"".>!+/?无起皱、起泡、脱落合格
恢复0/后冲击强度;:<"合格
温度冲击=4<<.>!":@A>
!0#.>!":@A，<个循环>温
度转变周期不大于<:@A?
漆膜无裂纹、无剥落合格
耐湿热性B=#"C!?.，相对
湿度不低于D
漆膜无起泡、脱
落或其他缺陷
合格
耐盐雾=0!"/?漆膜无变化合格
耐霉菌0级合格
干性=室温?G!+/0+
表$涂料性能检测结果
项目规格0
1
!
1
7
1
+
1
2340+4!<"E0"0"0"0"
加成物<"E<
脲酯<"E<
复合固化剂<"E<
8&94!+<"E<
表干HG!"G!
实干/G7G7G+G+
附着力级000I!0
冲击=<";:?稍有圈纹稍有圈纹正反冲过正反冲过
韧性::J+J+00
表%配方及性能对比试验
配
方
性
能
项目
甲乙组分配比=!60?
&’(三羟加
成物=0
1
?
脲酯=!
1
?
&’(三聚体
=7
1
?
K’(缩
二脲=+
1
?
表干G"$
实干G)G)G#G!+
冲击=<";:?通过通过通过通过
弯曲::00!0
铅笔硬度KI!KKI!K!KK
表&不同异氰酸酯固化剂对机械性能的影响
干燥时
间/
DE时，加入稳定剂降温出料。将合成制得的&’(三聚
体与K’(缩二脲按一定比例混拼后，用混合稀释剂
（环己酮
6醋酸丁酯6二甲苯5!6!60
）调整固体含量
至<"E，即制得复配固化剂。
’($涂料使用时的配比
底漆：甲组分6乙组分5)60
面漆：甲组分6乙组分5<60
’(%涂料的性质
以上方法制备的涂料，配漆制板进行全性能检验，
结果见表+。
"结果与讨论
"()技术路线的选择确定
由技术指标可以看出，高低温循环及耐高温润滑
油这两项指标较为苛刻，考虑到涂层需耐一定高温及
高温介质，且有较高的三防性能和耐化学品性要求，首
先决定用聚己内酯改性有机硅树脂作为涂料基料，用
异氰酸酯固化剂交联固化。
由表<可知2340+4!与复合固化剂、8&94!+
配漆后涂层机械性能较好。在机械性能通过的配方的
基础上，进一步进行耐油试验，见表#。
从表#可以看出，2340+4!即聚酯改性有机硅
聚氨酯涂层单纯耐一定高温或低温或耐化学品都不
错，但耐高温热油后，机械强度下降很厉害。根据经验
及以往配漆的性能测试结果，改用原料，以环氧为羟基
组分，配合不同的异氰酸酯选择试验。固化后的环氧
树脂的耐热性能主要取决于所使用的固化剂。
由于该涂层要求常温干燥，且对于涂膜的机械性
能有较高的要求，采用聚异氰酸酯作为固化剂。一般
的聚氨酯类固化剂=如&’(4&L8加成物、脲基甲酸
酯、&’(预聚物?的耐热性能一般，07"I0+".即发生
分解。三聚体缩二脲耐温性能较好，而且聚异氰酸酯
在较高温度下（0+"I0#".）可与环氧基团发生反应，
生成聚异氰酸酯4唑烷酮，简称为8(2MN。由于结构
中含有大量的五元、六元杂环，使得8(2MN材料具有
优异的耐热性、耐介质性、绝缘性、阻燃性和很好的机
械强度；杂环之间如果有柔性链段的存在又使材料具
有较好的韧性。因而选用环氧聚氨酯作为镁合金高温
防腐涂料的基料树脂。
"(’条件试验选择
建立在研制空气干燥漆的经验上，选用环氧#"D
与异氰酸酯匹配，这是由于环氧#"D相对分子质量
大、弹性好、羟值高、反应交联度高。
=下转第00页?
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!""#$"%现代涂料与涂装
原料&性能基本配方改良配方’改良配方!改良配方(
)+,!-./0!溶液
+1"20&
!""!""!""!""
磷酸+3120&((((
铬酐&!!!!
铬酸钙&%%%%
球形铝粉+(!1目0&’33
球形铝粉+/
4
0&’1(’##’%(
锡粉&’5’5’5’5
助剂&’(’(’(’(
导电性导电导电导电导电
固化涂层状态
均匀平整，
有少量突起
均匀平整均匀平整均匀平整
耐盐雾+’"周期0无脱落，色深部分脱落无变化无变化
耐高温试验
+#""6，’""70
无变化部分脱落无变化无变化
耐冷热冲击+1""6(
常温水，’"个循环0
不起泡，
不脱落
!周期
有脱落
不起泡，
不脱落
(周期
有裂纹
弯曲试验+"’"880通过
涂层部
分脱落
通过
涂层部
分脱落
表"不同规格铝粉对涂层性能的影响
试验内容
性能+树脂9固化剂:!9’，固含量1"20
;<=三聚体,<=缩二脲复合固化剂
耐油前漆膜状态平整光滑平整光滑平整光滑
样板浸于飞马!
4
油
+!""6，!/7后取
出观察表面状态0
色变深色变深色变深
’7后测冲击+1">80有圈纹通过通过
表#不同异氰酸酯固化剂对漆膜耐高温介质的影响
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
+上接第3页0
由表%可见，环氧#"5与不同的异氰酸酯固化剂
匹配，机械性能都较好，由于结构的原因，;<=三聚体
配制的漆膜较硬，柔韧性稍嫌不足，而,<=缩二脲配
制的漆膜较软，且干性较慢。按以上配比用’88厚钢
板制板，测漆膜耐高低温冲击性能。
由表3可见?三羟加成物、脲基甲酸酯固化剂与环
氧#"5匹配制板，耐温性能达不到要求，而三聚体、
,<=缩二脲配漆后耐温性较好。用环氧#"5与;<=三
聚体、,<=缩二脲以及两者复配的固化剂配漆，在’
88钢板上制板后进行高温耐介质性能测试?见表5。
由表5可看出?缩二脲以及复合固化剂配和环氧
#"5在高温下仍具有良好的耐介质及一定的机械性
能?综合考虑漆膜的干性以及常规机械性，选择复合固
化剂与环氧#"5配漆?树脂配比为!9’。
$结语
通过对环氧树脂、聚氨酯固化剂的合理选择，较好
地结合了环氧树脂与聚氨酯固化剂各自的优点，使涂
膜的各项性能完全达到了技术指标的要求，通过了用
户单位的复验及实际使用的考验，得到了用户的肯定，
可望在镁合金用漆及其他要求耐高温及温度循环冲
击、防腐蚀的防护材料上推广使用。’
512活性铝的球形铝粉。氮化铝和三氧化二铝的熔点
远高于纯铝，纯铝的熔点接近%""6，表面的氮化膜和
氧化膜的熔点更高于!"""6，而固化温度只有11"
6，难于熔融铝粉，但无机树脂磷酸二氢盐在高温或较
高温度阶段作为路易斯酸提供氢和六价铬共同作用破
坏保护膜，让新鲜的铝粉暴露出来；此外加入的高纯度
锡粉在高温下先行熔融，提供铝粉很好的助熔作用，最
终获得连续、致密的合金铝层。
(!1目铝粉制备的涂料固化后涂层表面总会出现
少量突起，经显微镜观察可清晰地看出是铝，这是因为
较大颗粒的铝粉在!7的高温固化过程中不能完全熔
融并流平。为进一步改善涂层的外观，根据国外产品
规范要求该涂料的细度应小于’"!8，因此将原(!1
目铝粉换成/号粉（/@#!8），分别为改良配方’@(，
但是铝粉粒径的变化引起了表面积的极大增加，原有
的其他材料用量变化很大，尤其是铬酐的用量增加很
大，树脂对铝粉的包覆性变差，助剂的用量提高等，这
也导致了铝粉在涂料中的比例下降，涂料性能有所下
降，通过试验调整，最终获得令人满意的产品。不同规
格铝粉对涂层性能的影响见表1。
%&$施工工艺的影响
在摸索过程中发现，涂装工艺的不同对涂层性能
的影响很大，刷涂的涂层致密度大于喷涂的涂层，这是
因为不同的施工工艺造成了铝粉排列的差异；此外刷
涂的涂料黏度大，加入的稀料（蒸馏水）少，表干迅速，
提供了铝粉较好的排列，层间差异小，最终形成的涂层
致密。选择了/号粉后，因铝粉粒径小导致涂料触变性
提高，基本消除了因施工工艺引起的性能差异。
’结论
通过大量试验制备了水基含铝耐高温防腐蚀涂
料，通过性能检测，综合指标达到技术指标的要求。’
项目
A116，!"8BC(!’16，!"8BC，间隔18BC，1个循环
’!(/1
’
4
无变化
边沿连续泡，
板面少量小泡
满板大泡满板大泡满板大泡
!
4
无变化
边沿连续泡，
板面少量小泡
满板大泡满板大泡满板大泡
(
4
无变化无变化无变化无变化无变化
/
4
无变化无变化无变化无变化无变化
1
4
无变化无变化无变化无变化无变化
表(不同异氰酸酯固化剂对耐温性的影响
注：1
4
为复配固化剂。
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