水性抗異電位腐蝕底漆的性能研究

王明強，趙　薇，盧　偉，姜清淮，王瑞華，溫杰平

（高端裝備涂料全國重點實驗室，山東青島　266071）

　　作者簡介：王明強（1987–），男，山東濰坊人。高級工程師，碩士，主要從事功能涂料研究。

　　基金項目：泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才工程資助項目（tscx202408136）

　　引用格式：王明強,趙薇,盧偉,等.水性抗異電位腐蝕底漆的性能研究[J].中國涂料,2025,40(11):28-33

　　摘　要：：針對飛機結(jié)構(gòu)件各種金屬結(jié)構(gòu)件的裝配產(chǎn)生的異電位腐蝕，以及其他流體的耐受性要求，采用水性環(huán)氧乳液及配套的固化劑體系，選用無鉻環(huán)境友好型防銹顏填料，開發(fā)出一款水性環(huán)氧抗異電位腐蝕底漆。討論了影響涂膜性能的各種因素，并著重檢驗其抗異電位腐蝕性能。結(jié)果表明，本產(chǎn)品具有優(yōu)良的抗異電位腐蝕性能，耐流體性能優(yōu)良，可以滿足飛機結(jié)構(gòu)件的腐蝕防護。

　　關(guān)鍵詞：：水性環(huán)氧；無鉻；抗異電位腐蝕；耐流體

　　　0　前　言

　　飛機內(nèi)部有著大量的不同金屬合金如鋁合金、鈦合金、鎂合金等組合成的結(jié)構(gòu)件，由于環(huán)境的不同，在潮濕的環(huán)境下，金屬間會有電流通過形成電導通狀態(tài)，導致其中某一材料會產(chǎn)生腐蝕，并產(chǎn)生某些氧化物、硫化物堆積，造成進一步腐蝕。腐蝕產(chǎn)生的材料減薄及局部的缺陷會引起應(yīng)力集中，在極端情況下易形成裂紋，甚至會損壞結(jié)構(gòu)的完整性及力學性能[1]。并且結(jié)構(gòu)件分布范圍較廣，不可避免地會接觸到一些潤滑油、燃油及密封劑等。這些流體具有一定的腐蝕性，若不對結(jié)構(gòu)件進行保護，受到此類因素影響后，也會對飛機產(chǎn)生安全隱患。

　　由于飛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，異電位腐蝕難以避免，所以必須用能夠減緩甚至阻隔異電位腐蝕的涂料來進行保護。這種涂料主要以環(huán)氧樹脂體系為主，雙組分環(huán)氧樹脂涂料具有附著力好，耐化學品、耐溶劑性能優(yōu)異，硬度高及耐磨性好等優(yōu)點。目前國際主流的大型飛機如波音737、747，空客320、330等均使用溶劑型含鉻環(huán)氧涂料來應(yīng)對異電位腐蝕威脅。

　　隨著國內(nèi)外對環(huán)保的要求越來越高，越來越追求尊重自然、順應(yīng)自然和保護自然，無溶劑化、水性化、無毒化已經(jīng)成為涂料行業(yè)的發(fā)展趨勢[2]。本研究以水性環(huán)氧樹脂作為成膜物并對其改性，采用無鉻環(huán)境友好型防銹顏填料研制的水性環(huán)氧抗異電位腐蝕底漆，其在高鹽霧、高濕熱環(huán)境下可以保護基材不產(chǎn)生腐蝕長達2 200 h，還具有優(yōu)良的耐流體、抗沖擊等性能，可以很好地保護飛機結(jié)構(gòu)件免受嚴酷環(huán)境及相關(guān)流體的腐蝕，有效保護飛機結(jié)構(gòu)件長壽命服役。

　　1　實驗部分

　　1.1　主要原料及儀器

　　1.2　水性環(huán)氧樹脂乳液的合成

　　1.3　水性抗異電位腐蝕底漆的制備

　　1.3.1　涂料配方

　　1.3.2　制　漆

　　1.3.3　實驗基材處理

　　1.3.4　制　板

　　1.4　主要性能測試及表征

　　1.4.1　抗異電位腐蝕

　　1.4.2　耐流體

　　1.4.3　附著力

　　1.4.4　柔韌性

　　2　結(jié)果與討論

　　2.1　改性環(huán)氧樹脂分析

　　2.2　樹脂及固化劑對涂層性能的影響

　　2.3　顏填料對涂層抗異電位腐蝕性能的影響

　　2.4　助劑及助溶劑對涂層施工性能的影響

　　3　水性抗異電位腐蝕底漆的性能

　　4　結(jié)　語

　　水性抗異電位腐蝕底漆綜合性能受環(huán)氧樹脂及固化劑、顏填料等影響。

　?。?）使用酚醛改性環(huán)氧樹脂可以提高底漆的抗異電位腐蝕性、耐流體性。

　?。?）拼合適用聚酰胺固化劑和胺改性固化劑可以提高底漆的抗沖擊性、抗異電位腐蝕性。

　?。?）添加較多的多聚磷酸鹽和三聚磷酸鋁，另外少量添加磷酸鋅及氧化鋅，提高底漆的抗異電位腐蝕性能。

　?。?）通過添加流平劑、流變助劑和少量助溶劑可以提高涂層的流平性、抗流掛性及適用期。

　　水性化、無溶劑化、無毒化是未來涂料發(fā)展的趨勢，隨著環(huán)保的要求越來越高，傳統(tǒng)溶劑型涂料會逐漸被替代。隨著新型防銹劑、高性能水性樹脂等新材料的涌現(xiàn)，水性涂料的防腐性必然會得到大幅提升，市場及應(yīng)用也會更加廣闊。

　　摘編自《中國涂料》2025年第40卷第11期，詳細內(nèi)容請點擊文末“閱讀原文”或掃描下方二維碼獲取文章全文。

　　https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=Z3g7xh44_ZgzjxlJqqUa2JKHVwfdFOa3g30cXKzekHOzS3lJ4JXvEI3aehJi-_61YsyPStuRrqEHP4vQ-lxHwebMXKdsk_COpZGgu9d1vm_G73DdlGjvktmqOL41p3sNgnFqwGzpUiERGiDF7mbUjNXATIdcksFfXcnwA2AgW6T1ue7Y_WqVFA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

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