无溶剂环氧内减阻防腐涂料浅述

输气管道内减阻涂层技术最早应用于欧美国家的输气管道项目，经过几十年的应用发展，欧美国家管道内减阻涂料的生产和施工技术都已经非常成熟。内涂层减阻技术一方面可以增加输气量，降低输送成本，另一方面内减阻涂层还可以减少清管次数，减轻腐蚀，降低运行费用等。随着天然气输送管道逐渐向大口径、高钢级、高压力方向发展，管道口径越大，涂敷内涂层的经济效益越高，意义也越来越重要。

从2000年初开始，西气东输工程决定在国内天然气管道上第一次采用内减阻涂料，并自主研发出以改性环氧树脂作为基料的AW-01天然气管道内减阻涂料。在陕京二线工程中，国产溶剂型内减阻涂料已占领绝大部分市场。然而，甲苯、二甲苯等挥发性有机溶剂约占溶剂型涂料总重量的30-50％，溶剂挥发给健康、安全和环境带来严重问题，其次，高浓度有机挥发性溶剂的闪点非常低，遇明火极易爆炸(如焊接等)，给施工安全带来极大隐患：第三，溶剂挥发还会造成漆膜中产生针孔，降低漆膜的耐磨性能和防腐性能。

在中俄东线工程中，无溶剂环氧内减阻涂料第一次被大规模应用，这也标志着无溶剂内减阻涂料将成为响应环保的时代产品。由于没有溶剂挥发，无溶剂型内减阻涂料避免了上述溶剂型内减阻涂料存在的问题。此外，无溶剂型内减阻涂料的耐磨性、附着力、抗剪切强度以及抗腐蚀介质浸泡的性能远远优于溶剂性内减阻涂料，可以有效解决溶剂型内减阻涂料存在的耐磨性能和抗化学介质浸泡性能低的问题。

无溶剂内减阻涂料一般由A、B双组分树脂和硬化剂组成，主要原材料为改性低分子量低粘度环氧树脂双酚A或双酚F环氧树脂。如何改善无溶剂环氧防腐涂料的性能往往需要考虑其组成成分，各组分对涂料相关性能的作用都不是独立的，需要综合分析，其各组分（液态环氧树脂、活性稀释剂、助剂、填料、颜料、固化剂）的影响有如下：

环氧树脂本身具有良好的附着力，收缩率较低，对酸、碱的耐蚀性较好；同时具有较强的抗渗透性能，成膜效果好，能够与多种固化剂完美的配合，包括与其他树脂、填料、助剂之间的良好混溶，方便制成多样丰富的环保涂料。

环氧树脂对无溶剂环氧防腐涂料的性能影响比较大，不同种类的环氧树脂碳架结构会有差异，对涂料性质具有很大的决定作用。要制成厚膜涂料，不仅需要考虑涂料的触变性能，还要考虑涂料的固含量、黏度以及厚膜的柔韧性和附着力。环氧树脂的相对分子质量较大时，涂层柔韧性比较好，防腐蚀性能也相对不错，但是固体含量低，制备无溶剂涂料的难度增加，一次成膜的厚度并不高。

2）稀释剂的影响

无溶剂环氧防腐涂料的涂膜厚度较高，一次施工厚度约为200～1000μm，涂膜表面容易出现流挂，因此需要添加触变剂，经过试验发现酰胺蜡改性氢化蓖麻油可以改善涂料黏度，使涂料具备良好的触变性，但是该物质热敏感性强；气相二氧化硅也可以改善涂料黏度，但是长时间之后涂料的触变性会下降；膨润土也可作为触变剂，多用于溶剂体系，与绢云母粉、丙二醇甲醚可以制备出触变性较高的无溶剂环氧防腐涂料。

填料的性能可以改变漆膜的防腐性能，填料性能越稳定制备出的漆膜性能就越稳定。选用填料时，主要考虑材料的吸油度、屏蔽性能和耐介质性。片状填料能使漆膜内部形成一层一层的结构，增强漆膜的致密性，发挥阻隔有害物质进入漆膜的作用。

颜料不仅影响涂料的物理性能还对涂膜的阻燃性、吸湿性有一定的影响。无溶剂环氧涂料在使用时要求保证一次涂膜的厚度，成膜厚度越高，加入的颜料应越细。颜料的加入可以改变涂料的施工性能和贮存稳定性。如果加入的颜料量过多，会降低涂层的抗冲击性，也会对涂层的致密性和光泽度造成不良影响。

图3 无溶剂型环氧防腐涂料

除了上述几点因素会对无溶剂环氧防腐涂料的性能造成影响之外，还发现偶联剂也会影响涂膜的效果。添加了偶联剂的涂料漆膜组织不容易出现裂纹，与底材可以进行良好的黏合，防腐性能增强。偶联剂加入到无溶剂环氧防腐涂料中，提高了填料粒子与环氧树脂的黏结力，能够有效阻止腐蚀因子迁移，使漆膜耐腐蚀性大大改善。

小结：

尽管目前无溶剂环氧内减阻涂料逐渐走向市场，具有广阔的应用前景，但是仍然也面临着一些技术难题：

(1)无溶剂内减阻涂料使用的环氧树脂的分子链比溶剂型涂料使用的环氧树脂的分子链短，提高了交联密度的同时，也使涂层脆性增加，柔韧性降低。

(2)无溶剂涂料由于粘度大，需要的喷涂压力大，喷涂薄涂层时容易产生漏点，因此无溶剂内减阻涂料的现场涂装工艺需要采取降低涂料粘度措施；

(3)无溶剂涂料粘度大于溶剂型涂料，喷涂厚度低于100μm的漆膜有一定难度，需要调整喷涂工艺。