0 引言
铝材、镀锌板、不锈钢因其优异的防腐蚀性，是建筑、制造和工业领域广泛使用的金属材料。它们优异的防腐蚀性都来自其表面形成的一层惰性、低表面能的氧化物薄膜，而这层氧化物薄膜的惰性和低表面能，往往使涂料不能牢固黏附。涂料在铝材等低表面能金属上的应用已经有很多成功实例，比如初美国空军在飞机、坦克和其它铝材上采用了铬酸锶环氧底漆＋聚氨酯面漆的配套。在商用领域，锌黄环氧底漆经常与双组分聚氨酯面漆一起使用。当前越来越多的涂料用户为了提高生产效率，纷纷采取了烘烤的干燥方式。这种强制干燥的方式，使传统锌黄环氧底漆的附着力和其他机械性能大大降低。由于温度的升高，使环氧固化物“脆性”的弱点更加明显，导致柔韧性、附着力大幅度下降。本研究选择合适的环氧树脂、增韧剂、硅烷偶联剂，配用适当的柔韧性环氧固化剂，研制成一种可涂覆于不打磨铝材、镀锌板、不锈钢表面，并经80℃烘烤1 h 强制干燥后，仍然具有高附着力的环氧底漆。该底漆投放市场后，应用效果良好，受到客户的好评。
1 试验部分
1.1 原材料及仪器
环氧树脂：601、609、6101，三木；聚酰胺固化剂：221X-70、2352，空气化学；聚酰胺固化剂：115、125、140、450，亨斯曼；腰果酚固化剂：MD2015C，上海美东；硅烷偶联剂：1121（德谦）、A1120（威科）、FTH-04（双诚）；增韧剂：MD5020（上海美东）、DBP（浙江中盛）、AGE（上海君江）、液态聚硫橡胶JLY121（进口）。
1.2 仪器
QFH 划格试验仪、QTX 弹性测试仪、QCJ-50 漆膜冲击仪、101-2AB 型电热鼓风式烘箱、TT-260 漆膜测厚仪。
1.3 试验配方
高附着力环氧底漆的配方见表1。
1.4 性能检测
分别按照表1 配方配制A、B 组分，按比例混合，调整黏度至20 s（25℃，涂-4 杯），采用空气喷涂法制作测试样板。根据客户的使用情况，在镀锌板上的附着力是差的，所以直接在未打磨的镀锌板上进行喷涂，放入烘箱中，于80℃烘烤1 h，干膜厚度60 μm。性能检测结果见表2。
2 结果与讨论
2.1 环氧树脂的选择
本研究选择601 环氧树脂，分别拼用高相对分子质量的609 环氧树脂和低相对分子质量的6101 环氧树脂来改进机械性能，并选用亨斯曼的115 聚酰胺固化剂。试验方案及试验结果分别见表3、表4。
表3 601 环氧树脂与609 环氧树脂拼用试验结果
表4 601 环氧树脂与6101 环氧树脂拼用试验结果
2.2 固化剂的选择
表4 601 环氧树脂与6101 环氧树脂拼用试验结果
由表3 可见：随着609 环氧树脂比例的增大，漆膜的柔韧性提高，附着力有所下降。由表4 可见：随着6101 环氧树脂比例的增大，漆膜的附着力提高，柔韧性有所下降。当m601/m6101=25/5 时，附着力达到佳，6101 比例继续增大，附着力和柔韧性反而下降。笔者分析认为，拼用低相对分子质量的6101 环氧树脂，漆膜交联密度增大，使热变形温度变大，耐热性变好，烘烤后的附着力也相应提高，但同时也导致树脂刚性增大，柔韧性变差。所以在烘烤干燥的情况下，6101 环氧树脂的拼用比例不能太大。
综合表3、表4 的试验结果，当m601/m6101=25/5 时，试样的综合性能佳，尤其是附着力是所有试样中好的，故采用此体系作为以下试验的树脂体系。
综合表3、表4 的试验结果，当m601/m6101=25/5 时，试样的综合性能佳，尤其是附着力是所有试样中好的，故采用此体系作为以下试验的树脂体系。
聚酰胺固化剂结构中含有较长的脂肪酸碳链和氨基，可使固化物具有较高的柔韧性和黏结性，是应用普遍的柔性环氧固化剂。选择l15、125、140、450、221X-70、2353 6 个聚酰胺固化剂进行对比试验。考虑到聚酰胺固化剂的耐化学品性一般，在耐化学品性要求较高的场合应用受到限制。本研究也选择了腰果酚类固化剂MD2015C 进行对比试验，试验结果见表5。
由表5 可见：在烘烤条件下，使用不同固化剂的漆膜机械性能均较常温干燥时有所下降，其中221X-70 的机械性能好，而从耐化学品性（耐酸性和耐碱性）来看，MD2015C 好。采用221X-70/MD2015C 按不同比例拼用，试验结果见表6。
由表6 可见：当m221X-70/mMD2015C=4∶1 时，漆膜综合性能好，故以下试验均采用此固化剂体系。
2.3 增韧剂的选择
虽然通过拼用低相对分子质量的6101 环氧树脂和使用柔性固化剂，使漆膜机械性能有所改善，但效果不是很明显，烘烤后的漆膜柔韧性仍较差，需要对树脂进一步增韧。分别选择活性稀释剂（AGE）、非活性稀释剂（MD2015C）、DBP（邻苯二甲酸二丁酯）、聚硫橡胶4 种增韧剂进行对比试验，试验结果分别见图1~ 图3。
由图1~3 可见：MD5020 的增韧效果佳，当其用量大于3% 时，漆膜的柔韧性、抗冲击性和附着力都明显提高。聚硫橡胶也有不错的增韧效果，但与环氧树脂的混溶性不好，经长期静置会出现分层。虽可以通过表面预处理来改善聚硫橡胶的混溶性，但考虑到MD5020 的增韧效果明显，且价格有优势，所以选定MD5020 作为试验的增韧剂。
2.4 硅烷偶联剂的选择
2.4 硅烷偶联剂的选择
为了使漆膜在不打磨底材上也有稳定的附着力，在固化剂中加入硅烷偶联剂。本研究选择含有氨基硅烷的偶联剂A1120（美国威科）、1121（德谦）及含有环氧硅烷的偶联剂FTH-04（双诚）3 个硅烷偶联剂，并且分别在铝材、不锈钢、镀锌板3 种底材上进行附着力对比试验，结果见表7。
由表7 可见：FTH-04 对漆膜在不打磨镀锌板上的附着力增加明显，同时在不打磨的铝材和不锈钢上也有优异的附着力。相同条件下，又进一步对FTH-04 的佳用量进行了试验，终确定FTH-04 用量为固化剂的0.5%时，效果好。
由表7 可见：FTH-04 对漆膜在不打磨镀锌板上的附着力增加明显，同时在不打磨的铝材和不锈钢上也有优异的附着力。相同条件下，又进一步对FTH-04 的佳用量进行了试验，终确定FTH-04 用量为固化剂的0.5%时，效果好。
3 结语
本研究采用601 环氧树脂中拼入少量低相对分子质量的6101 环氧树脂作为树脂体系，用非活性环氧增韧剂MD5020 对树脂体系进行增韧改性，以柔性聚酰胺固化剂和腰果酚固化剂拼用体系进行固化，并在固化剂中加入0.5% 的环氧硅烷偶联剂FTH-04，终配制的涂料采用80℃烘烤1 h 的干燥方式，可在不打磨镀锌铁板、铝材、不锈钢上获得理想的机械性能，同时也具备良好的耐酸性和耐碱性。
