铁路钢桥用环氧富锌防锈底漆的研制
杨红波，孙洁娜，李祥超，谭春尧 （ 杭州悍马涂料玻璃有限公司，浙江杭州 311251）
0 引言
随着我国铁路事业的飞速发展，越来越多的铁路钢桥用于铁路线上。无论国内还是国外，铁路钢桥一般都采用防腐蚀涂料进行防腐保护。为了更好地对铁路钢桥进行有效保护，中国铁道科学研究院金属及化学研究所及相关单位于2011年对相关标准进行了修订，现行标准为TB/T 1527—2011《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术》。环氧富锌防锈底漆在该标准规定的第5、6、7 三套体系中使用，适用于从气候干燥、腐蚀情况较轻地区到腐蚀情况较严重地区，以及酸雨、沿海等腐蚀严重、紫外线辐射强的地区的钢桥主体、支座部位的防护。该标准在制定时，还根据我国目前富锌底漆市场比较混乱的实际情况，对环氧富锌防锈底漆的技术指标进行了更加特殊、科学的规定。
1 TB/T 1527—2011 中的技术要求及特殊项目
1.1 环氧富锌防锈底漆的技术要求
环氧富锌防锈底漆的技术要求见表1。
注：TB/T 1527—2011《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术》。
1.2 特殊项目
1.2.1 细度
通常我们对富锌底漆没有细度要求，根据施工环境的特殊性和钢桥涂装技术要求，对铁路钢桥用环氧富锌防锈底漆的细度提出要求，以确保富锌防锈底漆漆膜的初期致密性，避免漆膜孔隙产生点锈。
1.2.2 密度
通过密度≥ 2.73 g/cm3 的规定，也就等于规定了漆膜中金属锌含量约80%，甚至更高，以确保涂层的长效防腐。
1.2.3 漆膜中铁元素含量
由于市场上富锌底漆产品比较混乱，很多磷铁粉类的替代产品被大量使用，严重影响市场秩序和产品质量，因此，TB/T 1527—2011 对不得含有铁元素进行了规定，进一步保证产品质量。
2 试验部分
2.1 主要原材料
环氧树脂，上海元邦；锌粉，长沙滕华；膨润土，浙江丰虹；聚酰胺蜡浆，韩国；二甲苯、正丁醇，市售品；环氧固化剂，上海美东。
2.2 主要仪器设备
搅拌砂磨分散多用机；刮板细度计；漆膜弯曲测定器；漆膜冲击器；ISO 6 号流出杯；拉开法测试仪；能谱仪；电子天平；比重瓶；盐雾试验箱。
2.3 涂料配方及制备工艺
环氧富锌防锈底漆配方见表2。
主漆制备工艺：将75% E20 环氧树脂加入调漆釜中，在300~500 r/min 转速下，依次加入膨润土、聚酰胺蜡浆、正丁醇和二甲苯，再将转速逐步调高到1 500~2 000 r/min，分散15~20 min，至细度合格（一般建议前期分散细度≤ 40 μm）后，将转速逐步调至300~500 r/min，在搅拌状态下加入锌粉，锌粉添加完成后，再逐步将转速调至1 500~2 000 r/min，继续分散15~20 min，至细度合格后，按照配比要求，用预先制备好的固化剂进行黏度测试。
固化剂制备工艺：将固化剂配方中的各组分投入调漆釜中，在800~1 000 r/min 转速下分散10~15 min，停止搅拌，待表层机械气泡完全消失后，观察分散完全，即可使用。
固化剂制备工艺：将固化剂配方中的各组分投入调漆釜中，在800~1 000 r/min 转速下分散10~15 min，停止搅拌，待表层机械气泡完全消失后，观察分散完全，即可使用。
2.4 性能检测
漆膜颜色及外观：待漆膜实干后，在天然散射光线下用肉眼进行观察。
流出时间（ISO 6 号杯）：主漆与固化剂按10∶1（质量比）混合后，按GB/T 6753.4—1998规定进行测定。
不挥发物含量：主漆与固化剂按10∶1（质量比）混合后，按GB/T 1725—2007 规定进行测定。
细度：主漆与固化剂按10∶1（质量比）混合后，按GB/T 6753.1—2007 规定进行测定。
密度：主漆与固化剂按10∶1（质量比）混合后，按GB/T 6750—2007 规定进行测定。
干燥时间：按GB/T 1728—1979 甲法规定进行表干时间测定，按GB/T 1728—1979 乙法规定进行实干时间测定。
漆膜中铁元素含量：用能谱仪（EDS）定性测定漆膜中组分，基本谱图见图1。
弯曲性能：按GB/T 6742—2007 规定进行测定。
耐冲击性：按GB/T 1732—1993 规定进行测定。
附着力（拉开法）：按GB/T 5210—2006 规定进行测定。
耐盐雾性：按GB/T 1771—2007 规定进行测定，试验结束后，表面可以有标准中规定的轻微、少许气泡。
适用期：用至少200 g 的主漆和固化剂按10∶1（质量比）调制均匀，再用稀释剂调至适宜的黏度，放入直径≥ 50 mm，容积≥ 300 mL 的容器中，在温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）% 的条件下静置，观察混合后无凝胶现象的时间。
适用期：用至少200 g 的主漆和固化剂按10∶1（质量比）调制均匀，再用稀释剂调至适宜的黏度，放入直径≥ 50 mm，容积≥ 300 mL 的容器中，在温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）% 的条件下静置，观察混合后无凝胶现象的时间。
施工性能：喷涂、刷涂或辊涂均可。
2.5 性能检测结果
环氧富锌防锈底漆的性能检测结果见表3。
3 结果与讨论
依据检测标准和检测结果，按照上述配方和制备工艺生产的产品符合TB/T 1527—2011《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》中关于环氧富锌防锈底漆的要求。该产品研制成功后，在上海铁路局所属的杭州工务段、宁波工务段、南京桥工段、芜湖工务段等单位已成功应用达6 a 以上，并在南京长江大桥、芜湖长江大桥、钱塘江大桥等国内大型跨江大桥上配套应用，性能良好。
在实际生产和使用环境中还需要注意以下几点：
（1） 生产过程中，贮罐、调漆釜、搅拌设备和管道等一定要干净整洁，避免被锌铁粉、磷铁粉、云母氧化铁等污染，造成铁元素含量指标不合格；
（2） 使用单位在初次使用时，应根据技术说明书和施工桥梁的构件情况，对实际用量进行重新核算，因为新标准产品相对密度较大，单位质量油漆的涂布面积较老标准产品会有所减少；
（3） 由于产品相对密度较大，在配漆和施工过程中要将其搅拌均匀，并不断进行搅拌，以确保涂装后漆膜中锌粉分布均匀。
通过该产品的研发和应用，为进一步研发环氧富锌底漆及其相应标准、检测方法等提供了新的思路和方法。
