由于其优良的力学性能、耐热性、耐化学性能和韧性，环氧乙烯基酯树脂作为一类重要的新型防腐蚀树脂体系已经被广泛用于材料领域中。尽管环氧乙烯基酯树脂涂料性能优良，但是随着科技的发展及环保的要求，人们对材料的要求更高，这就需要在已有环氧乙烯基酯树脂涂料基础上，研制出性能更加优良的涂料。氟元素是元素周期表中电负性强的元素，且氟原子极化率低，导致Ｃ－Ｆ键的极性强，从而使氟碳化合物稳定性增强；同时，由于Ｃ－Ｆ键距短，将氟元素引入树脂材料中后可赋予树脂很多优异的性能，如含氟共聚物的表面能低、表面性能良好，因此，该类化合物具有很多其他化合物无法比拟的优越性，如优异的耐候性、电绝缘性、耐摩擦性和耐化学药品性等。
目前，人们对环氧乙烯基酯树脂的性能作了较多研究。然而，对于将含氟化合物加入环氧乙烯基酯树脂制成的涂料报道较少，因此具有重要的研究和应用价值。本工作主要通过对所研制涂料的各类性能进行测试，得出含氟物质和填充物的加入很大程度上改善了管道的耐腐蚀性能。
１ 试验
１．１ 涂料的制备
在ＧＦＪ－０．４型高速分散机中按相应比例依次加入环氧乙烯基酯树脂、甲基丙烯酸三氟乙酯以及纳米氧化硅，冰水夹套降温，以４ ０００ｒ／ｍｉｎ搅拌２ｈ使液体充分混合，再将固化剂ＢＰＯ 加入其中，搅拌３０ｍｉｎ，混合液为透明色，停止搅拌，得到所需样品。
将样品涂于各类模具上，在电热鼓风干燥箱放置２４ｈ，再放入真空烘箱中，真空条件下９０ ℃烘２ｈ，１２０℃烘１ｈ冷却至室温，制成一系列的样品，成膜时各样品膜层终厚度为２４０～２６０μｍ。本工作选取其中具有代表性的五个样品，分别记为样品１，２，３，４，５。其中，样品１为环氧乙烯基酯树脂所制备的膜；样品２和样品３分别为在环氧乙烯基酯树脂中加入１５％和２５％的甲基丙烯酸三氟乙酯后制备的膜；样品４和样品５分别为在环氧乙烯基酯树脂中甲基丙烯酸三氟乙酯用量固定为２５％时，加入２．５％和１０％含量的纳米氧化硅所制得膜。
１．２ 样品表征
１．２．１样品在浓硫酸与浓硝酸中的失重试验
将样品１，２，３，４，５称量后分别浸泡于浓硫酸与浓硝酸中，分别于５，１０，１５，２０，２５，３０，６０，１２０，１８０，２４０，３００ｍｉｎ后取出，在自来水下用细羊毛刷冲洗干净后放在滤纸上，用滤纸擦干样品上的液体，自然晾干称量，计算浸泡前后的质量差即失重。
１．２．２接触角的测试
接触角θ是指在气、液、固三相交点处所作的气－液界面的切线穿过液体与固－液交界线之间的夹角，是润湿程度的量度。当θ＝０，完全润湿；当θ＜９０°，部分润湿或润湿，表明固体表面是亲水性的；当θ＝９０°，是润湿与否的分界线；当θ＞９０°，不润湿，即固体表面是疏水性的，容易在表面上移动；当θ＝１８０°，完全不润湿［８］。接触角采用ＤＳＡ１００型卓越型光学接触角测量仪，用外形图像分析法对样品进行测试。
１．２．３耐酸、碱、盐的测试
将涂有样品的铁棒分别浸泡于不同浓度的酸、碱、盐溶液中，静置７ｄ观察并记录样品与浸泡前的颜色、腐蚀变化情况。
１．２．４常用化学试剂溶解性能的测试
将涂有样品的铁棒浸泡于各类化学试剂中，静置７ｄ后将其与浸泡之前样品的颜色、溶解情况作对比并进行记录。
１．２．５样品对不同材质管道的保护作用和相应性能测试
将样品分别涂于生铁、钢铁和马口铁三种不同的管道模型上，制成模型１，２和３，固化好后室内放置３０ｄ，观察管道腐蚀情况，拍片记录；然后，送至石油和化学工业专用涂料颜料质量检测中心所进行铅笔硬度、附着力、耐磨性、固体含量和外观等技术指标测试，测试标准如下：
铅笔硬度（擦伤）：参照ＧＢ／Ｔ ６７３９－２００６标准测定；附着力：参照ＧＢ／Ｔ ９２８６－１９９８标准测定；耐磨性（５００ｇ／５００ｒ，ＣＳ－１０）：参照ＧＢ／Ｔ １７６８－２００６标准测定；固体含量：参照ＧＢＴ １７２５－２００７测定；外观：以目测为标准测定。
２ 结果与讨论
２．１ 样品在浓硫酸、浓硝酸中的失重结果
对样品１，２，３，４，５进行失重测试，结果如图１所示。
图中曲线反映了样品在浓硫酸与浓硝酸中的化学失重程度，相同时间内高度差越大说明样品质量减少越多，受腐蚀情况越严重。图１结果表明，同一样品无论是在浓硫酸还是浓硝酸中，浸泡时间越长化学失重越大，受腐蚀越严重，但样品在浓硝酸中的耐腐性能比在浓硫酸中强。含氟化合物用量大的样品３耐腐性能优，样品２次之，而无含氟化合物的样品１ 耐腐性能差，在浓硫酸中浸泡超过１８０ｍｉｎ时，样品１已全部溶解。另外，由样品３，４，５在浓硫酸中的失重曲线可知，无填充物的样品３耐蚀性优，样品４次之，而比样品４填充物用量大的样品５的耐蚀性差，但与含氟化合物的用量对涂料耐腐性能的影响相比，填充物的影响可以忽略。由以上结果可知，含氟化合物和填充物对环氧乙烯基酯树脂涂料的化学失重均有影响，但含氟化合物对化学失重的影响起主要作用，填充物影响甚微。为了得到综合性能优异的膜，将样品１留下作为空白对照，而在后续试验中不再考虑样品２。
２．２ 涂料的接触角（θ）测试结果
对１，３，４，５进行接触角（θ）测试，结果见图２。
由图２得到各样品的接触角，结果列于表１。
从表1可知：含氟化合物用量固定后，接触角随填充物含量的增加而增大，如不含填充物的样品３的接触角为４０．４°，填充物含量大的样品５的接触角为１０９．３°，之后如果继续增加填充物，涂料变得太黏而无法进行试验，所以在该体系中得到的佳配方为样品５。含氟化合物的加入对接触角也有一定影响，如样品３的接触角比样品１增加了１４°，但相对于填充物对接触角的影响则小的多。
２．３ 不同浓度酸、碱、盐中的稳定性测试
２．３ 不同浓度酸、碱、盐中的稳定性测试
将涂有样品１，３，４，５的铁棒浸泡于不同浓度的酸、碱、盐溶液中，７ｄ后观察其颜色、腐蚀情况，其测试结果如表２所示。
表２ 不同涂料在不同酸、碱、盐溶液中的测试结果
由表２可知，添加含氟化合物的样品３，４，５和不含氟化合物的样品１相比，其耐酸、耐碱、耐盐性能明显增强。从样品３，４，５的结果可知，填充物的增减对耐酸、耐碱性能的影响甚微。
２．４ 不同试剂中的溶解性能测试结果
高分子聚合物用作耐腐蚀材料时，不仅要注意它的耐酸碱性能，同时也要注意它在有机溶剂中的溶胀或溶解作用。这是因为，当溶剂分子浸入高分子聚合物内部时，虽然并不破坏高分子化合物的化学结构，但是由于分子间距离的增大，大分子敛集密度的改变，导致材料物理、力学性能的改变（通常是变坏），从而使材料失去了原有的优良性能。不同涂料具有不同的耐化学试剂性，将涂料的配方进行耐化学性测试，结果如表３所示。
由表３可知，树脂中含氟化合物及填充物含量的增减与溶剂的溶解性并没有直接关系，但在不同的溶剂中试样溶解性能明显不同。其样品容易溶解于乙酸乙酯、丁酮和四氢呋喃中，不容易溶解于正丁烷、甲苯和石油醚中。从表３可知，样品５的性能要略优于样品１，３，４，所以综合考虑，在下面的应用中只选用样品５。
２．５ 样品５在不同材质管道保护中的应用
将样品５按序分别涂于生铁、钢铁和马口铁三种不同的管道模型上，制成模型１，２，３（样品只涂管道的右半部分，左半部分留作空白对照），固化好后室内放置三十天，拍片记录腐蚀情况，如图３所示。由图３可知，没有涂层的管道部分出现不同程度的生锈、颜色变暗等现象；其中，模型１和模型２的未涂涂料的管道部分腐蚀已经很严重，模型３未涂涂料部分的管道耐腐性能明显优于模型１和模型２，但长时间暴露在空气中管道也出现了轻微腐蚀现象；而涂有膜层的管道部分依旧像刚涂涂层时一样光亮，并无生锈现象，由此可知，样品５对管道起保护作用。
样品５的常用技术指标测试结果如表４所示。
由表４可知样品５具有强的附着力和良好的耐磨性能，不过耐擦伤性能还有很大的改进空间。
由表４可知样品５具有强的附着力和良好的耐磨性能，不过耐擦伤性能还有很大的改进空间。
通过上述一系列试验得到佳涂料为样品５，其基本组成为：环氧乙烯基酯树脂∶含氟化合物∶填充物∶固化剂＝１２∶５∶２∶１。
３ 结论
（１）通过加入含氟化合物，环氧乙烯基树脂涂料的耐腐性能得到了很大的改善。
（２）通过填充物的使用并对其用量的调整，改变树脂的接触角，可以得到理想的树脂涂料。
本试验所配置的含氟环氧乙烯基酯树脂耐酸性性、耐碱性、接触角等相关性能优越。相信未来经过正确的设计、制造与安装，其可望作为表面改性剂应用于涂料、船舶、管道等众多领域中。
