(海洋化工研究院有限公司，山东青岛 266071)
0 前 言
双酚A型环氧
树脂具有良好的机械性能、耐化学品性能和使用方便等特性，广泛应用于化学工业、汽车工业、电气工业、造船工业、航空工业及尖端工业等诸多领域，随着环氧
树脂合成技术的改进和生产量的提高，环氧树脂的应用范围迅速由室内扩展到户外，大量应用于景观道的铺制、
地坪涂料、桥梁、建筑的复合材料加固等方面。但双酚A型环氧树脂耐候性能、耐紫外性能较差，户外使用后力学性能下降较快，其根本原因在于分子链段中含有苯环、双键的不饱和结构，在大气和紫外线照射的情况下容易断裂，造成涂层黄变和粉化。为改善环氧涂层的耐候性，满足户外需要，环氧树脂研究开发者通过采用有机硅树脂、脂肪族聚氨酯、丙烯酸树脂等对环氧树脂进行改性，并从固化剂的结构入手，开发出了具有良好耐候性能的脂环族固化剂，有效地提高了普通环氧树脂的耐候性能，扩大了其应用范围，但这些改性后的环氧树脂分子中仍含有易黄变和断裂的不饱和双键，其应用仍具有一定的局限性。
近年来，环氧树脂研发人员从改变环氧树脂的分子结构着手，研究开发出了一系列脂环族、脂肪族环氧树脂，配以改性脂环族、脂肪族固化剂，解决了环氧树脂的耐候性问题。本文以氢化双酚A环氧树脂和改性脂肪胺固化剂为基料制备了一种无溶剂环氧耐候性涂层，该涂层耐候性能、耐介质性能优异，可广泛应用于风力发电、船舶、桥梁、大型露天鱼池、大型钢结构、海上石油平台、高速公路、高速铁路等领域。
1 试验部分
1.1 原材料
环氧树脂，烟台；环氧增韧树脂，天津；改性脂肪胺固化剂，无锡；钛白粉，国产；云母粉，国产；沉淀硫酸钡，国产；滑石粉，国产；纳米抗划伤粉，国产；紫外线吸收剂，天津；助剂，
BYK。
1.2 主要测试设备
电子天平(BS2000S)，北京赛多利斯仪器公司；三辊机(SG-65)，秦皇岛金驰机械有限公司；砂磨分散多用机(JDF-400)，上海现代环境工程技术研究所；冲击仪(QCJ)，天津材料试验机厂；加速老化仪(QUV/spray)，美国Q-LAB。
1.3 涂料的制备
研制的涂料由A、B两组分组成。
涂料A组分的制备：将树脂、颜填料、助剂分散混合后，于三辊机上研磨至细度合格，过滤、包装即可。
涂料B组分的制备：改性脂肪胺固化剂。
1.4 正交试验方案
经过试验，确定钛白粉、云母粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、纳米抗划伤粉等作为正交因素，每个因素选取3个水平(忽略各个因素之间的相互作用)，按照正交表L18(3×5)进行试验，并选取涂层的耐候性、冲击性、柔韧性和附着力等作为评价指标。正交试验因素见表1。
1.5 涂层的性能测试方法
涂层的耐候性能、冲击性能、柔韧性能和附着力等分别按以下标准性测试。
附着力：按GB/T 1720—1979测试；
冲击强度：按GB/T 1732—1993测试；
耐候性：按GB/T 1865—2009测试。
2 结果和讨论
2.1 树脂的选择
制备能够长时间耐候的环氧树脂一直是人们探索的课题，早期通过有机硅、脂肪族聚氨酯、丙烯酸树脂等对环氧树脂接枝、开环等方法进行改性研究，这对双酚A环氧树脂的耐候性能有一定的提高，但其他性能就有所下降。本文采用氢化双酚A环氧树脂作为环氧耐候涂层的成膜物，该类树脂与传统的双酚A环氧树脂相比，与脂肪族固化剂固化后的产物具有优异的耐候性能，在耐化学性、硬度、附着力以及电气绝缘性等性能没有较大差异。氢化双酚A环氧树脂的分子结构如下：
2.2 正交试验结果分析
本研究涂层中所用颜填料钛白粉、云母粉、滑石粉、沉淀硫酸钡、纳米抗划伤粉等按颜基比1.3∶1的比例配置，其正交试验结果和极差分析如表2。
从表2可以看出，在颜基比不变的情况下，不同的颜填料对涂层性能有不同的影响，其影响程度依次为：云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉和抗划伤粉、钛白粉。各颜填料用量的影响效果图如图1。
由图1可以看出：随着钛白粉用量的增加，效果越来越好，取最大值；硫酸钡、云母粉、滑石粉、纳米抗划伤粉随用量的增加，效果开始逐渐变好，到最高程度后又随其用量的增加，效果迅速变差，其用量分别取其中间值。综合各项指标，配方中各颜填料用量占颜填料总用量的分数如表3。
2.3 涂料性能测试结果
对涂料各项性能按照国家有关标准进行检测，其结果如表4。
由表4可知，研制的涂料耐候性能好，并保持普通环氧涂料所具有的优异性能。
3 结 语
采用氢化双酚A环氧树脂、改性脂肪胺固化剂为成膜物制备的环保型环氧耐候涂层，可常温固化，制造、施工和干燥过程无溶剂挥发，不污染环境，其耐候性能、耐介质性能优异，是风力发电、船舶、桥梁、大型露天鱼池、大型钢结构、海上石油平台、高速公路、高速铁路等设施的新一代装饰防护涂层。
