随着现代工业的发展，一批新兴工业领域的出现和许多现代工程的兴建，对防腐涂料承受环境的能力和使用寿命提出了更高的要求，常用的防腐涂料已不能满足需要。于是人们提出了“重防腐涂料（Heavy-duty Coating）”的概念。

重防腐涂料发展的关键是高性能的合成树脂中国机械网okmao.com。环氧树脂以其易于加工成型，固化物性能优异等特点而被广泛应用，通过环氧树脂进行改性可以制成防腐涂料。环氧树脂涂料有优良的物理机械性能，最突出的是它对金属的附着力强，固化收缩率低；另外，它的耐化学药品性和耐油性也很好，特别是耐碱性非常好。

1 环氧树脂的结构与性能

环氧树脂是平均每个分子含有两或两个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂化学结构的特点是大分子链上含有环氧基，由于生成环氧基的方法不同，所用原料不同，生成的环氧树脂种类也不同，其中耐蚀用的环氧树脂主要是双酚A型环氧树脂，结构如下：

环氧树脂分子结构中所含有的醚键(－O-)和羟基(-OH)，其中包括环氧树脂与胺类固化剂固化后的所生成的醚键和羟基都是强极性基团，这些基团可以使环氧树脂分子与基材表面，特别是与金属表面之间产生很强的粘接力。优良的附着力是一种好涂料的最基本的条件。

2 环氧树脂的改性及防腐性能

2.1 橡胶弹性体改性环氧树脂

环氧树脂固化物的内应力较大，发脆，高温下易降解，易受水影响。加入具有活性端基的橡胶类弹性体改性，可以降低其内应力，增加韧性，提高耐热，耐油，耐水，耐候性等性能。Mc Garry 等人用端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)来改性环氧树脂，取得了很好的增韧效果。白宗武等人用CTBN改性EP，并选用新型固化剂，得到了一种耐温250℃高韧高强的粘结材料。D.Verchere 等研究了ETBN对双酚A型EP(DGEBA)的增韧效果。

C.W.Wise等用多端基官能团的CTBN来增韧环氧一胺体系，发现CTBN不仅可起到增韧的作用，同时也能加速体系的固化。Dhanalakshmi M 将环氧树脂与氯化橡胶，硅酮树脂共混生成聚合物-聚合物类型复合涂料，可以用单层涂膜来实现普通多层薄膜的防护功能。

2.2 聚氨酯改性环氧树脂

聚氨酯改性环氧树脂是羟基固化型的，它具有优良的耐油、耐溶剂、耐酸碱性。周小勇等开发了高弹性环氧-聚氨酯重防腐蚀涂料，该重防腐涂料为双组分。其成膜机理是有机溶剂挥发后，A组分和B组分之间发生反应，相互交联成网状结构而固化。

李翠景等人以环氧树脂为成膜物，用TDI与TMP加成物作固化剂制成的防腐蚀涂料。张成涛等人以蓖麻油、甲苯二异氰酸酯、苯乙烯与丙烯腈单体为主要原料，合成了含有聚氨酯、聚苯乙烯和聚丙烯腈三种聚合物互穿网络结构的FT-O1重防腐蚀涂料。

Ying Li等利用双酚A型环氧树脂与末端为异氰酸酯的聚醚聚氨酯低聚物进行改性接枝，二者在四氢呋喃溶液中形成均相溶液，然后在DDM固化剂作用下形成线性聚氨酯贯穿于环氧网络的半互穿网络结构。

2.3 无机填料改性环氧树脂

采用刚性无机填料改性环氧树脂，可降低树脂的流动性，收缩性和固化时因放热引起的温升，并可不同程度地提高涂料的耐酸性，耐磨性，耐热性和导热性等。

余志伟提出了一种增韧环氧树脂的新思路：预先对填料表面进行增韧处理，在它填充到环氧树脂中后，在树脂/填料表面上形成一个应力缓冲层，并且在整个固化交联体系中形成一个紧密相连的柔性网络结构，当应力传递到树脂/填料界面时，则可通过柔性网络结构传递和释放，从而达到增韧环氧树脂的目的。

赵世琦等报道了用石英砂填充环氧树脂的情况，发现填充体系韧性的增加程度与填料的粒径及表面处理的方法有关。

Ishizu K 发现在橡胶改性的双酚A型环氧树脂中加入玻璃微珠后，会形成橡胶与玻璃微珠的杂交粒子，能够进一步提高环氧树脂的韧性。另外，经过表面处理的玻璃微珠的改性作用比未处理的要大得多。

2.4 有机硅改性环氧树脂

含有硅－氧(Si-O)键，其键能(443.5kJ/mol)比C-C键的键能(347.0kJ/mol)高，因而其耐热性较好，且Si-O键的柔性比C-C键好，例如，硅酮树脂与环氧树脂混合制成新的耐热防腐涂料，其中硅酮中的-Si-O—Si-使涂料具有较好的热稳定性，而-Si-C-则保证了涂料的固体成分。

夏小仙等以氨丙基封端的二甲基二苯基硅氧烷低聚物改性双酚A型环氧树脂，随着共聚物中苯基含量的增加，有机硅聚合物的溶解度参数提高，两相相容性增加，因而具有较好的增韧效果。Mitsukazu 利用硅氧烷和甲基丙烯酸酷接枝共聚物作为增容剂，改善了环氧树脂和聚硅氧烷的相容性，体系的机械力学性能得到了提高。

李花和左禹研制了一种耐热和耐蚀的环氧有机硅防腐蚀涂料。涂层主要包括环氧改性有机硅、钛白粉、三聚磷酸铝、滑石粉、氧化铁和硫酸钡。

2.5 酚醛胺改性环氧树脂

利用酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基和环氧基反应实现对环氧树脂的改性。含有醚键和苯环结构的酚醛树脂有较好的耐化学品及溶剂腐蚀性能。酚醛改性环氧树脂集酚醛树脂具有的耐水、耐溶剂、耐酸性和环氧树脂的耐碱性于一体产生了很强的抗水性和耐化学介质性。酚醛树脂中含有的苯环结构使涂料耐热，表面硬度提高很大。

贺江等研究了从工业腰果壳油中提取的腰果酚与苯酚在H 催化下发生加成反应，形成中间体DNP（8-对羟基苯基-15-间羟基苯基-4-十五烯），DNP在OH 催化作用下，与环氧氯丙烷反应，形成腰果酚改性环氧树脂。刘同保等将从工业腰果壳油中提取的腰果酚与甲醛合成得到一种低聚体，再将这种低聚体溶于环氧氯丙烷中，升温至50℃，搅拌下于一小时内将固体氢氧化钠分批加入溶液中。

升温至60℃，反应六小时，冷却，加入纯苯稀释，过滤，滤液减压蒸馏，除去过量的环氧氯丙烷和溶剂苯，得棕色透明的腰果酚—甲醛环氧树脂。改性后的树脂，进行压缩强度试验时，从形变开始还需增加一倍以上压力，方使材料破裂，表现出良好的韧性。而双酚A型环氧树脂则在承受一定压力之后，瞬间就破裂，无形变过程出现。

3 结语

重防腐涂料正沿着高性能、高效率、低能耗和低污染的方向前进。良好的高耐蚀性树脂和新型颜料、填料的开发是重防腐涂料发展的关键，对涂覆基体进行认真的表面清理是重防腐涂料达到使用寿命的基础，科学的涂装设计要求、涂料配套方案、涂装施工技术、严格的质量检测和维护管理是实现重防腐涂料防腐效果的保证。

经过改性的环氧树脂重防腐防护涂料具有非常全面的综合性能，同时具有高防腐性，低表面处理，四季施工性，高固体含量，短的重涂周期，无毒及低成本等优异性能，符合厚膜化、高防腐、高耐久性、无污染或低污染、低成本、易施工的重防腐涂料的发展方向。