新型环境友好轻质环氧修补材料的研制

郭常青，张善贵，马国彬，杨 凯，孙　 琰

0 前　言

腻子作为一种传统的修补、找平材料，常用于填补孔缝、焊缝、钉眼，也用于被涂物体表面的全面填平。它是在涂覆各种涂料制作平整涂层前所不可或缺的材料，需要有极其牢固的附着力，对涂层底漆有较好的结合力，并且要具有色泽基本一致、操作工序简便、干燥快、封闭性好的基本特点。现如今随着人们环保意识的逐渐增强和环境保护法规的不断完善，对溶剂型涂料VOC排放量的控制越来越严格。新型修补、找平材料逐渐向水性或无溶剂、功能化方向发展。

在修造船行业，普遍采用原子灰、水性环氧腻子、无溶剂环氧腻子等修补材料对船舶甲板、船壳、内舱表面凹陷、焊缝等部位进行填平修补。船舶内外甲板和舱室内壁维修施工时间短，常用的水性环氧腻子一道厚涂开裂；原子灰有刺激性味道、对施工人员身体危害大的问题；无溶剂环氧腻子密度大，皆在1.6 kg/cm3以上，与近年来船运行业提出的船舶整体减重提高载重负荷的要求存在一定的差距。所以现在急需一种环境友好、无味道、可在船舶甲板凹坑上一道填平厚涂且密度较低的修补材料。

本研究依据环氧树脂分子中含有羟基、醚键等活性基团，与基材附着力高，固化收缩率小、耐介质性能优异等特点，通过与超支化环氧树脂混拼改性，添加适量的密度低、强度较高的空心玻璃微珠等填料，制备了一种新型环境友好轻质环氧修补材料。该修补材料密度低，柔韧性和打磨性好，与金属、玻璃钢和木质底材等附着力高，耐水性能优异，可一道厚涂，广泛用于船舶、游艇、海洋钢结构凹陷、焊缝以及玻璃钢、木质底材等表面缺陷的填平修补，对船舶减重提高载重负荷具有重要意义。其固化交联反应机理如图1所示。

1　实验部分

1.1　主要原料

超支化环氧树脂：工业级，北京化工大学；

聚酰胺450：工业级，亨斯迈(上海)先进材料；

空心玻璃微珠VS5500：工业级，3M；

钛白粉R966：工业级，四川攀枝花钛白粉厂；

氧化铁红S190：工业级，上海一品红国际颜料公司；

滑石粉(325目)：工业级，平度滑石粉厂；

1.2　主要仪器

捏合机：型号NH-1.5，江苏如皋市捏合机械厂。

1.3　基材表面处理

金属底材喷砂至Sa2.5或手工机械除锈至St3，吸尘器除去表面灰尘；

非金属表面干净，无灰尘、油污等杂质。

1.4　轻质环氧修补材料配方

新型环境友好轻质环氧修补材料的参考配方见表1。

1.5　轻质环氧修补材料制备

研制的新型环境友好轻质环氧修补材料由A、B双组分构成，其制备过程如下：

1.5.1　A组分制备工艺

按配方比例将环氧树脂、超支化树脂、活性稀释剂、钛白粉、空心玻璃微珠和有机膨润土等依次加入捏合机中，混合至均匀后，包装即可。

1.5.2　B组分制备工艺

按配方比例将聚酰胺300#、聚酰胺450、空心玻璃微珠、滑石粉、有机膨润土和氧化铁红等依次加入捏合机....