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·1070· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

随着中国钢结构建筑的蓬勃发展，钢结构越来 工新材料股份有限公司；氨基固化剂（AQ419），工
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越多地被利用到住宅、商场和工业建筑中 。但是 业级，美国 Air Products and Chemicals 公司；PEPA，
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钢结构在应用过程中存在着两大隐患：火灾和腐蚀 。 质量分数为 99%，西陇化工有限公司；EG（EG-
目前，国内外常用的钢结构防护措施是先刷涂防腐 E300），80 目，膨胀倍率>270 mL/g，山东金日来石
涂料再刷涂防火涂料，但是钢结构防腐涂料与钢结 墨有限公司。
构防火涂料有着不同的刷涂工艺，其施工过程繁琐 Qnix 4500 涂层测厚仪，天津昊菱科技有限公
且成本高。且不同性能的涂料间出现附着力低、易 司；STA449C 型热失重分析仪（TG），德国耐驰公
分层等问题，常常因层间性能失效而返工 [3-4] 。因此， 司；JF-3 氧指数仪（LOI），南京江宁分析仪器有限
钢结构防腐防火涂料的研究受到广泛关注。 公司；CZF-3 型水平垂直燃烧测定仪（UL94），南
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黄卫 以聚醚树脂为主要成膜物质，丙烯酸树 京江宁分析仪器有限公司；JSM-6360LV 型扫描电子
脂为次要成膜物质，通过添加阻燃体系制备了一种 显微镜（SEM），日本 JEOL 公司；AUTOLAB84362
超薄型钢结构防火防腐涂料，其性能指标符合 GB/T 电化学工作站，瑞士万通公司；AT07487 型拉开法
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14907—2002 标准要求。覃文清 等用环氧改性硅树 附着力测试仪，美国 De Felsko 公司。
脂对丙烯酸树脂进行改性，使成膜物质具有重防腐 1.2 方法
蚀性能，添加阻燃填料得到具有优异防腐蚀性能的 1.2.1 PEPA-EG 复合填料的制备
钢结构防火涂料。目前针对钢结构防腐防火涂料的 将 PEPA 与 EG 按照质量比为 7∶1 进行复配，
研究多集中在基体改性，从填料角度赋予涂料防腐 在球磨机上充分研磨 1 h，制得 PEPA/EG 复合填料。
防火性能的研究较少。本课题组前期工作采用季戊 本课题组做过大量 PEPA 与 EG 不同配比的相关研
四醇磷酸酯（PEPA）与生物基材料为主要原料，制 究 [14] ，得出 PEPA 与 EG 的质量比为 7∶1 时，其综
备了集炭源、酸源、气源于一体的生物基膨胀型阻 合性能最佳。本文主要探讨 m(PEPA)∶m(EG)=7∶1
燃剂，结果表明生物基膨胀型阻燃剂分解所产生的 的复合填料对水性环氧树脂性能的影响。
致密炭层、不燃性气体相互协效，具有较好的阻燃 1.2.2 PEPA-EG/EP 复合涂料的制备
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作用 。本课题组前期工作也研究了无机片层材料 本实验所用 EP 皆为 10 g，分别称取 1.0、1.5、
对涂料防腐性能的影响，如将无机片层材料蒙脱土 2.0、2.5 g 的 PEPA/EG 复合填料加入 EP 中。将所得
添加到环氧树脂中，利用蒙脱土的片层结构阻隔腐 到的混合物用球磨机研磨 1 h 后取出，装瓶备用。
蚀粒子到达基体的传播路径，延缓腐蚀粒子到达基 在配制完成的每组水性环氧树脂混合物中加入 2.5 g
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体的时间，从而提高环氧树脂的防腐性能 。还采 水性固化剂和 2.5 g 蒸馏水，采用磁力搅拌将体系混
用石墨烯对沸石分子筛进行接枝，得到孔/片结构的 合均匀，直至体系中的固化剂完全溶解，复合涂料
防腐填料，两者协同作用大大延长了腐蚀颗粒到达 的配方如表 1 所示。
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基体表面的时间，从而提高涂层的防腐性能 。因
此，在本课题组的研究基础上，作者提出利用 PEPA 表 1 PEPA-EG/EP 复合涂料的配方
的凝聚相阻燃性能与无机片层材料的阻隔性能对涂 Table 1 Formulation of PEPA-EG/EP composite coatings
料进行改性。 样品 EP/g PEPA-EG/g 水性固化剂/g H 2O/g
可膨胀石墨（EG）是一种膨胀性能、阻隔性能 EP0 10 — 2.5 2.5
均优异的鳞片状无机材料 [10] ，其膨胀过程仅为吸热 EP1 10 1.0 2.5 2.5
的物理变化，并且 EG 能够在高温下由原来鳞片状 EP2 10 1.5 2.5 2.5
EP3 10 2.0 2.5 2.5
膨胀成“蠕虫状”炭体，形成一个良好的连续绝热
EP4 10 2.5 2.5 2.5
层，因此，在液体涂料的防腐、阻燃等方面都有较
为广泛的应用 [11-13] 。本文将 PEPA 和 EG 进行复配， 注：—表示未添加。

组成复合填料添加到水性环氧树脂中，研究不同含
采用 80 目的玻璃 微 珠 对 不同 尺寸 的钢片
量的复合填料对 EP 阻燃性能和防腐性能的影响。
（Q235A）进行喷砂，用丙酮洗涤，然后干燥备用。
旨在为钢结构防腐防火涂料的制备提供一种新的理
经过超声波振荡和静置过程，排除体系气泡，将涂
论基础。
料倒入喷枪，用喷枪均匀喷涂在备好的钢片表面，
1 实验部分 且每喷完一组钢片后，需要用乙酸乙酯清洗喷枪。
喷涂好的样片在室温下充分固化一周，使用涂层测
1.1 试剂与仪器 厚仪测量涂层厚度。选取厚度为（50±3）μm 的涂料
水性环氧树脂（WSR6101），工业级，蓝星化 试样作为测试备用样片。