data-full-width-responsive="true"> 1 引言无机富锌底漆一般分为水性无机富锌和醇溶性无机富锌两种。水性无机富锌适合于干燥条件下施工，对施工环境要求较为苛刻，施工难度较高；醇溶性无机富锌通过与空气中的水蒸气反应而固化，尤其适合我国南方高湿条件下施工。西方国家于20 世纪50 年代开始研究应用无机富锌底漆，近年来仍有相关专利发表。目前，这种底漆已逐渐发展成为防腐性、耐候性、耐热性优异的无机涂料。2 醇溶性无机富锌底漆的研制21 底漆研制理论醇溶性无机富锌底漆以硅酸乙酯的水解物为黏结剂，通过与空气中的水蒸气反应而固化。硅酸乙酯的水解与缩合是一个非常复杂的过程，这一过程可概括为3 种反应类型[1-2]：SiOR +H2OSiOH+ROH ⑴SiOR +HOSiSiOSi +ROH ⑵SiOH+HOSiSiOSi +H2O ⑶式⑴为生成硅醇（SiOH）的水解反应；式⑵为生成醇的缩合反应；式⑶为生成水的缩合反应。部分水解的硅酸乙酯涂覆于钢铁表面，可进一步吸收空气中的水分而缩合交联，并与钢材表面活性铁反应形成锌-硅酸-铁化合物，同时，也和锌粒子的表面反应，最终形成一层坚硬的硅酸锌漆膜。无机富锌底漆的防腐蚀机理，主要有电化学保护和化学防护两类[3]。⑴电化学保护：金属锌比铁活泼，容易失去电子，在微电池中锌作为牺牲阳极，失去电子变成离子锌，使铁得到了保护。⑵化学防护：锌在涂层表面会反应形成碳酸锌、氯化物及络合物等，这些生成物结构致密，是极难溶的稳定化合物，沉结在涂层表面，能有效地防止氧、水和盐类的侵蚀，起到防锈的效果，使铁得到保护。22 树脂合成研究由上述理论分析可见，无机富锌底漆的性能和硅酸乙酯的水解与缩合过程密切相关。水解环境不同，水解和缩聚反应的速率不同，酸性环境有利于水解，碱性环境有利于缩合。在制定无机富锌底漆配方时，要求硅酸乙酯的水解物在涂覆前以中、低相对分子质量的预聚物存在，所以通常选用酸作为催化剂。为了得到适合底漆条件的硅酸乙酯水解预聚物，必须对硅酸乙酯的水解和缩合过程对漆膜的影响作详细的研究。文献表明：水解与缩合过程与水解时的温度、pH 及水的加入量有关。因此，重点考察了水的加入量、酸的加入量以及反应温度对水解反应及漆膜性能的影响。在三口烧瓶中加入硅酸乙酯及异丙醇，水浴加热至指定温度，恒温，不断搅拌，将HCl 和水的混合液滴加到体系中，搅拌并恒温。反应后的水解液与锌粉浆按一定比例配成漆液，喷涂制板并测其性能。配方设计及漆膜性能见表1。
从表1 可以看出，在所选取的试验范围内，酸的加入量、反应温度对漆膜的性能影响不大，而水加入量的变化严重影响漆膜的各项性能指标。加入的水量较大时，漆膜的柔韧性相对较好，固化速率快，但附着力较差；加入的水量较少时，虽然有较好的附着力，但漆膜的柔韧性较差，漆膜固化很慢。从表1 中还可以看出，单纯用硅酸乙酯水解物作为无机富锌底漆的成膜物，漆膜的多项技术指标均不能满足要求。因此，有必要对水解的树脂进行改性。23 树脂改性研究参考有关文献，经探索性试验，采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）对水解液进行改性。PVB 树脂品种很多，不同品种相对分子质量差别很大。研究表明，低相对分子质量的PVB 树脂与硅酸乙酯有较好的相容性，对硅酸乙酯水解液有良好的改性效果。表2 是低相对分子质量PVB 改性黏结剂对漆膜性能的影响。
24 黏结剂黏度对性能的影响硅酸乙酯水解液中，存在生成水和生成醇的缩合反应，PVB 树脂中也存在活泼的OH 基团，因此可以预计由硅酸乙酯水解液和PVB 树脂组成的黏结剂在贮存过程中黏度会有变化。图1 是黏结剂黏度随时间的变化曲线，表3 是黏结剂贮存180 d 前后与锌粉浆复配喷涂的漆膜性能对照。
由图1 可知，黏结剂的黏度与时间近似成对数函数关系，黏结剂在贮存初期黏度有较大的增加，而到后期黏度增加不大。从表3 的数据看，漆膜的各项性能指标无明显的变化，说明黏度的这种增大对漆膜的性能并未形成不利的影响。
