1.4 双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂层主要性能指标
国内海港工程钢管桩防腐蚀设计依据的标准是交通部颁布标准JTS 153－3－2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》。按照标准JTS 153－3－2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》以及国内海港工程防腐蚀设计技术规格书中涂层主要性能指标要求，对双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂层主要性能指标进行检测，测试结果见表5。

从表5可以看出，本文研制的双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料具有优异的物理机械性能和防腐性能。双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料在反应固化过程中收缩率极低，具有边缘覆盖性好、内应力较小、不易产生裂纹等特点，另外由于不含挥发性有机溶剂，在干燥成膜过程中不会形成因溶剂挥发留下的孔隙，且采用双管路高压无气喷涂装置和自动化涂装生产线涂装施工，一道成膜厚，涂膜致密性极佳，能有效抵挡水、氧、氯离子等腐蚀性介质透过涂层而腐蚀钢材。因此，双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料具有优异的耐化学品性，能耐海水、中度的酸、碱、盐、大部分油品等化学品的长期浸泡，特别值得一提的是具有极佳的湿附着力，这保证了涂层在液态介质腐蚀环境下优异的耐久性，完全能够满足JTS 153－3－2007《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》的涂层技术要求和施工方对涂装周期、涂装效率的要求。

2 结果与讨论
2.1 树脂基料对涂料性能的影响
2.1.1 环氧树脂对涂料性能的影响
由于环氧树脂分子结构中含有大量的羟基和醚基等极性基团，在固化过程中活泼的羟基与界面金属原子反应形成极为牢固的化学键，这保证了涂层与基材的优异附着力；高交联密度和分子链中的刚性苯环结构，使涂层坚硬、耐磨性优、抗划伤性好且耐撞击性优异；在反应成膜过程中，固化收缩率较小，拥有良好的成膜性能。双组分喷涂型无溶剂环氧重防腐涂料重点需要解决涂料的双组分喷涂施工性能与涂料韧性、防腐性能之间的综合平衡。环氧树脂的选择对涂层性能影响较大，不同相对分子质量的环氧树脂对涂料特性有较大的影响。选择环氧树脂时，应注意涂料的固含量、黏度以及涂膜韧性、附着强度以及适应双组分喷涂装置的要求等。在常温下低分子量环氧树脂E-54、E-51、E-44、E-42等均呈流动状态，经对比发现这些树脂在不同的温度下黏度变化非常大，在加入相同触变剂的条件下流挂性也差异较大，对厚涂膜的形成有不同的影响，且固化后，涂膜发脆。高分子量的环氧树脂对涂层的韧性和防腐蚀性能有很大的改善作用。根据所研制涂料的技术要求和双组分喷涂装置的施工参数要求，经过试验筛选，本文选择高分子量和低分子量环氧树脂按一定比例搭配的改性树脂为主要成膜树脂。该树脂在30～50 ℃温度区间黏度为2 000～4 000 mPa · s，黏度随温度变化小，有利于涂料在不同温度下对双组分喷涂装置的适应性，同时该树脂环氧基含量高，形成的涂膜具有较高的交联密度，具有较高的附着力和良好的耐腐蚀性能，机械性能也能够满足技术要求。
2.1.2 固化剂对涂料性能的影响
双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料的施工性和防腐性能在一定程度上也取决于固化剂品质与结构。因是无溶剂体系，要求固化剂黏度低，适用期长，形成的涂膜具有优异的附着力、硬度和柔韧性。本文采用改性环氧树脂与多种固化剂进行了配套试验，性能测试结果见表6。

从表6可以看出，几种固化剂与改性环氧树脂固化所得涂膜的性能差异较大，根据双组分喷涂型无溶剂环氧重防腐涂料的防腐要求以及技术指标，兼顾固化反应速度和涂膜性能，确定选用曼尼斯碱和腰果酚酚醛胺按一定比例的复配物作为双组分喷涂型无溶剂环氧重防腐涂料的固化剂组分。两种固化剂的复配比例，使得涂膜在保证性能的前提下，能满足在低温和潮湿环境下干燥性能良好。
2.1.3 活性稀释剂对涂料性能的影响
实现液态无溶剂环氧防腐蚀的一个重要途径是采用反应性活性稀释剂代替挥发性有机溶剂。活性稀释剂具有环氧基，能参与环氧树脂的固化反应，同时还起着降低涂料黏度的作用。本文中选用的一种活性稀释剂既是环氧树脂高性能增韧改进剂，又能显著降低环氧树脂黏度，可以取代常规的增韧剂和活性稀释剂。该活性稀释剂为支化、带有多个活性端基的低黏度液态聚合物，分子内部空穴导致固化物产生大量剪切形变而耗散冲击能量，因而具有良好的增韧效果和反应活性，可大幅度地改善环氧树脂固化物的耐冲击性、抗开裂以及粘结强度等机械性能；其黏度很低，添加到环氧体系中可极大降低体系黏度，同时可显著延长固化体系的可使用时间和降低固化放热峰值，使整个固化体系固化反应平稳。经多次试验论证，当其添加量为环氧树脂质量的5%～20%范围内变化增加时，体系的各项指标均有所提高，其添加量越大，涂膜抗冲击性、韧性以及附着力均进一步提升，体系可使用时间和涂膜表干时间也进一步延长。综合涂膜性能指标和涂膜干燥速度考虑，决定该活性稀释剂的添加量为环氧树脂质量的15%，此时涂膜抗冲击性、韧性以及附着力满足涂膜性能指标要求，同时涂膜干燥速度满足施工进展要求。
2.2 触变剂对涂料性能的影响
要使涂料一次形成较厚的涂层，触变剂起着极为关键的作用，根据试验的技术要求选用比表面积大，表面吸附力强，且分散性、增稠性和触变性好的纳米气相二氧化硅作为无溶剂环氧重防腐涂料的触变剂，并将纳米气相二氧化硅与环氧树脂、活性稀释剂和增塑剂共混制备成触变性浆体，试验结果显示该触变性浆体在涂料中呈现良好的增稠性、触变性和稳定性，即使涂膜较厚(1 000～1 500 μm)情况下依然不会出现流挂现象，还可防止颜料在涂料中下沉，减轻发花现象，明显改善了涂料的涂覆性。
2.3 颜填料对涂料性能的影响
本文采用无机腐蚀抑制剂、云母氧化铁、云母粉、滑石粉等搭配的颜料体系为涂层骨架结构。云母氧化铁和云母粉都是片状结构，能很好地赋予涂层屏蔽性能和力学性能，且耐介质性能好又具有片状颜料的延缓介质在涂膜中的渗透，提高涂料耐化学介质的性能；滑石粉对于涂料的触变性和施工性具有较好作用，耐化学介质性能良好，同时还可降低成本；无机腐蚀抑制剂对提高涂膜耐盐雾性和防点蚀有很好的效果。
2.4 助剂对涂料性能的影响
助剂的选择对涂膜的影响较大，由于所制备的涂料固体含量较高，黏度较大，表面张力大，要求制得的涂料具有较好的外观和良好的施工性，因而选用各种助剂控制涂层表面状态。经过对比选择，本配方选用针对于无溶剂环氧体系的BYK-A530消泡剂、BYK-AT-203润湿分散剂和BYK-306消泡剂，通过这些助剂的添加，明显改善了体系的状态，提高了整个体系颜填料的润湿性；有效消除厚膜中的气泡，保证涂膜的致密性；改善了涂料的流平性能，获得较好的涂膜外观。
2.5 双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料的施工性
目前，国内高固体分环氧重防腐涂料或无溶剂环氧重防腐涂料一般采用单管进料无气喷涂施工，一般单道涂层厚度为200～400 μm，需进行多道涂装才能满足海工重防腐涂装设计涂层800～1 500 μm的要求，同时由于使用单管进料喷涂，在施工过程中，甲、乙组分混合后即开始发生反应，随着反应的进行，涂料混合物急剧放热，黏度升高甚至凝胶，不仅影响涂层的性能，浪费涂料，还可能因为凝胶堵塞管线损坏设备。
双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料采用双组分高压无气喷涂装置双管路进料热喷涂技术施工，这种喷涂方式特点为：1)对于高黏度的无溶剂环氧重防腐涂料可预先对甲、乙组分分别进行预热，以获得较低的黏度以适合进料和喷涂雾化。本文涂料在设计之初，就将甲、乙组分黏度分别随温度变化后黏度比率设定为1∶1，以便在不同温度下甲、乙组分能在喷涂装置混合器内短时间内能均匀混合均匀。(2)甲、乙组分分别进料，按比例在混合器中混合后很快喷涂出去，避开常规环氧重防蚀涂料受适用期的影响。(3)施工效率高，单道涂层厚度可以到达1 000～1 500 μm，极大地缩短施工周期和提高涂装效率，可以实现施工一道满足设计要求，解决了常规环氧防腐涂料单道涂层薄，施工周期长的缺陷。另外，如有条件可以结合双组分高压无气喷涂装置与自动化涂装生产线实现自动化涂装施工，避免人为因素，节省人力，提高涂装质量；同时可以在自动生产线上提高基材表面温度，使得涂膜快速干燥达到一定强度，便于吊运，节省涂装场地。

3 结语
本文研制的双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料固含量高，无溶剂挥发，涂层性能优异，完全满足海港工程相关技术规范的技术要求。采用双组分高压无气喷涂装置双管路进料热喷涂技术施工，也可结合自动涂装生产线实现自动化喷涂施工，不受适用期和涂装环境温度的影响，单道涂层厚度可以到达1 000～1 500 μm，极大地缩短施工周期和提高涂装效率，满足防腐工程施工周期短、工程进度快的要求，在重防腐领域有广阔的应用前景。