甲壳素在水性环氧防腐涂料中的应用分析

　　随着我国对环境保护要求的日益严格，不含挥发性有机化合物（VOC）或低VOC的环保型涂料倍受青睐，水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料因而成为涂料的发展趋势，其中水性涂料以水作为分散介质，具有价格低廉、无气味、不燃、低毒等特点，使其在贮存、运输和使用过程中的安全性大大提高。以环氧树脂为基料的水性环氧涂料是性能较好的水性涂料之一，它除了具有溶剂型环氧涂料的诸多优点，如对各类底材具有优良的附着力、漆膜耐腐蚀性和耐化学品性能优异、收缩小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能佳等，且VOC含量较低、能用水清洗施工工具便于施工，应用性能好，广泛应用于化学工业、造船工业、电气工业、航空工业中。但环氧树脂涂料户外耐候性差，漆膜易粉化、失光，漆膜丰满度不好，不宜作为高质量的户外用漆和高装饰性用漆。甲壳素又称甲壳质、几丁质、壳聚糖，广泛存在于植物细胞壁和甲壳纲动物及昆虫中，是一种天然生物高分子聚合物，也是目前所知道自然界中**带正电子的天然聚合物。由于甲壳素含有多种官能基，因此具有较强的反应活性，它可以进行交链和接枝、酰化、磺化、羧甲基化、烷基化、硝化、卤化、氧化，还原络合等反应，生成具有不同性能的甲壳素衍生物。甲壳素及其衍生物同时具有较强的吸引性、成膜性，生物活性等特征，且安全无毒，因而在医药、食品、环保等许多领域得到广泛的应用，被称为21世纪*有前景的新材料之一，国内外学者及科研部门对此投入了大量的资金和精力进行研究。甲壳素由于分子中含有氨基和羟基，能与许多材料进行交联和枝接，成为新的材料或提高原材料的性能，它同时还具有非常好的耐候性（产品放在露天暴晒十几年不变质）和良好的耐腐蚀性等许多优良的品质特征。

　　1.实验部分

　　1.1实验装置

　　磁力电动搅拌器：0～3000r/min，江苏金坛市金成国胜实验仪器厂；可调式高剪切混合乳化机：ZBF-102，上海诚兴机械电子有限公司；调温电热套：0～350℃，北京佳祥科利仪器有限公司。

　　1.2涂料的制备

　　1.2.1甲壳素制作壳聚糖的工艺

　　甲壳素不溶于水、稀酸、稀碱、浓碱、一般有机溶剂，可溶于浓盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸，但同时主链发生降解。所以应用于环氧乳液体系就必须用可以溶于弱酸的甲壳素的衍生物———壳聚糖，将壳聚糖溶于弱酸中制成壳聚糖溶液再应用到环氧乳液的体系中。

　　甲壳素在水性环氧防腐涂料中的应用

　　1.2.2配方

　　在水性环氧防腐涂料体系中，水性环氧涂料的性能很大程度上受到环氧乳液性能的影响。制备水性环氧乳液和水性环氧底漆的配方见表1和表2.

　　甲壳素在水性环氧防腐涂料中的应用

　　1.2.3制备方法

　　（1）水性环氧乳液：①将环氧树脂E-44在加热套中加热至65℃，加入醇醚有机溶剂搅拌均匀，再分别加入乳化剂Ⅰ和乳化剂Ⅱ继续搅拌；②将壳聚糖溶液加入水中搅拌均匀，再加入乳化剂Ⅲ，在高速剪切乳化机中分散；③将①组分在高速剪切乳化机中分散同时缓缓倒入②组分。

　　（2）水性环氧防腐底漆：A组分：将氧化铁红、磷酸锌、滑石粉、分散剂、润湿剂、增稠剂和去离子水混合，在高速剪切下分散到细度≤50μm；将上述分散液在高速剪切乳化机中分散的同时，缓缓加入水性环氧乳液、消泡剂、流平剂。B组分：按照配方将聚酰胺650溶解于醇醚有机溶剂中，稍微搅拌使其溶解完全。

　　1.2.4配漆比例

　　由于水性环氧体系的组成和成膜机理的特殊性，环氧与胺氢的物质的量之比对漆膜的性能有很大的影响，而且壳聚糖还会和一部分胺氢反应。在配制环氧涂料时通常采用环氧与胺氢为等物质的量之比，但如果在一定范围内改变物质的量之比，可以改善漆膜的某些性能。