张继普 宁晓国 王安书 刘绍辉 李勇

摘 要：长石粉是环氧树脂型重腐涂料的一种重要填料。文章对河南有色金源实业有限公司、国内两个地方产的800目长石粉进行了对比研究，主要研究了长石粉中的游离二氧化硅含量、电导率、填加了长石粉的环氧树脂涂料的防腐蚀性3个技术指标进行了对比研究。得出结论，河南有色金源实业有限公司生产的800目长石粉可以满足客户的要求，远远优于国内其它两个地方产的长石粉。

关键词：长石粉;环氧树脂;重防腐涂料;游离二氧化硅;电导率;防腐蚀性

中图分类号：TQ63 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）08-0017-05

Study on Feldspar Powder Used in Epoxy Heavy-duty Anticorrosive Coatings

Zhang Jipu1， Ning Xiaoguo2， Wang Anshu3， Liu Shaohui1， Li Yong1

（1.Henan Nonferrous Jinyuan Industrial Co.， Ltd.， Zhengzhou 450000， China; 2.The Fifth Geological Brigade， Henan Nonferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau， Zhengzhou 450000， China;3.Henan Natural Resources Science and Technology Innovation Center （High-value Comprehensive Evaluation and Research Center of New Mineral Materials）， Zhengzhou 450000， China）

Abstract：Feldspar powder is an important filler for epoxy resin type heavy-corrosion coatings. In this paper， the 800-mesh feldspar powder produced by Henan non-ferrous Jinyuan Industry Co. ， Ltd. and two places in China are compared and studied， the content of free silicon dioxide in feldspar powder， the electrical conductivity and the anti-corrosion property of epoxy coating filled with feldspar powder were studied. It is concluded that the 800 mesh feldspar powder produced by Henan Non-ferrous Jinyuan Industrial Co. ， Ltd. can meet the requirements of customers and is far superior to the feldspar powder produced in other two places in China.

Key words：feldspar; epoxy resin; heavy-duty anti-corrosion coating; free silica; electrical conductivity; corrosion resistance

0 引言

重防腐涂料的概念起源于20世紀60年代的日本，是指应用于严酷腐蚀环境领域，具有长效寿命的涂料。所谓严酷的腐蚀环境是指高腐蚀性的环境，是指大气环境为C4（高），C5（很高）、CX（极端）和浸于海水或微咸水中Im2的腐蚀环境[1]。所谓长效寿命，一般认为要大于7年以上的使用寿命，即中等或高等的涂膜使用寿命[1]。重防腐涂料具有以下的特点：

（1）高厚膜。重防腐涂料干膜厚度一般要在200或300μm，有的可能达500～1000μm，而轻防腐涂料的干膜厚度一般为60～150μm。

（2）新型高性能合成树脂的应用。传统的成膜物质综合性能差，只能用于轻防腐涂料。新型高性能的合成树脂为重防腐涂料的推广提供了可能，常用的树脂为环氧树脂和聚氨酯树脂，环氧树脂与钢铁等基材的附着力好、收缩率低、抗渗透性优异、固化、 物性能稳定，奠定了其在重防腐涂料发展等领域举足轻重的地位，近年来，通过物理和化学改性方法，其易粉化、耐候性差等缺陷逐步得到改善[2]。长石粉作为环氧树脂型涂料的一种填料，不但能降低成本，还具有良好的物理化学性能，耐酸、耐碱、耐腐蚀，因此被广泛用运用。

一些知名的涂料企业，如PPG、佐敦、海虹老人等，在重防腐环氧树脂类涂料中，都要用到长石粉。 随着社会的发展，人们对生命健康的重视，政府部门对劳工的保护，环氧树脂型重防腐涂料不仅要求防腐性能好，还要求所用的长石粉填料所含的游离二氧化硅要少。某大型外企对长石粉的要求非常苛刻：游离二氧化硅的的含量要小于5%，电导率要低于150μs/cm，耐盐雾、耐冷凝等防腐蚀性能测试要达标。河南有色金源实业有限公司（以下简称“金源公司”）作为非金属材料加工的一个老牌企业，生产的长石粉，深受外资客户好评。下面就环氧树脂重防腐涂料所用的长石粉，选取金源公司与其它两家公司生产的800目产品，进行对照研究。

1 试验部分

1.1 原料、试剂及仪器设备

原料：长石粉A，河金源公司出品;长石粉B，安徽某地生产;长石粉C，江西某地生产;具体指标如表1所示。

试剂：环氧828树脂，生产厂家：蓝星无锡树脂厂 ;固化剂，聚酰胺固化剂，聚酰胺蜡，生产厂家岳阳巴陵石化有限公司;消泡剂，型号B-0608，生产厂家：南京华兴消泡剂有限公司;二甲苯，苯甲醇，化学纯，生产厂家：成都市科龙化工试剂厂;钛白粉，济南汇泉化工有限公司;黑色浆，铁黄色浆，生产厂家：上海飞鸵颜料有限公司。

仪器：盐雾试验箱，型号：LRHS-1080-RJY，冷凝水试验箱，型号：LRHS-8000-LN，生产厂家：上海林频仪器股份有限公司;电导率仪，型号：DDS-307A，生产厂家：上海精密科学仪器有限公司;1000mL烧杯，1个，100mL烧杯，1个，250mL量筒，1个;电子分析天平，型号：FA2004，生产厂家：上海良平仪器仪表有限公司;电动搅拌器，型号：JJ-1，生产厂家：常州金坛良友仪器有限公司;万用电子调温炉，型号：DK-98K，生产厂家：洛阳美优实验设备有限公司。X射线衍射仪，产品型号：TD-3700，生产厂家：丹东通达科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 电导率的测量方法

称取在（110±5）℃下恒重试样20g，加入1000mL烧杯中，再向烧杯中加入200g蒸馏水，记下烧杯、粉和水的总重量;用玻璃棒将称好的样品搅匀，然后放置在电炉上加热，加热过程中用电动搅拌器搅拌，沸腾后，保持3min。停止加热，取下烧杯，将制好的烧杯密封放置冷至25℃;将烧杯和溶液一起称重，因蒸发重量会减少，加蒸馏水至原重，搅拌均匀;静置30min，将上层清液倒入100mL的烧杯中，约倒入60mL，然后用电导率仪测电导率。

1.2.2 游离二氧化硅的测试方法

游离二氧化硅，采用X射线衍射仪。

1.2.3 防腐测试方法

防腐测试标准参照标准ISO12944。

2 结果与讨论

2.1 游离二氧化硅含量

矽肺又称为尘肺病。由于粉尘中游离二氧化硅含量越高，人体吸入量越多，病变的发展速度越快，致纤维化程度越严重。因此，特别要了解粉尘中游离二氧化硅含量的多少。随着各大公司对员工身体健康越来越重视，对长石粉中游离二氧化硅的含量也有硬性的要求，某外企要求游离二氧化硅含量不超过5wt%。如表2所示。

从表2可以看出，只有金源公司的游离二氧化硅含量达到了要求，其它两家公司均超出了最高值的2倍以上。游离二氧化硅的含量与原生矿的化学成份密切相关。后天也可以通过色选机，浮选等工艺将游离二氧化硅减少到客户要求的范围内，但成本会相应的增加，色选相对方便，成本也较低，浮选因工艺相对复杂，成本较高，不太适用。所以，选择合适的矿源是关键。

2.2 电导率

电导率主要反应粉体中能溶于水的导电离子（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+等阳子及F-、Cl-、SO42、-HCO3-等阴离子）的多少，电导率越高，溶水于的导电离子就越多，该粉体用于涂料时，如果涂料和水溶液接触，粉体中的导电离子溶于水时，涂料将会被慢慢腐蚀掉，因此，高电导率填料影响环氧漆的耐腐蚀性能。对于经常在江海中航行的船 只来说，长石粉的电导率越小、涂料的防腐效果越好[4]。

某外国大企业要求涂料中使用的填料导电率<150μs/cm。

从表3可以看出，金源公司的长石粉电导率完全满足要求，另外两家公司的电导率远远超出标准。长石粉电导率的大小，主要取决于矿源本身，另外，跟粉体的粒度也有关系，颗料越小，电导率越大。同样是800目的长石粉，如果电导率超标，可用水洗的方法，降低电导率，可将原料磨到一定粒度，用纯水、井水、自来水、河水等清洗，然后烘干，再粉碎到合适的粒度。具体的方法可参照：降低长石粉电导率的方法研究[4]。

2.3 防腐性能测试

2.3.1 耐盐雾测试

每个配方做出的底漆，分别取3个平行样，湿板常温干燥21d，放入盐雾测试箱1440h后取出评价。如表6～8所示。

2.3.2 耐冷凝测试

每个配方做出的底漆，分别取3个平行样，湿板常温干燥21d，放入冷凝试箱720h后取出评价。

從表6～8中可以看出，在耐盐雾测试中，A配方的底漆（即配方中含有金源司长石粉的样品），总膜厚、画线处锈蚀蔓延、拉拔附着力、划叉附着力4项指标全部符合ISO12944-6：2018标准要求;而B配方、C配方的底漆除了划叉附着力这1项指标达标外，其它3项均不达标。

从表9～11中可以看出，在耐冷凝测试中，A配方的底漆，总膜厚，起泡，拉拔力附着力3项指标全部符合ISO12944-6：2018标准的要求;而B配方底漆，仅拉拔附着力这一项指标符合要求，C配方的底漆3项指标全部不符合要求。

从而可以看出，在耐腐蚀测试中，仅含有金源公司长石粉的A配方符合要求。这与A配方中长石粉的电导率低有很大关系。

从表12可以看出，耐盐雾测试中，随着长石粉电导率的增加，底漆的总膜厚在减少，画线处锈蚀蔓延在扩大，拉拔附着力在减小。总的来说，反应出随着配方中所含长石粉电导率的增加，底漆的耐盐雾能加下降。

从表13可以看出，在耐冷凝测试中，随着长石粉电导率的增加，底漆的总膜厚在减少，拉拔附着力在减小，气泡从符合要求的0个到6个。总的来说，反应出随着配方中所含长石粉电导率的增加，底漆的 耐冷凝能力下降。

3 结论

环氧树脂型重防腐涂料要求所用的长石粉要求电导率低，小于150μs/cm，游离二氧化硅含量低，重量百分比小于5%，防腐蚀性能好，满足ISO12944的要求。金源公司的产品能完全满足客户的要求，主要是因为长石粉有合适的矿源地，同时对原料严格控制，形成了相对完善的生产工艺。同时可以发现，长石粉填料的电导率越低，涂料的防腐蚀性能越好。

参考文献

[1]包漆和清漆-防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护.ISO12944-1：2017 [S].

[2]吴跃焕，杨 卓 如.环氧树脂在重防腐涂料中的应用与发展[J].合成材料老化与应用，2020（2）：33-37.

[3]颜料和体质颜料通用试验方法第15部分：吸油量的测定.[S]中国国家标准化管理委员会. GB/T5211.15-2014

[4]宁晓国，宋胜梅，降低长石粉电导率的方法[J].化学工程师，2014（5）：66-68.