重防腐涂料常被用于港口设备、跨海大桥、海上平台的涂装。厚膜化是重防腐涂料的一个重要标志。 一般防腐涂层的干膜厚度为100~150 μm，而重防腐涂料干膜厚度则在200~300 μm 以上，还有500~1 000 μm，有的甚至高达20 000 μm。另外，重防腐涂料大都为高固体分涂料，配方中的颜填料比例高，相对密度大，容易产生沉淀。
在设计防腐涂料配方时，希望涂料在低剪切下提供高黏度，有利于颜填料的防沉；在受到高剪切后，能保证涂料在高剪切施工条件下（无气喷涂、辊涂、刷涂）有很好的施工性，这就需要涂料有很好的触变性。施工后还需要涂料黏度能快速恢复，具有抗流挂性［4］。要达到这些性能要求，流变剂的选择至关重要。
本文通过与传统有机膨润土和气相二氧化硅比较，研究了新型合成膨润土对防腐涂料贮存稳定性、黏度和抗流挂性的影响。
1· 实验部分
1.1 原材料与仪器
原材料：环氧树脂，石英粉，分散剂，消泡剂，二甲苯，异丁醇，胺加成固化剂，流变助剂：A（新型合成膨润土）、B（有机改性天然膨润土）、C（气相二氧化硅）。
仪器：高速分散机，流变仪（Brookfield DVII+Pro），玻璃瓶，烘箱，流挂仪等。
1.2 配方及实验方法
涂料配方见表1。为简化配方，颜填料全部采用800 目石英粉。
按配方分别制备含有流变剂A、B、C 及空白的样品。样品制备采用高速分散，剪切速度设定在1 m/s，分散10 min。然后测试贮存稳定性、黏度以及抗流挂性。
2 ·结果与讨论
流动是液体涂料最重要的特性之一，它决定涂料的使用性和施工性。黏度是描述流动特性的一个主要参数。颜料的沉降和涂料的流挂主要受到黏度的影响。流变剂通过改变涂料黏度来改善沉降和流挂。根据斯托克斯定律，颜料的沉降和涂料的流挂与涂料黏度有如下关系：
贮存稳定性测试结果见图1。由图1 可见：使用A 流变剂制备的环氧涂料贮存稳定性最好，石英粉在涂料中没有沉淀。C 流变剂次之，有少量分层。B 流变剂有比较严重的分层，但沉淀依旧松软。没有使用流变剂的涂料分层明显，且为硬沉淀。
按比例将基料和固化剂混合后，测试涂料在不同剪切速度下的黏度、触变性和抗流挂性，实验结果见表2。除了空白样外，A 流变剂在50 r/min 的高剪切条件下，黏度最低。对比5 r/min 和50 r/min 剪切条件下的黏度，可以看到A 流变剂的触变性最大，达到了6.3，优于B 流变剂和C 流变剂。抗流挂性测试结果显示，用A 流变剂制备的涂料抗流挂性可达625 μm，比B 流变剂高225 μm，比C 流变剂高175 μm。
从结构上分析，B 流变剂是片状结构（见图2），经过高速分散，在涂料中形成微小片状颗粒，片状微粒表面的季铵基团之间形成氢键，形成网络结构，起到触变效果［3］。而A 流变剂与B 流变剂不同，除了片状结构外，中间还掺杂了一定比例的柱状结构颗粒（见图3）。静态贮存时，片状微粒和柱状微粒表面的季铵基团共同形成三维立体网络的氢键，柱状颗粒分散在片状微粒之间，起到支撑的作用，这种结构类似于造房子，在面与面之间支起许多小柱，因此静态时A 流变剂的稳定性比B 流变剂更高，贮存稳定性更好。施工时受到剪切力作用，氢键被打破，同时这些柱状颗粒也会按流动方向定向排列（见图4），因而受到剪切力时，降黏效果更显著，触变性更大。剪切力消失后，一般来说氢键的恢复需要一定的时间，而这种柱状颗粒能很快地重新排列，因此A 流变剂的黏度恢复比B 流变剂更快，抗流挂性也更好。A 流变剂片状与柱状相结合的结构可以通过高倍电子显微镜得到验证（见图5）。
在实际生产中，我们会把膨润土制成预凝浆，充分发挥它的触变性。由于A 流变剂具有非常好的触变性，在高剪切力下黏度非常低，因此在制备过程中，可制备含量更高的预凝浆，这样可以起到节约生产成本的目的。
将A 流变剂和B 流变剂分别分散在二甲苯和乙二醇丁醚的混合溶剂中。发现相同用量时，A 流变剂的预凝胶黏度远小于B 流变剂（见图6）。
C 流变剂也是防腐涂料中常用的原料。但C 流变剂的堆积密度小，添加时容易造成扬尘，对环境、操作人员的健康有影响。与C 流变剂相比，A 流变剂体积只有其1/4，因此可以有效减少扬尘，添加更方便。
3 结语
兼有片状与柱状结构的合成膨润土流变剂对防腐涂料中的颜填料提供良好的贮存稳定性。施工时，受到高剪切力，黏度能迅速下降，有利于涂料的施工，并且该流变剂的触变性大，黏度恢复快，抗流挂性好。与传统的有机改性天然膨润土和气相二氧化硅相比优势明显，是防腐涂料理想的流变剂。
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