1. 引言

环氧树脂在复合材料和涂料领域的应用仅次于电子封装。纤维增强聚合物（FRP）复合材料采用环氧树脂作为基体，通过手糊、拉挤、缠绕、模压等工艺成型，广泛用于航空航天、风电叶片、压力容器、体育器材等领域。环氧地坪与防腐涂料则用于工业厂房地面、化工设备防腐、钢结构防护等场景。东莞市蒂森新材料有限公司SEP系列环氧色浆在FRP复合材料和环氧地坪防腐体系中具有成熟的应用经验。本文通过碳纤维缠绕成型、环氧自流平地坪、钢结构防腐涂料三个典型案例，介绍SEP色浆的应用参数与工艺要点。

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图1 大型压力容器碳纤维缠绕成型，环氧基体着色需满足耐候和力学性能要求

2. 技术特点与机理

FRP复合材料用环氧树脂通常采用双酚A型或酚醛型环氧，配合胺类或酸酐类固化剂。环氧基体在复合材料中承担传递载荷、保护纤维和提供耐候性的作用。色浆添加到环氧基体中，不仅起着色作用，还可能影响树脂的粘度、凝胶时间和固化物力学性能。SEP色浆采用与环氧结构相近的载体树脂，添加量5%时树脂粘度增加率≤15%，弯曲强度下降≤3%，层间剪切强度下降≤5%。

环氧地坪涂料通常采用双酚A型环氧/聚酰胺固化剂体系，分为底涂、中涂和面涂三层。面涂层对色浆的耐候性、耐磨性和遮盖力要求较高。SEP色浆采用耐候级颜料（如金红石型钛白粉、酞菁蓝/绿、氧化铁红/黄），在QUV老化1000小时后色差ΔE≤3.0，满足工业地坪耐候要求。

3. 应用案例1：碳纤维缠绕压力容器

碳纤维缠绕成型是制造高压气瓶、储氢罐、管道等压力容器的主要工艺。碳纤维浸渍环氧树脂后按设计线型缠绕到内衬上，经加热固化形成复合材料壳体。环氧基体通常采用双酚A型环氧（E-51）/甲基四氢苯酐（MeTHPA）体系，或采用专用缠绕树脂（如Hexion Epon 828）。

配方与工艺参数：

表1 碳纤维缠绕环氧基体配方与工艺参数

工艺要点：（1）色浆先与环氧树脂在40-50℃下搅拌均匀，再加入固化剂和促进剂，避免色浆与固化剂直接接触；（2）胶液使用前应过100目筛网过滤，防止颜料团聚体堵塞浸胶槽；（3）缠绕过程中胶槽温度控制在25-35℃，保持粘度稳定；（4）SEP色浆中的颜料耐温≥200℃，在120℃固化阶段不迁移、不渗色；（5）固化后复合材料层间剪切强度≥50 MPa（GB/T 1450.1-2005），弯曲强度≥800 MPa（GB/T 1449-2005）。

图2 碳纤维缠绕圆管成品，环氧基体着色均匀，表面光滑无浮色

4. 应用案例2：环氧自流平地坪

环氧自流平地坪广泛用于电子厂房、食品车间、医院、地下车库等对地面平整度和洁净度要求高的场所。地坪涂料通常采用双酚A型环氧/聚酰胺或改性胺固化剂体系，分为底涂（封闭基层）、中涂（找平增强）和面涂（自流平面层）三层。

面涂配方与工艺参数：

表2 环氧自流平面涂参考配方

施工工艺：（1）基层处理：打磨清理，含水率≤8%，强度≥C25；（2）底涂：环氧底涂辊涂一遍，用量0.2-0.3 kg/m²；（3）中涂：环氧中涂刮涂1-2遍，用量1.0-1.5 kg/m²，干后打磨；（4）面涂：A/B组分按比例混合，加入SEP色浆搅拌均匀，静置脱泡5分钟后镘涂或自流平，用量1.5-2.0 kg/m²，厚度1-2 mm；（5）养护：25℃下24小时可行人，7天完全固化。

性能要求：面涂光泽≥85%（60°角，GB/T 9754-2007），附着力≥3 MPa（GB/T 5210-2006），耐磨性≤0.03 g（750g/500r，GB/T 1768-2006），铅笔硬度≥2H（GB/T 6739-2006）。

图3 工人在工业车间用滚筒施工黄色环氧自流平地坪，SEP色浆着色均匀、流平性好

5. 应用案例3：钢结构环氧防腐涂料

钢结构防腐涂料用于桥梁、港口机械、化工管道、储罐等钢结构的防腐保护。环氧防腐涂料通常采用双酚A型环氧/聚酰胺固化剂体系，添加防锈颜料（如磷酸锌、三聚磷酸铝）和体质颜料（如滑石粉、沉淀硫酸钡）。

配方与工艺参数：

表3 钢结构环氧防腐涂料参数

工艺要点：（1）钢结构表面喷砂处理至Sa2.5级（GB/T 8923.1-2011），粗糙度40-75 μm；（2）SEP色浆与防锈颜料同时加入，高速分散20-30分钟至细度≤40 μm（GB/T 1724-1979）；（3）采用无气喷涂，压力比32:1，喷嘴0.43-0.53 mm；（4）复涂间隔：最短4小时（25℃），最长7天，超期需拉毛处理。

性能要求：附着力≥5 MPa（GB/T 5210-2006），耐盐雾≥1000小时（GB/T 1771-2007，划线处扩蚀≤2mm），耐冲击≥50 cm（GB/T 1732-1993），柔韧性≤2 mm（GB/T 1731-1993）。

图4 绿色环氧自流平地坪成品，表面光亮平整，颜色均匀无浮色发花

6. 关键选型参数与使用建议

表4 不同复合材料与涂料场景的SEP色浆选型指南

使用建议：（1）FRP复合材料中色浆添加量不宜超过5%，以免降低纤维浸润性和层间剪切强度；（2）地坪面涂中色浆应与填料同时分散，确保颜料与填料均匀混合，避免浮色发花；（3）防腐涂料中应避免使用含铜、汞等重金属颜料，SEP色浆均符合RoHS要求；（4）户外使用的FRP制品和地坪应选用耐候级颜料色浆，避免使用有机红（如永固红）等易褪色颜料。

7. 结论

SEP系列环氧色浆在碳纤维缠绕压力容器、环氧自流平地坪、钢结构防腐涂料等FRP复合材料和涂料场景中具有良好的工艺适配性。关键在于根据成型工艺（缠绕/拉挤/手糊/喷涂）和性能要求（耐候/防腐/力学）选择合适的色浆类型和添加量，并确保色浆与树脂体系充分分散，可获得颜色均匀、性能稳定的复合材料和涂层制品。

8. FAQ

Q1：环氧地坪施工后出现浮色发花是什么原因？

A：浮色发花通常由颜料密度差异导致的贝纳德漩涡引起。建议：（1）选用SEP色浆中经过表面处理的耐候级颜料；（2）添加0.1-0.3%有机硅流平剂降低表面张力梯度；（3）适当提高中涂厚度，减少面涂颜料迁移空间。

Q2：碳纤维缠绕制品表面颜色不均匀怎么办？

A：可能原因是胶液中颜料沉降或缠绕张力不均。建议：（1）胶液使用前搅拌均匀，胶槽保持低速循环；（2）色浆先与树脂预混后过100目筛；（3）控制缠绕张力均匀，避免局部富胶或缺胶。

Q3：环氧防腐涂料耐盐雾不合格与色浆有关吗？

A：色浆本身不直接影响耐盐雾性能，但如果色浆中含有水溶性杂质或分散剂选择不当，可能降低涂层致密性。SEP色浆采用疏水型分散剂，不影响涂层耐盐雾性能。耐盐雾主要取决于防锈颜料和树脂体系。

Q4：拉挤成型工艺中色浆添加量上限是多少？

A：拉挤成型速度快、固化温度高（150-180℃），色浆添加量建议不超过6%。过量色浆可能增加树脂粘度，影响纤维浸润，并在高温固化时出现颜料迁移。SEP色浆耐温≥260℃，适用于拉挤工艺。