金属腐蚀现象遍及人类生产活动中各个领域,给国民经济带来巨额损失,涂覆防腐涂料操作高效简单,成本较低,是应用最为广泛的防腐措施。其中无溶剂环氧防腐涂料生产使用过程中不挥发有机溶剂,符合“环境友好型发展”方向。但无溶剂环氧防腐涂料,交联固化时体积收缩产生的巨大内应力得不到释放,会导致涂层的附着力变差,使得涂层在使用过程中容易脱落,达不到防腐效果。本文主要针对不同偶联剂对涂层与铁基体之间附着力的影响展开研究,探究偶联剂作用机理,优选出适合涂料体系的偶联剂,并以双酚A环氧树脂为基料树脂,选择适当的固化剂、稀释剂、颜填料和助剂,制备无溶剂环氧防腐涂料。首先采用分子动力学模拟研究了Fe和Fe的氧化物与环氧树脂涂层界面结合能大小以及在Fe基体表面接枝不同偶联剂水解分子对体系结合能影响情况。研究发现当Fe表面生成氧化物时,涂层与基体界面结合能降低;加入Y官能团为酰基和氨基硅烷偶联剂水解分子的体系界面结合能最大。初步验证了硅烷偶联剂的作用机理:偶联剂分子水解后,一端与铁基体表面化学键合,另一端与树脂分子相互吸引并交联缠绕,增强Fe基体与环氧树脂的结合力。其次通过实验研究不同类型偶联剂的水解能力以及对涂层附着力的改良效果。发现氨基类硅烷偶联剂的水解能力最强,远高于其他类型偶联剂;并且加入氨基类硅烷偶联剂的涂层附着力最大。通过实验研究了加入四种氨基类硅烷偶联剂以及偶联剂不同处理方式对涂层性能影响情况,确定氨基硅烷偶联剂KH-540作为无溶剂环氧防腐涂料下附着力促进剂,并且以直接加入环氧树脂体系的方法参与固化成膜。通过红外光谱研究了偶联剂KH-540作用机理,发现硅烷偶联剂在固化成膜过程中向基体表面发生了迁移,并且与基体表面羟基作用,形成化学键连接,提高了铁基体与树脂界面粘结强度。最后对无溶剂环氧防腐涂料的配方展开研究,确定了稀释剂、助剂和颜填料的种类及添加量。最终配方为:环氧树脂为50%,增韧剂15%,消泡剂0.3%,活性稀释剂20%,玻璃鳞片13%,磷酸锌9%,沉淀硫酸钡5%,氧化铁13%,固化剂50%,硅烷偶联剂2%。