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CN109321126B - 一种无溶剂重防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

一种无溶剂重防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无溶剂重防腐涂料及其制备方法，属于防腐涂料制备技术领域。本发明的无溶剂重防腐涂料，包括：A组分和B组分，A组分主要包括：液体聚酰胺树脂、液体环氧树脂、液体加氢石油树脂和霞石粉；B组分主要包括：液体环氧树脂、片状晶型云母氧化铁红和C12‑14醇缩水甘油醚。本发明的无溶剂重防腐涂料固含≥95％，环境友好，并可在潮湿基体表面直接涂装施工，单道成膜厚度超过1000um，涂膜固化后具备优异的防腐性能，可长期用于CX极端海洋腐蚀环境下对钢材、混凝土的腐蚀防护。

Description

一种无溶剂重防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料制备技术领域，具体涉及一种无溶剂重防腐涂料及其制备方法。
背景技术
重防腐涂料是防腐涂料中防护能力最强的涂料，具有广泛的应用领域。传统重防腐涂料对基材表面处理的要求比较高，当施工环境的湿度较高，或基材表面发生凝露时，涂料与基材之间的附着力变差，并且导致氨基基团提前消耗，导致涂层内部基团失衡，防腐蚀能力大幅下降。此外，传统重防腐涂料含有大量溶剂，生产和使用过程中挥发VOC，污染空气。
目前比较被看好的环境友好型涂料，如水性涂料、粉末涂料、光固化涂料，但是这些涂料在防腐性能、能耗或可操作等方面还未取得实质性的突破，水性涂料防腐性能差，粉磨涂料成膜能耗高，光固化涂料不适于重防腐领域。无溶剂涂料由于没有了溶剂的挥发通道，且有了厚膜的超强屏蔽效益，既没有害物质排放，又有优异地防护能力，还可以满足舰船舱室潮湿表面大面积防腐施工要求，具有广阔的应用前景。现有的无溶剂防腐涂料主要依靠厚度提高屏蔽能力，防腐效果还有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种无溶剂重防腐涂料及其制备方法，以及解决现有环氧涂料在潮湿基体表面施工难、强腐蚀环境服役寿命短、VOC含量高、环境危害大的问题。本发明的无溶剂重防腐涂料属于厚浆型重防腐涂料，能够适用于CX极端海洋腐蚀环境，且能在潮湿钢铁表面或混凝土表面直接施工。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种无溶剂重防腐涂料，包括：A组分和B组分，A组分和B组分的质量比为100：(45-50)；其中，A组分主要包括：按重量份计的液体聚酰胺树脂20-30份、液体环氧树脂4-7份、液体加氢石油树脂4-6份和霞石粉50-68份；B组分主要包括：按重量份计的液体环氧树脂25-35份、片状晶型云母氧化铁红45-55份和C12-14醇缩水甘油醚6-8份。
本发明以液体聚酰胺树脂为主要成膜物质，并且提前在A组分中加入液体环氧树脂，提前引入环氧基团，增加了在施工时A组分与B组分的相溶性、从而避免涂层固化状态下活性基团无法有效接触、反应，以增加涂层交联密度，提前释放涂层内应力，提高漆膜对基材的附着能力。同时，本发明通过添加霞石粉，能够与B组份的片状晶型云母氧化铁红形成良好的层叠效应，形成有效地屏蔽层，提高涂层的耐腐蚀能力；并且由于霞石粉具有较低吸油量，还可大幅提高涂层的颜基比和PVC(填料体积浓度)，能够为涂层的高体积固体份、厚膜性提供保证。此外，本发明通过在A组分中加入液体加氢石油树脂，可为涂层提供耐水性、增韧的同时降低涂料粘度，方便于各种施工方式的使用。
本发明在B组分中加入片状晶型云母氧化铁红还能够与液体环氧树脂实现部分化学键合，改善液体环氧树脂和片状晶型云母氧化铁红间的相容性，并且增强涂层致密性和对基材的润湿能力，最终与基材之间具有高的界面结合力以及优异的耐阴极剥离能力。本发明通过在B组分中引入C12-14醇缩水甘油醚，大幅度降低了涂料粘度，保证涂料可以通过刷涂、辊涂甚至无气喷涂的施工能力，降低了施工难度，从而更有利于涂料的推广应用。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述液体聚酰胺树脂的胺值为290-350mgKOH/g。
本发明选择胺值在290-350mg KOH/g的液体聚酰胺树脂，其分子量小、粘度低，并且具有优异的湿固化能力，能够适应于湿度较高的环境。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述液体环氧树脂的环氧当量为170-210g/eq。
本发明选择环氧当量在170-210g/eq的液体环氧树脂，其具有较高的环氧值和较低的粘度，能够为涂层提供高的交联密度和良好施工性，具有优异的耐腐蚀性能。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述霞石粉的粒径为400目和800目伟晶岩矿型霞石粉中的一种或两种组合。
优选地，上述霞石粉的粒径为400目伟晶岩矿型霞石粉。更优选地，上述霞石粉的粒径为400目伟晶岩矿型霞石粉和800目伟晶岩矿型霞石粉的组合。本发明采用400目的粒径大小能够获得最好的屏蔽效果，并且通过添加800目伟晶岩矿型霞石粉对400目伟晶岩矿型霞石粉形成的空隙进行填充，能够进一步提高涂料的致密性。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述液体加氢石油树脂为吕格特公司的LA300、LA500的一种或两种。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述A组分还包括：按重量份计的偶联剂1-2份、流变助剂1-2份、分散剂0.2-0.6份和消泡剂0.04-0.2份。
本发明通过添加偶联剂将其作为表面处理剂，能够增加树脂对填料的浸润能力，减少涂层内部缺陷的形成，并增加涂层湿态附着力和抗阴极剥离能力。优选地，偶联剂为氨基硅烷偶联剂。
本发明通过在A组分中加入流变助剂，可以提高涂料贮存稳定性和施工抗流挂性，为涂料的长效稳定性和厚膜施工性进一步提供保障，提高产品品质。此外，本发明通过添加分散剂提高涂料的分散性能，有利于各组分材料的均匀混合，保证产品均一性；并且通过添加消泡剂消除涂料内部气泡，进一步减少涂层内部缺陷的形成。优选地，分散剂为聚氨酯类分散剂。优选地，消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述流变助剂为聚酰胺蜡、有机膨润土和气相二氧化硅中的一种或多种组合。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述B组分还包括：按重量份计的磷酸酯密着剂0.1-2份。
上述无溶剂重防腐涂料的制备方法，将A组分和B组分按照100：(45-50)的质量比混合制得。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述A组分包括：按重量份计的液体聚酰胺树脂20-30份、液体环氧树脂4-7份、液体加氢石油树脂4-6份、偶联剂1-2份、流变助剂1-2份、分散剂0.2-0.6份和消泡剂0.04-0.2份和霞石粉50-68份；B组分包括：按重量份计的液体环氧树脂25-35份、片状晶型云母氧化铁红45-55份、磷酸酯密着剂0.1-2份和C12-14醇缩水甘油醚6-8份；
制备方法包括：
(1)制备A组分：按照上述配比，在搅拌状态下向液体聚酰胺树脂中加入液体环氧树脂进行共混反应，分散处理后静置20-24h，再加入液体加氢石油树脂、偶联剂、流变助剂、分散剂、消泡剂和霞石粉，搅拌分散均匀后研磨，制得A组份；
(2)制备B组分：按照上述配比，将液体环氧树脂、片状晶型云母氧化铁红和磷酸酯密着剂混合，分散均匀后在120-135℃条件下研磨，待液体环氧树脂与片状晶型云母氧化铁红化学键合完成后加入C12-14醇缩水甘油醚，搅拌分散均匀，制得B组份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤(1)中，制备A组分的方法优选为：按照上述配比，在转速为400-600r/min的搅拌状态下向液体聚酰胺树脂中加入液体环氧树脂进行共混反应，分散处理后静置20-24h，再加入液体加氢石油树脂、偶联剂、流变助剂、分散剂、消泡剂和霞石粉，以700-900r/min的转速搅拌分散均匀后研磨至40-60μm的细度，制得A组份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，步骤(2)中，制备B组分的方法优选为：按照上述配比，将液体环氧树脂和片状晶型云母氧化铁红混合，然后加入磷酸酯密着剂，以700-900r/min的转速分散均匀后在120-135℃条件下研磨，研磨40-80min后每隔10分钟取样检测，待液体环氧树脂与填料化学键合完成后加入C12-14醇缩水甘油醚，以400-600r/min的转速搅拌分散均匀，制得B组份。
本发明具有以下有益效果：
本发明对原料进行严格筛选，并通过A、B组份分别磨浆，极大地提高了涂层的体积固含，同时增加涂层的填料体积浓度，PVC＞70％CPVC(临界填料体积浓度)，可满足刷涂、辊涂、无气喷涂等各种施工方式，单道成膜厚度可达1000μm。本发明的涂料将树脂同填料进行化学键合后可以大幅度提高漆膜的致密程度和附着力，涂层性能优异，耐冲击性能≥50cm·kg，耐3％NaCl盐水≥5000h，耐中性盐雾≥5000h，耐阴极剥离(65℃，-1.5V，48h)≤6mm，为钢结构长期在CX极端海洋腐蚀环境中服役提供保障。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的无溶剂重防腐涂料组分见表1。
表1
Figure BDA0001832099110000051
Figure BDA0001832099110000061
本实施例的无溶剂重防腐涂料的制备方法包括：
(1)制备A组分：室温下，按表1用量将液体聚酰胺树脂泵入反应釜并进行500r/min搅拌，缓慢加入液体环氧树脂进行共混反应，分散2h，静置22h。依次加入液体加氢石油树脂，氨基硅烷偶联剂，流变助剂，聚氨酯类分散剂，聚硅氧烷消泡剂，霞石粉，800r/min分散均匀后泵入砂磨机研磨至细度50μm，出料，即可得到A组份，保存备用。
(2)制备B组分：将液体环氧树脂和片状晶型云母氧化铁红泵入反应釜，加入磷酸酯密着剂，800r/min搅拌分散均匀后泵入研磨机，控制温度130℃条件下，超高速研磨1h后每隔10分钟取样检测，树脂与填料化学键合完成后泵入反应釜，加入C12-14醇缩水甘油醚，500r/min搅拌分散均匀，出料，即可得到B组份，保存备用。
(3)将制得的A组分与B组分，按照重量比为100:45混合，搅拌15min后，得到本发明的无溶剂重防腐涂料。
实施例2：
本实施例的无溶剂重防腐涂料组分见表2。
表2
Figure BDA0001832099110000062
Figure BDA0001832099110000071
本实施例的无溶剂重防腐涂料的制备方法包括：
(1)制备A组分：室温下，按表1用量将液体聚酰胺树脂泵入反应釜并进行500r/min搅拌，缓慢加入液体环氧树脂进行共混反应，分散2h，静置22h。依次加入液体加氢石油树脂，氨基硅烷偶联剂，流变助剂，聚氨酯类分散剂，聚硅氧烷消泡剂，霞石粉，800r/min分散均匀后泵入砂磨机研磨至细度50μm，出料，即可得到A组份，保存备用。
(2)制备B组分：将液体环氧树脂和片状晶型云母氧化铁红泵入反应釜，加入磷酸酯密着剂，800r/min搅拌分散均匀后泵入研磨机，控制温度130℃条件下，超高速研磨1h后每隔10分钟取样检测，树脂与填料化学键合完成后泵入反应釜，加入C12-14醇缩水甘油醚，500r/min搅拌分散均匀，出料，即可得到B组份，保存备用。
(3)将制得的A组分与B组分，按照重量比为100:50混合，搅拌15min后，得到本发明的无溶剂重防腐涂料。
实施例3：
本实施例的无溶剂重防腐涂料组分见表3。
表3
Figure BDA0001832099110000081
本实施例的无溶剂重防腐涂料的制备方法包括：
(1)制备A组分：室温下，按表1用量将液体聚酰胺树脂泵入反应釜并进行500r/min搅拌，缓慢加入液体环氧树脂进行共混反应，分散2h，静置22h。依次加入液体加氢石油树脂，氨基硅烷偶联剂，流变助剂，聚氨酯类分散剂，聚硅氧烷消泡剂，霞石粉，800r/min分散均匀后泵入砂磨机研磨至细度50μm，出料，即可得到A组份，保存备用。
(2)制备B组分：将液体环氧树脂和片状晶型云母氧化铁红泵入反应釜，加入磷酸酯密着剂，800r/min搅拌分散均匀后泵入研磨机，控制温度120℃条件下，超高速研磨1h后每隔10分钟取样检测，树脂与填料化学键合完成后泵入反应釜，加入C12-14醇缩水甘油醚，500r/min搅拌分散均匀，出料，即可得到B组份，保存备用。
(3)将制得的A组分与B组分，按照重量比为100:46混合，搅拌15min后，得到本发明的无溶剂重防腐涂料。
实施例4：
本实施例的无溶剂重防腐涂料组分见表4。
表4
Figure BDA0001832099110000091
本实施例的无溶剂重防腐涂料的制备方法包括：
(1)制备A组分：室温下，按表1用量将液体聚酰胺树脂泵入反应釜并进行500r/min搅拌，缓慢加入液体环氧树脂进行共混反应，分散2h，静置22h。依次加入液体加氢石油树脂，氨基硅烷偶联剂，流变助剂，聚氨酯类分散剂，聚硅氧烷消泡剂，霞石粉，800r/min分散均匀后泵入砂磨机研磨至细度50μm，出料，即可得到A组份，保存备用。
(2)制备B组分：将液体环氧树脂和片状晶型云母氧化铁红泵入反应釜，加入磷酸酯密着剂，800r/min搅拌分散均匀后泵入研磨机，控制温度135℃条件下，超高速研磨1h后每隔10分钟取样检测，树脂与填料化学键合完成后泵入反应釜，加入C12-14醇缩水甘油醚，500r/min搅拌分散均匀，出料，即可得到B组份，保存备用。
(3)将制得的A组分与B组分，按照重量比为100:50混合，搅拌15min后，得到本发明的无溶剂重防腐涂料。
试验例
对上述实施例1-4制得的涂料进行性能测试，检测结果见表5。
表5
Figure BDA0001832099110000101
从表5可以看出，本发明的无溶剂重防腐涂料在钢铁基材表面具有优异地施工性，涂层固化后防腐性能，完全满足CX极端海洋腐蚀环境条件下对基材的防腐蚀保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无溶剂重防腐涂料，其特征在于，包括：A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为100：（45-50）；其中，
所述A组分主要包括：按重量份计的液体聚酰胺树脂20-30份、液体环氧树脂4-7份、液体加氢石油树脂4-6份、霞石粉50-68份、偶联剂1-2份、流变助剂1-2份、分散剂0.2-0.6份和消泡剂0.04-0.2份，所述霞石粉的粒径为400目和800目伟晶岩矿型霞石粉中的一种或两种组合，所述液体聚酰胺树脂的胺值为290-350mg KOH/g，所述液体环氧树脂的环氧当量为170-210g/eq；
所述B组分主要包括：按重量份计的液体环氧树脂25-35份、片状晶型云母氧化铁红45-55份、C12-14醇缩水甘油醚6-8份和磷酸酯密着剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的无溶剂重防腐涂料，其特征在于，所述液体加氢石油树脂为吕格特公司的LA300、LA500的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的无溶剂重防腐涂料，其特征在于，所述流变助剂为聚酰胺蜡、有机膨润土和气相二氧化硅中的一种或多种组合。
4.权利要求1-3任一项所述的无溶剂重防腐涂料的制备方法，其特征在于，将A组分和B组分按照100：（45-50）的质量比混合制得。
5.根据权利要求4所述的无溶剂重防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
（1）制备A组分：按照上述配比，在搅拌状态下向液体聚酰胺树脂中加入液体环氧树脂进行共混反应，分散处理后静置20-24h，再加入液体加氢石油树脂、偶联剂、流变助剂、分散剂、消泡剂和霞石粉，搅拌分散均匀后研磨，制得A组份；
（2）制备B组分：按照上述配比，将液体环氧树脂、片状晶型云母氧化铁红和磷酸酯密着剂混合，分散均匀后在120-135℃条件下研磨，待所述液体环氧树脂与所述片状晶型云母氧化铁红化学键合完成后加入C12-14醇缩水甘油醚，搅拌分散均匀，制得B组份。
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