CN109439158A - 一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分为重量份数100％固体含量六亚甲基二异氰酸酯固化剂；所述B组分包括以下重量份数的组分：仲氨基聚合物40～50份，分散剂0.3～0.5份，消泡剂0.3～0.5份，触变剂0.8～1份，偶联剂3～5份，钛白粉7～10份，绢云母7～10份，玻璃粉23～42份；所述A组分和所述B组分的重量比为27∶100～34∶100。本发明的有益效果为：本发明所述无溶剂聚脲耐候防腐涂料能够用于地上钢质储罐外壁、非保温钢质架空管道外表面。具有低温柔韧性好，与被涂敷物表面超强的粘结力；足够的耐磨蚀硬度、超强的抗紫外光老化性能和耐盐雾性能；固体含量达98％以上，可固化反应的环境温度区间大；无需加入固化剂促进剂即可快速固化反应；厚涂不流挂的特性。
Description
技术领域
本发明涉及油气管道防腐技术领域，具体而言，涉及一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料及制备方法。
背景技术
为减缓日益严重的大气环境对地上钢质储罐、非保温钢质架空管道金属基体的腐蚀，防止由腐蚀导致的泄漏事故的发生，防腐性能优良、施工性好的防腐蚀涂料成为了最主要的防护手段。国内、外钢质地上储罐外壁、非保温钢质架空管道外表面一般采用的防腐涂层结构为环氧底漆+环氧云铁中间漆+耐候型防腐面漆复合结构，耐候性防腐面漆主要为溶剂型丙烯酸聚氨酯涂料或交联氟碳涂料。这两种面漆，涂料的固含量一般都在50％～60％；环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆也都是溶剂型涂料，该种复合结构涂层的施工比较复杂，施工难度较高；在实际的施工过程中，如果大面积涂敷，每道漆膜涂装的间隔时间很难控制在规定的时间范围内，造成前、后两道漆膜的粘接力不能满足要求，从而影响整个涂层的附着力；溶剂型涂料固体含量低，一次涂刷形成的成膜物薄，需要多道涂装才能达到规定的厚度；含有大量挥发性有机溶剂，施工过程中对人员和环境的危害较大。
申请号为201310299625.8的中国专利申请公布了一种储罐用无溶剂聚氨酯耐候防腐涂料，其A组分成膜树脂是含仲羟基的聚酯聚醚多元醇。因结构中含有醚健，长期阳光照射易断链，耐候性较差；仲羟基的聚酯聚醚多元醇在与多异氢酸酯聚合物固化剂反应时，速度较慢，需加入固化促进剂，否则， A组分中的微量水份和空气中的潮气会先与多异氢酸酯发生反应，使固化后的涂层中包含较多的气泡；即使固化剂中加入固化促进剂，也不能完全阻止多异氢酸酯和水、潮气的反应，涂层固化后，还会存在一定数量的气泡，从而影响整个涂层的机械性能和防腐性能，所以至今在国内没有推广应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料，具有低温柔韧性好，与被涂敷物表面超强的粘结力，足够的耐磨蚀硬度，超强的抗紫外光老化性能和耐盐雾性能，可固化反应的环境温度区间大，无需加入固化剂促进剂即可快速固化反应，厚涂不流挂的特性。
本发明提供了一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料，由A组分和B组分组成：
所述A组分为重量份数100％固体含量六亚甲基二异氰酸酯固化剂；
所述B组分包括以下重量份数的组分：仲氨基聚合物40～50份，分散剂 0.3～0.5份，消泡剂0.3～0.5份，触变剂0.8～1份，偶联剂3～5份，钛白粉7～10 份，绢云母7～10份，玻璃粉23～42份；
所述A组分和所述B组分的重量比为27∶100～34∶100。
作为本发明的进一步改进，所述B组分包括以下重量份数的组分：仲氨基聚合物42～50份，分散剂0.3～0.5份，消泡剂0.3～0.4份，触变剂0.8～0.9份，偶联剂3～5份，钛白粉7～10份，绢云母7～10份，玻璃粉23～40份。
作为本发明的进一步改进，所述A组分和所述B组分的重量比为 28∶100～33.4∶100。
作为本发明的进一步改进，所述仲氨基聚合物是通过胺基当量为 277g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物和胺基当量为333g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物按照82.8∶17.2的重量比混合配得。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂为丙烯酸酯类分散剂，消泡剂为有机硅油类消泡剂，触变剂为超细气相二氧化硅粉料，所述偶联剂为端基带有环氧基的偶联剂，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
作为本发明的进一步改进，所述绢云母和所述玻璃粉的粒径均为800目。
本发明提供了一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料制备方法，该方法包括：
步骤1、在配料罐中按照比例依次加入仲氨基聚合物、分散剂、消泡剂和触变剂，以1000转/分钟的搅拌速度搅拌15～20分钟，搅拌均匀后将搅拌速度降至200转/分钟；
步骤2、再向配料罐中依次加入偶联剂、钛白粉、绢云母和玻璃粉，以 400～500转/分钟的搅拌速度搅拌35～50分钟；
步骤3、采用砂磨机对制得的混合物进行研磨，并在研磨过程中对混合物的细度进行测试，直至细度达到100μm以下时停止研磨得到B组分；
步骤4、对A组分和B组分按照比例单独进行包装即得无溶剂聚脲耐候防腐涂料，所述A组分为固体含量100％的六亚甲基二异氰酸酯固化剂。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3选用刮板细度计对细度予以测试。
本发明的有益效果为：本发明所述无溶剂聚脲耐候防腐涂料能够用于地上钢质储罐外壁、非保温钢质架空管道外表面。具有低温柔韧性好，与被涂敷物表面超强的粘结力；足够的耐磨蚀硬度、超强的抗紫外光老化性能和耐盐雾性能；固体含量达98％以上，可固化反应的环境温度区间大；无需加入固化剂促进剂即可快速固化反应；厚涂不流挂的特性。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
本发明实施例所述的是一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料，由A组分和B组分组成：
所述A组分为固体含量100％的六亚甲基二异氰酸酯固化剂；
所述B组分包括以下重量份数的组分：仲氨基聚合物40～50份，分散剂 0.3～0.5份，消泡剂0.3～0.5份，触变剂0.8～1份，偶联剂3～5份，钛白粉7～10 份，绢云母7～10份，玻璃粉23～42份；
所述A组分和所述B组分的重量比为27∶100～34∶100。
进一步的，所述B组分包括以下重量份数的组分：仲氨基聚合物42～50 份，分散剂0.3～0.5份，消泡剂0.3～0.4份，触变剂0.8～0.9份，偶联剂3～5份，钛白粉7～10份，绢云母7～10份，玻璃粉23～40份。
进一步的，所述A组分和所述B组分的重量比为28∶100～33.4∶100。
进一步的，所述仲氨基聚合物是通过胺基当量为277g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物和胺基当量为333g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物按照82.8∶17.2的重量比混合配得。
进一步的，所述分散剂为丙烯酸酯类分散剂，消泡剂为有机硅油类消泡剂，触变剂为超细气相二氧化硅粉料，所述偶联剂为端基带有环氧基的偶联剂，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
进一步的，所述绢云母和所述玻璃粉的粒径均为800目。
本发明所述的无溶剂聚脲耐候防腐涂料反应机理是仲胺基聚合物组份 (-NH)和六亚甲基二异氢酸酯(-NCO)固化剂固化交联。B组分的成膜树脂采用的是聚天门冬氨酸酯仲胺基聚合物，该聚合物是通过脂肪族二胺与马来酸二烷基酯在有机锡的催化下，进行迈克尔加成反应而得到的产物，分子结构中不含有醚健及发色基团，化学结构稳定，该聚合物树脂搭配脂肪族异氢酸酯具备优异的耐候性能及力学性能，能在-40℃～+70℃的环境温度范围内反应。胺基当量为277g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物和胺基当量为 333g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物按照82.8∶17.2的重量比混配，在提高涂层韧性、耐盐雾性能和紫外光老化性能的同时，可提高固化产物的硬度。由于该种聚合物树脂的粘度低，分子结构中的仲胺基不含有醚健及发色基团，其与六亚甲基二异氰酸酯固化剂反应速度远快于羟基聚合物与水的反应速度，故该种组分中不需添加除水剂、促进剂、紫外光吸收剂。
聚合物组分中触变剂的作用是防止涂层固化时产生流挂，分散剂的作用是提高涂料生产搅拌过程中粉料的均匀分散性，消泡剂的作用是提高涂层的流平和消泡，偶联剂的作用是固化后增加与被涂面的附着力，绢云母则提高涂层的抗水渗透性，玻璃粉提高涂层的耐磨性。固化剂采用固体含量100％的六亚甲基二异氰酸酯固化剂，可提高涂料的固化速度，增强涂层耐紫外光性能、耐盐雾性能和机械性能。
本发明实施例所述的是一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料制备方法，该方法包括：
步骤1、在配料罐中按照比例依次加入仲氨基聚合物、分散剂、消泡剂和触变剂，以1000转/分钟的搅拌速度搅拌15～20分钟，搅拌均匀后将搅拌速度降至200转/分钟；
步骤2、再向配料罐中依次加入偶联剂、钛白粉、绢云母和玻璃粉，以 400～500转/分钟的搅拌速度搅拌35～50分钟；
步骤3、采用砂磨机对制得的混合物进行研磨，并在研磨过程中对混合物的细度进行测试，直至细度达到100μm以下时停止研磨，得到B组分；
步骤4、对A组分和B组分按照比例单独进行包装即得无溶剂聚脲耐候防腐涂料，所述A组分为固体含量100％的六亚甲基二异氰酸酯固化剂。本实施例中A组分是直接购买的200L的六亚甲基二异氰酸酯固化剂(HDI三聚体)，在对A组分进行包装全需要对其进行检查，判断其有无絮凝产物，并对其进行搅拌，检查底部有无硬结沉降物，无以上述现象，才能按比例进行分装。
进一步的，所述步骤3选用刮板细度计对细度予以测试。
实施例1
(1)A组分的制备：对直接购买的200L包装的HDI三聚体(进口)进行开盖检查，目测观察是否清亮，有无絮凝产物，进行搅拌，检查底部有无硬结沉降物，如有上述现象，做标记统一放置进行退换，无上述现象，按比例进行分包。得到A组分；
(2)B组分的制备：在配料罐中按配方依次加入仲胺基聚合物42份，分散剂0.3份，消泡剂0.3份，触变剂0.8份，搅拌15～20分钟，搅拌速度 1000转/分钟，搅拌均匀后，放慢搅拌速度，搅拌速度200转/分钟，依次加入偶联剂3份，钛白粉7份，云母粉7，玻璃粉39.6份，提高搅拌速度，转速 400～500转/分钟，搅拌35～40分钟，然后用砂磨机进行研磨，研磨过程中，采用刮板细度计进行细度测试。细度在100μm以下，放料按比例包装；细度在100μm以上，抽回砂磨机再进行研磨，直至细度达到要求，放料按比例包装，得到B组份。
(3)A组份、B组份重量配比按，A:B＝28:100。
实施例1的无溶剂聚脲耐候防腐涂料的性能指标
实施例2
(1)A组分的制备：对直接购买的200L包装的HDI三聚体(进口)进行开盖检查，目测观察是否清亮，有无絮凝产物，进行搅拌，检查底部有无硬结沉降物，如有上述现象，做标记统一放置进行退换，无上述现象，按比例进行分包。得到A组分；
(2)B组分的制备：在配料罐中按配方依次加入仲胺基聚合物46份，分散剂0.4份，消泡剂0.4份，触变剂0.9份，搅拌15～20分钟，搅拌速度 1000转/分钟，搅拌均匀后，放慢搅拌速度，搅拌速度200转/分钟，依次加入偶联剂5份，钛白粉9份，云母粉9.8，玻璃粉28.5份，提高搅拌速度，转速 400～500转/分钟，搅拌35～40分钟，然后用砂磨机进行研磨，研磨过程中，采用刮板细度计进行细度测试。细度在100μm以下，放料按比例包装；细度在100μm以上，抽回砂磨机再进行研磨，直至细度达到要求，放料按比例包装，得到B组份。
(3)A组份、B组份重量配比按，A:B＝31:100。
实施例2的无溶剂聚脲耐候防腐涂料的性能指标
实施例3
(1)A组分的制备：对直接购买的200L包装的HDI三聚体(进口)进行开盖检查，目测观察是否清亮，有无絮凝产物，进行搅拌，检查底部有无硬结沉降物，如有上述现象，做标记统一放置进行退换，无上述现象，按比例进行分包。得到A组分；
(2)B组分的制备：在配料罐中按配方依次加入仲胺基聚合物50份，分散剂0.5，消泡剂0.4份，触变剂1份，搅拌15～20分钟，搅拌速度1000 转/分钟，搅拌均匀后，放慢搅拌速度，搅拌速度200转/分钟，依次加入偶联剂4.5份，钛白粉10份，云母粉10，玻璃粉23.6份，提高搅拌速度，转速 400～500转/分钟，搅拌35～40分钟，然后用砂磨机进行研磨，研磨过程中，采用刮板细度计进行细度测试。细度在100μm以下，放料按比例包装；细度在100μm以上，抽回砂磨机再进行研磨，直至细度达到要求，放料按比例包装，得到B组份。
(3)A组份、B组份重量配比按，A:B＝33.4:100。
实施例3的无溶剂聚脲耐候防腐涂料的性能指标
在3次试验过程中，实施例1、实施例2、实施例3所提供的涂料，制备得到的涂层表面平整、光滑、无气泡；涂层断面孔隙率1级，与其它类耐候涂料相比断层气泡明显减少；该涂料施工简便，柔韧性、耐磨性、硬度、耐紫外光老化性能和耐盐雾性能良好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)
1.一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料，其特征在于，由A组分和B组分组成，
所述A组分为固体含量100％的六亚甲基二异氰酸酯固化剂；
所述B组分包括以下重量份数的组分：仲氨基聚合物40～50份，分散剂0.3～0.5份，消泡剂0.3～0.5份，触变剂0.8～1份，偶联剂3～5份，钛白粉7～10份，绢云母7～10份，玻璃粉23～42份；
所述A组分和所述B组分的重量比为27∶100～34∶100。
2.根据权利要求1所述的无溶剂聚脲耐候防腐涂料，其特征在于，所述B组分包括以下重量份数的组分：仲氨基聚合物42～50份，分散剂0.3～0.5份，消泡剂0.3～0.4份，触变剂0.8～0.9份，偶联剂3～5份，钛白粉7～10份，绢云母7～10份，玻璃粉23～40份。
3.根据权利要求1所述的无溶剂聚脲耐候防腐涂料，其特征在于，所述A组分和所述B组分的重量比为28∶100～33.4∶100。
4.根据权利要求1所述的无溶剂聚脲耐候防腐涂料，其特征在于，所述仲氨基聚合物是通过胺基当量为277g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物和胺基当量为333g/mol的聚天门冬氨酸酯仲氨基聚合物按照82.8∶17.2的重量比混合配得。
5.根据权利要求1所述的无溶剂聚脲耐候防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为丙烯酸酯类分散剂，消泡剂为有机硅油类消泡剂，触变剂为超细气相二氧化硅粉料，所述偶联剂为端基带有环氧基的偶联剂，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
6.根据权利要求1所述的无溶剂聚脲耐候防腐涂料，其特征在于，所述绢云母和所述玻璃粉的粒径均为800目。
7.一种无溶剂聚脲耐候防腐涂料制备方法，其特征在于，包括：
步骤1、在配料罐中按照比例依次加入仲氨基聚合物、分散剂、消泡剂和触变剂，以1000转/分钟的搅拌速度搅拌15～20分钟，搅拌均匀后将搅拌速度降至200转/分钟；
步骤2、再向配料罐中依次加入偶联剂、钛白粉、绢云母和玻璃粉，以400～500转/分钟的搅拌速度搅拌35～50分钟；
步骤3、采用砂磨机对制得的混合物进行研磨，并在研磨过程中对混合物的细度进行测试，直至细度达到100μm以下时停止研磨，得到B组分；
步骤4、对A组分和B组分按照比例单独进行包装即得无溶剂聚脲耐候防腐涂料，所述A组分为固体含量100％的六亚甲基二异氰酸酯固化剂。
8.根据权利要求7所述的无溶剂聚脲耐候防腐涂料制备方法，其特征在于，所述步骤3选用刮板细度计对细度予以测试。
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