CN110643267A

CN110643267A - 一种薄涂型重防腐涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN110643267A
Application number: CN201911096387.4A
Authority: CN
Inventors: 魏金伯; 李至秦; 康瑞瑞; 李陈郭
Original assignee: XIAMEN SHUANGRUI SHIPBUILDING PAINT CO Ltd
Current assignee: XIAMEN SHUANGRUI SHIPBUILDING PAINT CO Ltd
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2020-01-03

Abstract

本发明涉及防腐涂料技术领域，特别涉及一种薄涂型重防腐涂料及其制备方法，其中，所述薄涂型重防腐涂料包括以下质量份的原料：复合树脂、分散剂、消泡剂、触变剂、玻璃鳞片、改性石墨烯浆料、特种功能填料、填料、溶剂、复合固化剂。采用本发明提供的薄涂型重防腐涂料，解决现有重防腐涂料高膜厚设计所带来的漆膜干燥时间慢，施工周期长，柔韧性不足，易出现开裂、剥落等涂层失效问题，应用于海洋环境下钢结构和混凝土工程的长效重防腐，改善现有重防腐涂料的高膜厚设计的漆膜弊病，极大降低施工成本、施工进度和减少涂料使用量降低挥发性有机物的排放。生产工艺简单、加工成本低，容易大规模商业化生产。

Description

一种薄涂型重防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防腐涂料技术领域，特别涉及一种薄涂型重防腐涂料及其制备方法。

背景技术

重防腐涂料在现代工业、能源、海洋工程等部门应用已非常广泛。主要体现在海上采油平台、海上风电、港口码头，桥梁、船舶等重防腐领域。由于重防腐涂层主要应用在环境恶劣、服役周期长和维修困难的设施及设备领域，致使该类型涂层设计膜厚均在几百微米以上，部分甚至高达2000μm。如JTS 153《水运工程结构耐久性设计标准》要求，用于潮差浪溅区20年防腐期效的涂层设计最小漆膜厚度为700μm；ISO12944-9-2017《海上建筑及相关结构用防护涂料体系和实验室性能测试方法》设计浪溅区最小漆膜厚度为600μm。在1000-2000μm的超高膜厚下，环氧涂料的施工往往采用刮涂的方式进行施工，施工效率较低。

目前重防腐涂料普遍存在由于膜厚较高导致涂层干燥时间慢，施工周期长，柔韧性不足，致使基材涂层局部应力高，在受到外力作用时，高膜厚涂层易出现开裂、剥落等涂层失效现象。并且厚膜化设计使得涂料消耗量较大，使得涂装成本居高不下，由此产生成本高、使用效率低等情况，并且高消耗量的重防腐涂料将产生大量挥发性有机物，对环境造成过度污染。根据国家近些年出台的环保法律法规，对涂料类的挥发性有机物提出严格标准，所以，目前市售的大部分重防腐涂料均满足不了日后环保的需求。

目前低膜厚重防腐涂料的研究主要集中在石墨烯材料改性重防腐涂料方向。Chang等制备的石墨烯/环氧树脂复合重防腐涂层具有疏水性和优异的防腐蚀作用，在干膜厚度150μm条件下测试耐盐雾性，耐盐雾性能可达2500h。美国陶氏化学与常州第六元素材料科技股份有限公司联合开发的石墨烯重防腐涂料，配套涂层其耐盐雾时间长达3000h以上。中科院宁波材料所研发石墨烯重防腐涂料，配套涂层耐盐雾通过5000h，以上介绍的国内外薄层化重防腐涂料产品，大部分应用领域为大气区，应用在海洋强腐蚀环境较少。

发明内容

为解决上述背景技术中提及的重防腐涂料的膜厚较高导致涂层干燥时间慢，柔韧性不足，致使基材涂层局部应力高，在受到外力作用时，高膜厚涂层易出现开裂、剥落导致涂层失效的问题，本发明提供一种薄涂型重防腐涂料，干膜厚度在200-300μm，可达到市售重防腐涂料性能效果。本发明涂料包括甲组分和乙组分；

其中，所述甲组分包括以下质量份的原料：

所述乙组分包括以下质量份的原料：

复合固化剂 30～60份

溶剂 10～20份。

在上述方案的基础上，进一步地，所述复合树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、环氧改性有机硅树脂中的一种或多种；

所述的复合树脂优选采用双酚A环氧树脂和环氧改性有机硅树脂的混合，其中，所述双酚A环氧树脂和环氧改性有机硅树脂质量比优选为1:1～8:1。

在上述方案的基础上，进一步地，所述改性石墨烯浆料中石墨烯分散体尺寸为1～100μm，比表面积为160～320m²/g，单层厚度为1～100nm，质量固含量为0.5％～10％，其中，所述单层厚度优选为10～100nm，质量固含量优选为5％～10％。

在上述方案的基础上，进一步地，所述分散剂为BYK110、BYK163、优卡710S中的一种或多种。

在上述方案的基础上，进一步地，所述消泡剂为有机硅聚合物，所述有机硅聚合物优选采用BYK A530、TEGO900、BYK-080A中的一种或多种。

在上述方案的基础上，进一步地，所述触变剂为聚酰胺蜡、有机膨润土、气相二氧化硅中的一种或多种。

在上述方案的基础上，进一步地，所述特种功能填料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种。

在上述方案的基础上，进一步地，所述复合固化剂为脂环胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、酚醛胺类固化剂中的一种或多种，其中，所述酚醛胺固化剂优选采用百盛Bs8041、Bs8003中的一种或多种，所述酯环胺固化剂优选采用百盛Bs8636、bs8519中的一种或多种，所述聚酰胺固化剂优选采用百盛Bs805、bs8328中的一种或多种。

在上述方案的基础上，进一步地，所述填料为滑石粉、三聚磷酸铝、重晶石粉、绢云母、铝粉浆中的一种或多种。

在上述方案的基础上，进一步地，所述溶剂为二甲苯、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。

本发明还提供一种所述薄涂型重防腐涂料的制备方法，包括以下甲组分和乙组分的制备方法：

所述甲组分的制备方法为：

步骤一、将复合树脂加入反应容器内混合并搅拌均匀，所述搅拌的转速优选为500-800rpm，优选为加入搅拌机中进行搅拌并达到均匀；

步骤二、边搅拌边将消泡剂、分散剂和溶剂加入反应容器内，所述搅拌的转速优选为500-800rpm，优选将反应容器内的反应物搅拌至分散均匀；

步骤三、将触变剂加入反应容器内进行搅拌分散，优选将反应容器内的反应物搅拌至分散均匀；

步骤四、加再向反应容器内入填料、特种功能填料、改性石墨烯浆料搅拌分散，所述搅拌的转速优选为2000-2500rpm，所述搅拌分散的时间优选为30-60分钟，检测细度≤80m；

步骤五、加入玻璃鳞片，进行搅拌分散，所述搅拌的转速优选为500-800rpm，所述搅拌分散的时间优选为10-15分钟，所述反应容器内反应物优选为呈均匀状态时，进行过滤、包装得到成品；

所述乙组分的制备方法为：

步骤一、将不同类型固化剂按比例混合并进行搅拌均匀；

步骤二、进行过滤、包装得成品。

本发明提供的薄涂型重防腐涂料及其制备方法与现有技术相比，具有以下技术原理和有益效果：

(1)为使涂层具有良好的耐腐蚀性，本专利采用双酚A环氧树脂与环氧改性有机硅树脂可改善漆膜玻璃化转变温度、增加其漆膜表面的疏水作用，使腐蚀性水及水汽难以在表面附着，从而降低腐蚀速率；

(2)改性石墨烯浆料中，由于石墨烯具有大片径比，漆膜单位膜厚内相比于普通片层防锈颜料具有几十倍甚至上百倍的片层填充，极大的增加涂层的腐蚀回路，使得腐蚀介质在向涂层内部渗透的过程中，大大延长其腐蚀路径，从而降低腐蚀漆膜的腐蚀速率。改性后的石墨烯浆料还可提高漆膜疏水性能，使得腐蚀介质难以在表面残留。

(3)特种功能填料是具有纳米尺寸的氧化物，由于纳米粒子尺寸小、比表面积大，具有很强的表面活性与超强吸附能力，添加在涂料中料中，易与树脂中的氧起键合作用，同时又与裸露的金属原子间产生很强的类似离子键力，使得树脂和金属间的结合点增多，结合力增大，大幅提高涂层的耐盐雾性。同时随着纳米材料的粒度变细，粒子的比表面积增大，使得粒子与基体之间接触面积增大。在漆膜受到冲击时，会产生更多的微裂纹和塑性变形，从而吸收更多的冲击能，大大提高漆膜柔韧性。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明还提供如下表所示实施例：

表1实施例具体情况表

其中，实施例1用的复合树脂为双酚A环氧树脂和环氧改性有机硅树脂，双酚A环氧树脂与环氧改性有机硅树脂质量比2:1，分散剂为BYK110，消泡剂为BYK A560，触变剂为有机膨润土，改性石墨烯浆料中的石墨烯材料的尺寸为50μm、比表面积为210m²/g、单层厚度为60nm、质量固含量为8％，特种功能填料为纳米二氧化硅，填料为滑石粉、长石粉；溶剂为二甲苯，复合固化剂为百盛Bs8636和百盛Bs805；

实施例2用的复合树脂为双酚A环氧树脂和环氧改性有机硅树脂，双酚A环氧树脂与环氧改性有机硅树脂质量比3:1，分散剂为BYK110，消泡剂为BYK A530，触变剂为有机膨润土，改性石墨烯浆料中的石墨烯材料的尺寸为50μm、比表面积为210m²/g、单层厚度为60nm、质量固含量为8％，特种功能填料为纳米二氧化硅，填料为滑石粉、长石粉；溶剂为二甲苯，复合固化剂为百盛Bs8636和百盛Bs805；

实施例3用的复合树脂为双酚A环氧树脂和环氧改性有机硅树脂，双酚A环氧树脂与环氧改性有机硅树脂质量比4:1，分散剂为BYK110，消泡剂为BYK A530，触变剂为有机膨润土，改性石墨烯浆料中的石墨烯材料的尺寸为50μm、比表面积为210m²/g、单层厚度为60nm、质量固含量为8％，特种功能填料为纳米二氧化硅，填料为滑石粉、长石粉；溶剂为二甲苯，复合固化剂为bs8519和Bs8003；

本发明的薄涂型重防腐涂料主要性能指标如表2所示：

表2薄涂型重防腐涂料的主要性能指标

根据上表所示薄涂型重防腐涂料的主要性能指标，将上述实施例及对比例制备得到的甲组分和乙组分按照等当量配比，混合均匀，并进行性能试验，得到如下表所示数据：

表3实施例性能测试结果

表4与市售重防腐涂料对比例性能测试结果

通过上表可以看出，本发明所制备的薄涂型重防腐涂料具有较快的干燥速度、优异的耐盐雾、耐湿热、耐酸碱性能，即具有优异的长效防腐性，且涂装厚度仅为200μm，仍能达到市售重防腐涂料甚至更加的性能效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种薄涂型重防腐涂料，其特征在于，包括甲组分和乙组分；

其中，所述甲组分包括以下质量份的原料：

所述乙组分包括以下质量份的原料：

复合固化剂 30～60份

溶剂 10～20份。

2.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述复合树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、环氧改性有机硅树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述改性石墨烯浆料中石墨烯分散体尺寸为1～100μm，单层厚度为1～100nm，质量固含量为0.5％～10％，比表面积为160～320m²/g。

4.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述分散剂为BYK110、BYK163、优卡710S中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅聚合物。

6.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述触变剂为聚酰胺蜡、有机膨润土、气相二氧化硅中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述特种功能填料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述复合固化剂为脂环胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、酚醛胺类固化剂中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的薄涂型重防腐涂料，其特征在于：所述填料为滑石粉、三聚磷酸铝、重晶石粉、绢云母、铝粉浆中的一种或多种。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述薄涂型重防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下甲组分和乙组分的制备方法：

所述甲组分的制备方法为：

步骤一、将复合树脂加入反应容器内混合并进行搅拌；

步骤二、边搅拌边将消泡剂、分散剂和溶剂加入反应容器内；

步骤三、再将触变剂加入反应容器内进行搅拌分散；

步骤四、再向反应容器内加入填料、特种功能填料、改性石墨烯浆料进行搅拌分散，检测细度≤80m；

步骤五、将玻璃鳞片加入反应容器内，进行搅拌分散，过滤、包装得到成品；

所述乙组分的制备方法为：

步骤一、将不同类型固化剂按比例混合并进行搅拌；

步骤二、进行过滤、包装得到成品。