CN101210147A

CN101210147A - 大型容器内壁无溶剂无毒涂料

Info

Publication number: CN101210147A
Application number: CNA2007101145309A
Authority: CN
Inventors: 张善贵; 郭常青; 卢伟; 陆璐; 孙春龙; 张世珍; 王红
Original assignee: RESEARCH INST OF OCEAN CHEMISTRY
Current assignee: Marine Chemical Research Institute Co Ltd
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: CN101210147B

Abstract

本发明公开了一种用于大型容器内壁的无溶剂无毒涂料，由环氧树脂、改性环氧树脂、改性芳香胺固化剂、颜填料、触变剂、助剂组成。所述的改性环氧树脂由多硫化物和双酚A型环氧树脂反应制得。该涂料适用于船舶压载舱、饮水舱、水箱、啤酒罐、电厂污水池以及白酒、酱油、发酵食品、食用油等各类食品酿造行业的大型容器及石油及其化工产品贮罐、槽等内壁的涂装保护。

Description

大型容器内壁无溶剂无毒涂料

技术领域

本发明涉及化学工业领域中的涂料制造，涉及一种大型容器内壁无溶剂无毒的涂料制造技术及其施工工艺。

背景技术

现用的容器内壁防腐涂料多为以沥青-石蜡为基础的涂料，由于它存在毒性问题而不能用于食品加工及酿造行业的容器和管道的内壁。

聚四氟乙烯涂料价格昂贵，聚四氟乙烯在280℃的条件下会发生裂解，产生挥发性很强的有毒氟化物，而且还不能用于接触酸性食品体系的场合。

通常的溶剂型环氧树脂涂料体系，因为含有溶剂也被限制使用在食品容器行业。

发明内容

本发明旨在克服上述涂料所存在的种种缺陷，提供一种使用方便，符合国家卫生标准要求的大型容器内壁无溶剂无毒涂料。

本发明的涂料包括下列组分，以环氧树脂和改性环氧树脂总和为100重量份计，各组分的含量如下：

组成含量(重量份)

环氧树脂 60～90

改性环氧树脂 10～40

改性芳香胺固化剂 50～70

颜填料 30～80

触变剂 0.5～3

助剂 1～5

所述的环氧树脂由环氧值为0.48～0.54的一种或几种双酚A型环氧树脂构成。这种树脂粘度小、施工方便，极适宜用于配制常温固化涂料。常用的市售产品为环氧树脂E-51、R140、828、DER331。

所述的改性环氧树脂由平均分子量＞1000的聚硫橡胶和环氧当量为185～210的双酚A型环氧树脂反应制得。环氧树脂中的环氧基团与聚硫橡胶中巯基发生反应将柔性链段加入环氧树脂结构中，从而赋予环氧树脂较好的柔韧性。

所述的聚硫橡胶具有下面的结构式：

HS-(C₂H₄OCH₂OCH₂OC₂H₄-S-S-)_n-C₂H₄OCH₂O-C₂H₄-SH

所述的改性环氧树脂的制备工艺如下：将环氧当量为185～210的双酚A型环氧树脂50～60重量份、正丁基缩水甘油醚5～10重量份、聚硫橡胶40～45重量份加入到反应釜中，升温至90℃时，边搅拌边加入催化剂2，4，6-三(二甲基氨基甲基)苯酚0.02～0.05重量份，在90℃保温下边搅拌边反应3小时，得到黄褐色透明液态聚硫橡胶改性环氧树脂。

所述的改性芳香胺固化剂采用市售产品，例如美国亨斯迈公司的K41、K42或印度Atul Ltd公司的830、850。该产品是由二胺基二苯基甲烷(DDM)加入适量的低分子量环氧树脂改性制成。改性芳香胺固化剂基本不会有游离胺析出，不会对人体产生危害。

所述的改性芳香胺固化剂在配方中的用量以环氧树脂和改性环氧树脂总和为100重量份计宜掌握在50～70重量份范围内。用量过高，固化速度过快，不利于施工；用量过低，固化太慢，甚至不固化，也不适宜。

本发明涂料根据具体用途加入适当的颜填料。选择对人体无毒的钛白粉、沉淀硫酸钡、硅微粉、滑石粉、水合氧化铁红，它们可以是一种或几种并用。根据涂膜的物理机械性能，其总用量以环氧树脂和改性环氧树脂总和100重量份计，宜掌握在30～80重量份范围内。

对于无溶剂涂料来说，涂料粘度受温度的影响较大，通过加入有机膨润土或气相二氧化硅来调节涂料的触变效果。用量以环氧树脂和改性环氧树脂总和100重量份计，宜为0.5～3重量份。

所述助剂包括消泡剂、润湿分散剂、流平剂。

由于无溶剂涂料粘度较大，搅动过程中容易产生气泡，并且不易消除，需要加入合适的消泡剂来消除漆膜产生的气泡。通过大量的试验我们选择BYK-055、DEUCHEM6800或AFCONA2723中的两种消泡剂共用；

根据无溶剂涂料难分散、不容易流平的特点，选择润湿分散剂BYK-P104S或AFCONA5065，选择流平剂BYK-322或AFCONA3777。

所述的环氧涂料配制成A、B两组份，A组份的构成：环氧树脂60～90重量份、改性环氧树脂10～40重量份、颜填料10～30重量份、触变剂0.3～2.5重量份、助剂0.5～2重量份；B组份的构成：改性芳香胺固化剂50～70重量份、颜填料20～50重量份、助剂0.5～3重量份、触变剂0.2～0.5重量份。

本发明的涂料在使用时按照重量比A∶B＝1∶1的配比混合，经喷涂所形成的涂膜性能指标如下：

附着力30～45MPa(测试方法：GB5210-85涂层附着力的测定法——拉开法)；

耐盐雾(漆膜厚度500μm左右)5000小时漆膜完好，漆膜光泽度100％；

漆膜耐低温(-55℃)96小时漆膜完好；

常温条件下，耐45％的乙醇、SF25W/40机油7280小时漆膜无变化；

耐93#汽油8640小时漆膜无变化；

耐海水浸泡5920小时漆膜无变化；

耐5％的醋酸浸泡4320小时漆膜无变化。

该涂料经青岛市卫生防疫站检测，其急性毒性试验、蒸发残渣、高锰酸钾消耗量及重金属含量等，皆满足食品卫生要求。

本发明的环氧涂料无溶剂、无毒、长效防腐、常温固化、可节约能源。该涂料可应用于食品加工及酿造行业、化工生产中的容器和管道的内壁防腐。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1 改性环氧树脂的制备

原料重量份数

环氧树脂E51 54

聚硫橡胶PS1000 40

正丁基缩水甘油醚 6

按如上配比投料到反应釜中，升温至90℃，边搅拌边加入催化剂2，4，6-三(二甲基氨基甲基)苯酚0.03份。在90℃保温下边搅拌边反应3小时，得到黄褐色透明液态的聚硫橡胶改性环氧树脂。

实施例2 无溶剂无毒涂料的制备

称取E51环氧树脂80重量份、采用实施例1的改性环氧树脂20重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入消泡剂BYK-055和DEH6800共1.02重量份、润湿分散剂BYK-P104S 0.45重量份、流平剂BYK-322 0.03重量份，与树脂搅拌均匀后加入钛白粉1.3重量份、沉淀硫酸钡14.5重量份、触变剂(有机膨润土)B-27^#1.4重量份进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，过滤装桶成为涂料A组份。

采用市售的改性芳香胺固化剂K4170重量份、消泡剂BYK-055和DEH6800共1.0重量份、润湿分散剂(BYK-P104S)0.5重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌均匀后，加入水合氧化铁红47重量份、触变剂(有机膨润土B-27^#)0.2重量份，进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，过滤装桶成为涂料的B组份。

使用时将A、B两组份按重量比1∶1的比例混合后喷涂。

得到的涂膜性能指标如下：附着力30～45MPa(测试方法：GB5210-85涂层附着力的测定法——拉开法)；

漆膜耐低温(-55℃)96小时漆膜完好；

常温条件下耐45％的乙醇、(SF25W/40)机油7280小时漆膜无变化；

耐93#汽油8640小时漆膜无变化；

耐海水浸泡5920小时漆膜无变化；

耐5％的醋酸浸泡4320小时漆膜无变化。

实施例3 改性环氧树脂的制备及涂料的制备

原料重量份数

环氧树脂R140 50

聚硫橡胶PS1000 42

正丁基缩水甘油醚 8

制备工艺同实施例1，得到黄褐色透明液态聚硫橡胶改性环氧树脂。

制备涂料时，采用环氧树脂DER331 65重量份与实施例3制得的改性环氧树脂35重量份并用，其余均与实施例2方法相同。得到具有相似性能和效果的涂料。

实施例4

采用实施例3的改性环氧树脂30重量份和R140环氧树脂70重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入消泡剂BYK-055和DEH6800共0.6重量份、润湿分散剂(BYK-P104S)0.5重量份、流平剂(BYK-322)0.05重量份，与树脂搅拌均匀后加入钛白粉2.5重量份、沉淀硫酸钡13.0重量份、触变剂(气相二氧化硅)1.7重量份，进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，过滤装桶成为涂料A组份。

采用市售的改性芳香胺固化剂830共60重量份、消泡剂(BYK-055、DEH6800)1.2重量份、润湿分散剂(BYK-P104S)0.6重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌均匀后，加入水合氧化铁红56重量份、触变剂(气相二氧化硅)0.5重量份，进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，过滤装桶成为涂料的B组份。

使用时将A、B两组份按重量比1∶1的比例混合后喷涂。得到的漆膜性能与实施例2相似。

实施例5

该涂料应用于青啤集团啤酒发酵罐(罐内面积约500m²)，施工时首先将罐内壁表面喷砂处理达到Sa2.5。将实施例3的A、B两组份分别加热到70～90℃之间，采用专用双组份喷涂设备，按重量比A∶B＝1∶1的比例混合喷涂，常温固化七天后用水清洗后使用。得到的涂层外观平整、表面光亮，使用三个月至今涂层不开裂、不脱落，涂层完好。

该涂料经青岛市卫生防疫站检测，其急性毒性试验、蒸发残渣、高锰酸钾消耗量及重金属含量等，皆满足食品卫生要求。检测结果如下：

检测项目

单位

标准规定

检测结果

高锰酸钾消耗量	(mg/l)	≤10	2.3
高锰酸钾消耗量	(mg/l)	≤10	2.3	蒸发残渣	(mg/l)
4％乙醇，60℃，2h	------------	≤30	16	蒸发残渣	(mg/l)
4％乙醇，60℃，2h	------------	≤30	16	65％乙醇，20℃，2h	------------	≤30	8
正己烷，20℃，2h	------------	≤30	19	65％乙醇，20℃，2h	------------	≤30	8
正己烷，20℃，2h	------------	≤30	19	重金属(以Pb计)	(mg/l)	≤1	＜1

小鼠急性毒性试验报告：

1、半数致死量：(LD50，mg/kg)：＞10000分级为实际无毒物质

2、主要症状表现：动物在灌胃后未出现明显异常症状。

实施例6

该涂料应用于青岛黄岛发电厂污水池(池内面积约800m²)，施工时将水泥表面的污物清除掉。将实施例4的A、B两个组份加热到70～90℃之间，采用专用的双组份喷涂设备，按重量比A∶B＝1∶1的比例混合喷涂，常温(25℃)固化七天后即可投入使用。得到的涂层外观平整、表面光亮，防渗透性能较好。使用三个月至今涂层不开裂、不脱落，涂层完好。

Claims

1.一种用于大型容器内壁的无溶剂无毒涂料，其特征是，由下列物质组成：

原料重量份数

环氧树脂 60～90

改性环氧树脂 10～40

改性芳香胺固化剂 50～70

颜填料 30～80

触变剂 0.5～3

助剂 1～5

所述的环氧树脂为环氧值为0.48～0.54的一种或几种双酚A型环氧树脂；

所述的改性环氧树脂由平均分子量大于1000的聚硫橡胶和环氧当量为185～210的双酚A型环氧树脂反应制得。

2.根据权利要求1的无溶剂无毒涂料，其特征在于，所述的改性环氧树脂的制备工艺如下：将环氧当量为185～210的双酚A型环氧树脂50～60重量份、正丁基缩水甘油醚5～10重量份、聚硫橡胶40～45重量份加入到反应釜中，升温至90℃时，边搅拌边加入催化剂2，4，6-三(二甲基氨基甲基)苯酚0.02～0.05重量份，在90℃保温下边搅拌边反应3小时，得到聚硫橡胶改性环氧树脂。

3.根据权利要求1的无溶剂无毒涂料，其特征在于，所述的无溶剂无毒涂料配制成A、B两组份，其中A组份的构成：环氧树脂60～90重量份、改性环氧树脂10～40重量份、颜填料10～30重量份、触变剂0.3～2.5重量份、助剂0.5～2重量份；B组份的构成：改性芳香胺固化剂50～70重量份、颜填料20～50重量份、助剂0.5～3重量份、触变剂0.2～0.5重量份；

A、B组份在使用时按照重量比1∶1混合，采用常规成膜工艺施工。

4.将权利要求1所述的大型容器内壁无溶剂无毒涂料，应用于船舶压载舱、饮水舱、水箱、啤酒罐、电厂污水池以及白酒、酱油、发酵食品、食用油各类食品酿造行业的大型容器及石油及其化工产品贮罐、槽内壁的涂装保护。