CN101245218A - 一种气相防锈涂料 - Google Patents

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张历男
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Abstract

一种气相防锈涂料，此组合物中各种成份按重量份数，其范围如下：丙烯酸改性醇酸树脂8－25，2402酚醛树脂5－20，石油磺酸钡0－15，氧化石油脂镁皂0－25，十二烯基丁二酸咪唑啉0－5，癸二酸吗啉0－6，辛酸二环己胺0－6，辛酸三丁胺0－6，癸酸三丁胺0－6，苯甲酸单乙醇胺0－15，催干剂0.1－1.0，触变剂0－5，邻苯二甲酸二丁酯1－5，黑色浆0－5，二甲苯/200#溶剂(1∶1)余量。本发明的气相防锈涂料具有表干速度快、防锈时间长、硬度高、光泽高、耐候性好等优点。能够满足石油钢管等大型管材或型材自动化流水线生产及长期露天存放防锈的需要。

Description

一种气相防锈涂料
技术领域
本发明是属精细化工的涂料领域，特别是金属防腐技术中的一种新型防腐蚀涂料。
背景技术
金属的腐蚀，是金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属的腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失。在发达的国家中，每年腐蚀生锈的钢铁约占产量的20％，约有30％的设备因腐蚀而报废。在中国，金属腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上，占国民生产总值的4％。
长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，防止腐蚀的发生。其中，在金属表面涂敷防锈涂料是金属设备防腐蚀最有效、最常用的方法之一。目前，常用的涂料为以醇酸树脂为主要成膜物质的涂料，醇酸树脂有良好的浸润能力和承载能力，对金属底材有优异的附着力，但存在干燥缓慢、硬度低、耐水性和耐酸碱及化学品腐蚀性能差等缺点。而且传统的防锈涂料不具有渗透迁移性，而且涂料中无机填料的颗粒较大，其颗粒间的缝隙渗透性较强，成为薄弱处，使腐蚀发生和发展。
气相防锈剂(Vapor Corrosion Inhibitor，VCI)是一种气化性的腐蚀抑制剂，在常温下能自动挥发出气体吸附在金属表面，其分子具有扩散迁移性及对金属表面极强的吸附性，可在金属表面形成一层分子水平上的防护层，有效防止金属锈蚀，是一种非接触性的、防锈效果优异的缓蚀剂。
气相防锈涂料是将利用气相防锈剂(VCI)分散在涂料体系中，使用时将其涂装于包装材料上或金属表面作为防腐蚀涂料进行金属防护。使金属制品的表面、内腔、管道、沟槽甚至缝隙部位都能得到保护。
用于各种钢管、铸件尤其是石油钢管或套管的防锈涂料主要有两个特点：
第一，快干性。由于石油钢管或套管的生产量大，自动化流水作业程度高，因此要求涂料必须在十分钟内表干，而加工的管材因为尺寸大，无法进行烘干处理，因此，普通油漆无法达到要求。
第二，良好的防锈性。这类管材因为要长期露天存放，因此它一般要求防锈时间为一至两年。由于自动化加工的要求，这类涂料只能一次喷涂。而普通油漆通常要经过一次底漆和两次以上的面漆涂刷才能达到长期防锈的效果。如果以普通油漆作为防锈涂料，一次涂刷只能防锈三至五个月。这类涂料通常要求为黑色或无色透明的漆膜。
气相防锈涂料采用气相防锈剂取代或部分取代传统的防腐蚀涂料中的无机防锈颜料，不仅克服了传统的防锈颜料如铅系和铬酸盐系等毒性大的缺点，而且气相防锈剂在涂层的缺陷处迁移富集，赋予了防腐蚀涂层的自修复性能。(张大全.气相防锈材料的开发与应用.腐蚀与防护，2007，28(7)：325)
发明内容
为了解决金属防锈涂料干燥缓慢、硬度低、耐水性和耐酸碱及化学品腐蚀性能差等缺点，本发明主要是针对各种钢管、铸件尤其是石油钢管或石油套管研制而成的一种表干速度快、防锈时间长、硬度高、光泽高、耐候性好的气相防锈涂料。
本发明的通过以下技术方案实现：
一种气相防锈涂料，组合物中主要有成膜物质、有机缓蚀剂、气相防锈剂，其特征在于：
本发明的组成物中各种成份按重量份数，其范围如下：
丙烯酸改性醇酸树脂           8-25
2402酚醛树脂                 5-20
石油磺酸钡                   0-15
氧化石油脂镁皂               0-25
十二烯基丁二酸咪唑啉         0-5
癸二酸吗啉                   0-6
辛酸二环己胺                 0-6
辛酸三丁胺                   0-6
癸酸三丁胺                   0-6
苯甲酸单乙醇胺               0-15
催干剂                       0.1-1.0
触变剂                       0-5
邻苯二甲酸二丁酯             1-5
黑色浆                       0-5
二甲苯/200#溶剂(1∶1)        余量
本发明以丙烯酸改性醇酸树脂与2402酚醛树脂的混合物为成膜物质，制成的漆膜具有干燥快、硬度高、光泽高、耐候性好等优点。
本发明中所用的辛酸二环己胺、辛酸三丁胺、苯甲酸单乙醇胺等气相防锈剂(VCI)具有扩散迁移特性，吸附在金属表面，赋予防腐蚀涂层的自修复性能，自愈性强，从而具有比普通涂料更为优越的防腐性能。在油漆剥落处，涂上这种防锈涂料就能产生防腐蚀作用。
本发明有机缓蚀剂为石油磺酸钡、氧化石油脂镁皂或十二烯基丁二酸咪唑啉两种或两种。
本发明中所用的催干剂为市售的产品，主要成份为有机钴盐及有机稀土盐；所述的触变剂主要为气相二氧化硅。
本发明以碳黑为防锈颜填料，所述的黑色浆为炭黑与树脂的混合物。
本发明中的气相防锈涂料它集合了聚合物涂料的密封作用以及VCI的迁移渗透作用两方面的特点，大大减少阻锈剂颗粒之间的缝隙，有效地阻止锈蚀的发生和发展。本发明气相防锈涂料中所含的气相防蚀分子具有扩散迁移性及对金属表金属表面吸附性极强，并由此构成对金属在分子水平上的防护层。阻止或延缓金属因局部破坏或划痕而引起的锈蚀扩散，因而具有较普通涂料更为优越的防腐性能。当金属表面的防腐层破坏或划伤时，涂上这种防锈涂料就能产生防护作用，因此，本发明中的涂料还可作为防蚀涂层的修补剂使用。
由于该涂料中不含或很少含无机颜填料，漆膜薄，可节约用料。而且该漆膜可根据不同的使用温度下，在5-10分钟内表干。尤其本发明的气相防锈涂料防锈时间可达两年以上，适宜各种钢管、铸件尤其是石油钢管或石油套管等的室内外中长期防锈。
本发明中所用的有机缓蚀剂及气相防锈剂均不含亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐及铅等有毒有害物质，属于环境友好型防蚀剂。
具体实施例
实施例1
本实验的气相防锈涂料，其组成如下：
丙烯酸改性醇酸树脂           15
2402酚醛树脂                 10
石油磺酸钡                   4
十二烯基丁二酸咪唑啉         3
辛酸三丁胺                   4
苯甲酸单乙醇胺               5
催干剂                       0.5
邻苯二甲酸二丁酯             3
二甲苯/200#溶剂(1∶1)        余量
本实验用丙烯酸改性醇酸树脂是购自江苏三木集团公司。
先将2402酚醛树脂加入到混合溶剂中，加热至50℃使溶解，待全部溶解后，再依次加入十二烯基丁二酸咪唑啉、辛酸三丁胺、苯甲酸单乙醇胺、石油磺酸钡、丙烯酸改性醇酸树脂、邻苯二甲酸二丁酯、催干剂等。搅拌2个小时使溶解均匀。出料，放入贮存罐中，静置。装桶。该实施例1所示的气相防锈涂料，其涂层为无色透明薄膜，表干速度为5分钟，按照SH0366-92的标准测试其盐雾实验可达200小时以上，室外防锈可达到两年以上。
实施例2
本实验的一种气相防锈涂料，其组成如下：
丙烯酸改性醇酸树脂           10
2402酚醛树脂                 15
石油磺酸钡                   4
十二烯基丁二酸咪唑啉         2
辛酸二环己胺                 2.4
苯甲酸单乙醇胺               4
催干剂                       0.4
邻苯二甲酸二丁酯             3
触变剂                       1.2
黑色浆                       10
二甲苯/200#溶剂(1∶1)        余量
本实验用丙烯酸改性醇酸树脂是购自江苏三木集团公司。
先将2402酚醛树脂加入到混合溶剂中，加热至50℃使溶解，待全部溶解后，再依次加入十二烯基丁二酸咪唑啉、辛酸三丁胺、苯甲酸单乙醇胺、石油磺酸钡、丙烯酸改性醇酸树脂、邻苯二甲酸二丁酯、黑色浆，最后加入催干剂。高速搅拌2个小时使溶解均匀。出料，放入贮存罐中，静置。装桶。该实例2所示的气相防锈涂料，其膜层为黑色亮膜，表干速度为5分钟，按照SH0366-92的标准测试其盐雾实验可达300小时以上，室外防锈可达到两年以上。
实施例3
本实验的气相防锈涂料，其组成如下：
丙烯酸改性醇酸树脂           10
2402酚醛树脂                 15
石油磺酸钡                   4
氧化石油脂镁皂               12
癸二酸吗啉                   4
苯甲酸单乙醇胺               4
催干剂                       0.5
邻苯二甲酸二丁酯             3
触变剂                       1.2
黑色浆                       10
二甲苯/200#溶剂(1∶1)        余量
先将2402酚醛树脂和氧化石油脂镁皂加入到混合溶剂中，加热至约50℃使完全溶解，待全部溶解后，再依次加入石油磺酸钡、癸二酸吗啉、苯甲酸单乙醇胺、丙烯酸改性醇酸树脂、邻苯二甲酸二丁酯、黑色浆及触变剂等，最后加入催干剂。采用高速搅拌分散机，搅拌2个小时使溶解均匀，出料，放入贮存罐中，静置。装桶。该实例3所示的气相防锈涂料，其膜层为黑色亮膜，表干速度为7分钟，按照SH0366-92的标准测试其盐雾实验可达180小时以上，室外露天防锈可达到两年以上。

Claims (4)

1、一种气相防锈涂料，组合物中有成膜物质、防锈颜填料，有机缓蚀剂，气相防锈剂，其特征在于组成物中各种成份按重量份数如下：
丙烯酸改性醇酸树脂           8-25
2402酚醛树脂                 5-20
石油磺酸钡                   0-15
氧化石油脂镁皂               0-25
十二烯基丁二酸咪唑啉         0-5
癸二酸吗啉                   0-6
辛酸二环己胺                 0-6
辛酸三丁胺                   0-6
癸酸三丁胺                   0-6
苯甲酸单乙醇胺               0-15
催干剂                       0.1-1.0
触变剂                       0-5
邻苯二甲酸二丁酯             1-5
黑色浆                       0-5
二甲苯/200#溶剂  (1∶1)      余量
2、如权利要求1所述的气相防锈涂料，其特征在于：组合物中的成膜物质为丙烯酸改性醇酸树脂与2402酚醛树脂的混合物。
3、如权利要求1所述的气相防锈涂料，其特征在于：组合物中的气相防锈剂为癸二酸吗啉、辛酸二环己胺、辛酸三丁胺、癸酸三丁胺或苯甲酸单乙醇胺的一种或几种。
4、如权利要求1所述的气相防锈涂料，其特征在于：组合物中的有机缓蚀剂为石油磺酸钡、氧化石油脂镁皂或十二烯基丁二酸咪唑啉的两种或两种以上。
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