CN101434807A - 底面合一的环氧重防腐蚀涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种底面合一的环氧重防腐蚀涂料，属于重防腐涂料技术领域，主要特点是由组分包括按重量百分比配比的25～35％低分子量双酚A缩水甘油醚环氧树脂Epon828基料，10～20％反应型增韧稀释剂277，12～35％腰果酚改性胺类固化剂、5～10％高钛粉颜料、30～40％硫酸钡填料及0.7～2.4％助剂，本发明各关键性指标均大大超过现有防腐蚀涂料，由于在苛刻腐蚀环境下能长效防护的高性能涂料，防护寿命达可20年以上，不仅可以减少污染，改善环境，而且可以节约资源，降低成本，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种底面合一的环氧重防腐蚀涂料，属于重防腐涂料技术领域。
背景技术
钢铁制品的腐蚀十分惊人，据中国腐蚀与防护学会的相关资料表明，全球每年钢铁制品因腐蚀造成的经济损失约10000亿美元，占各国国民生产总值GNP的2％—4％。腐蚀损失为综合自然灾害损失，即地震、台风、水灾等损失总和的6倍，我国每年钢铁制品因腐蚀造成的经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值GNP的4％，每年约有30％的钢铁因腐蚀而报废。
为保护钢铁制品免受腐蚀或延长使用寿命，通常在钢铁制品的表面涂刷防护层，涂料是目前常用的保护钢铁制品免受腐蚀的防护层。一般防腐年限在10年以下的称为防腐涂料；防腐年限在15年以上的可称为重防腐涂料，重防腐涂料使用寿命长、可适应更苛刻的使用环境。
现有底面合一的防腐蚀涂料组成有环氧树脂6101、二甲苯型不饱和聚酯树脂、复合活性稀释剂、云母鳞片、滑石粉等填料、颜料、助溶剂、复合触变剂、胺改性固化剂。这类底面合一的防腐蚀涂料一般为溶剂型防腐涂料，都含有可挥发性溶剂，而且防腐年限仅在5-8年左右。其关键性的一些性能指标不够理想，如硬度、附着力、耐盐雾、耐磨性等指标适应不了苛刻的使用环境。如硬度(H)≥3；耐磨性(500g、1000转)≤0.040g；30％硫酸溶液三个月、15％盐酸溶液二年、25％和饱和氢氧化钠溶液二年、10％饱和氯化钠溶液二年、汽油二年、氨水二年、酒精二年、饱和尿素溶液二年。
发明内容
本发明的目的是提供一种底面合一的环氧重防腐蚀涂料，解决现有底面合一的防腐蚀涂料存在的保护寿命相对较短、关键性的一些性能指标不够理想，且都含有可挥发性溶剂，不利于环保的不足，通过本发明对钢铁制品的防腐保护寿命达20年以上，不仅可以减少污染，改善环境，而且可以节约资源，降低成本，提高经济效益。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种底面合一的环氧重防腐蚀涂料，其特征是，其组分包括按重量百分比配比的25～35％低分子量双酚A缩水甘油醚环氧树脂Epon828基料，10～20％反应型增韧稀释剂277，12～35％腰果酚改性胺类固化剂、5～10％高钛粉颜料、30～40％硫酸钡填料及0.7～2.4％助剂。
助剂中包括0.3～1.5％的触变剂，触变剂采用氢化蓖麻油、或有机膨润土、或超细二氧化硅。
助剂中包括0.2～0.5％的分散剂，分散剂采用食品级大豆卵磷脂。
本发明是对现有防腐蚀涂料组分的改进，本发明利用反应型增韧稀释剂277既是环氧树脂高性能增韧改性剂，又是良好的活性稀释剂，具有很好的增韧性能和反应活性，可大幅度地提高环氧树脂涂膜的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及粘结强度等物理机械性能。利用其与各类环氧树脂、环氧固化剂及助剂都有很好的相溶性；对各种颜料和无机填料具有浸润性；添加于环氧树脂体系中，可显著延长其可使时间(延长约1/3)和降低固化放热峰值，使环氧树脂固化反应平稳的特性，采用其作为溶剂，活性稀释剂由于带有环氧基而能与固化剂固化成膜。使产品的固体含量高达95％以上，大大减少了溶剂挥发造成的资源浪费、环境污染以及对施工人员的损害。在同样设计厚度下，每公斤涂料可涂刷的面积大大增加，因而降低了单位面积基材所用涂料的成本；腰果酚改性胺类固化剂2003，其不仅具有像脂肪族多元胺一样快速固化的特性，而且还具有像聚酰胺一样的不挥发性和低毒性。这种多元胺类固化剂，其化学结构是由一个带有苯环的芳香族骨架和一个脂肪族侧链所共同形成，这种独特的结构使其把各类固化剂的理想性能优势结合到一身；高钛粉含有坚固的晶体结构，能耐酸和耐碱，高钛粉在曝露于酸性和碱性的环境后，能保持良好的颜色稳定性，色译差异很少，经碱性试验后，还是保持无损；本发明各关键性指标均大大超过现有防腐蚀涂料，如硬度(H)≥4；耐磨性(1000g、1000转)≤0.03g；30％硫酸溶液六个月、30％盐酸溶液六个月、25％和饱和氢氧化钠溶液三年、10％饱和氯化钠溶液三年、汽油三年、氨水三年、酒精三年、饱和尿素溶液三年。由于在苛刻腐蚀环境下能长效防护的高性能涂料，防护寿命达可20年以上，不仅可以减少污染，改善环境，而且可以节约资源，降低成本，提高经济效益。
具体实施方式
结合实施例进一步说明本发明，本发明包括按重量百分比配比的25～35％低分子量双酚A缩水甘油醚环氧树脂Epon828基料，10～20％反应型增韧稀释剂277，12～35％腰果酚改性胺类固化剂、5～10％高钛粉颜料、30～40％硫酸钡填料及0.7～2.4％助剂按现有防腐蚀涂料调和工艺制成。
本发明在配方设计上遵循当前国际上涂料工业发展的“四E”原则，即经济性、效果、生态和能源的原则，并将重防腐涂料和无溶剂涂料的配方原理融合于设计之中。
1.基料
用于本发明的基料是：低分子量双酚A缩水甘油醚环氧树脂Epon828。下面概括介绍环氧树脂Epon828的优点：
A、环氧树脂Epon828漆膜对金属(钢、铝等)、混凝土、陶瓷、玻璃、木材等极性底材，均有优良的附着力。因为环氧树脂漆有许多羟基及醚健，能与底材吸引。
B、环氧树脂Epon828漆固化时体积收缩率低(仅2％左右)，通常开环聚合的原子间原先已由共价健联接，所以聚合后体积变化不大。
C、环氧树脂Epon828漆抗化学品性能优良，因树脂中仅有烃基和醚健，没有酯健，所以耐酸碱性尤其突出，又因环氧树脂漆固化后呈三维网状结构，所以又能耐油类等浸渍。
D、环氧树脂Epon828漆含芳环而坚硬耐磨，又有醚健便于分子链的旋转，具有一定的韧性。
E、环氧树脂Epon828漆对湿面有一定的润湿力。
F、环氧树脂Epon828平均分子量366，粘度(25℃，mPa·s)11560，所以能与各种固化剂配合制造无溶剂环保涂料，并能获得厚膜涂层。
2、反应型增韧稀释剂
使用液体环氧树脂仍难以满足施工的要求，因此需加入适量的活性稀释剂和增韧剂。反应型增韧稀释剂277既是环氧树脂高性能增韧改性剂，又是良好的活性稀释剂，具有很好的增韧性能和反应活性，可大幅度地提高环氧树脂涂膜的耐冲击、耐压缩、抗开裂以及粘结强度等物理机械性能。277与各类环氧树脂、环氧固化剂及助剂都有很好的相溶性；对各种颜料和无机填料具有浸润性；添加于环氧树脂体系中，可显著延长其可使时间(延长约1/3)和降低固化放热峰值，使环氧树脂固化反应平稳。使用付立叶红外光谱仪(Nicolet Impact 420型，美国)对277进行结构表征。由于反应型增韧稀释剂277粘度低，其与环氧树脂混合可以降低环氧树脂粘度，改善施工性能，利于减少溶剂用量。
3、本发明系双组分涂料，要求所用固化剂的粘度较低，使用期较长，与漆料成膜后的涂层具有足够的强度和韧性。密实性好，并有较强的粘附性，由此使涂层具有长期抵抗外界机械磨损和化学腐蚀的良好性能。因此，固化剂及交联固化效果是决定涂层性能的关键。
固化剂采用腰果酚改性胺类固化剂2003，其不仅具有像脂肪族多元胺一样快速固化的特性，而且还具有像聚酰胺一样的不挥发性和低毒性。这种多元胺类固化剂，其化学结构是由一个带有苯环的芳香族骨架和一个脂肪族侧链所共同形成，这种独特的结构使其把各类固化剂的理想性能优势结合到一身。
4、颜料
为使漆膜具有不同的颜色和遮盖力，要采用各种颜料进行调色，颜料的品种和用量对涂料的稳定性、涂层的耐蚀性能和物理机械性能具有相当大的影响，合理地选择颜料，是高性能防腐蚀涂料配方设计的重要环节。
我们选择高钛粉，是因为高钛粉含有坚固的晶体结构，使它能耐酸和耐碱，高钛粉在曝露于酸性和碱性的环境后，能保持良好的颜色稳定性，曝露于硫酸后，用钛白粉的两个配方有严重褪色迹象，相比之下，在用高钛粉的配方，其色译差异很少，同样的情况出现在碱性试验，采用高钛粉的配方经碱性试验后，还是保持无损，然而，相当大的色泽差异出现在两个采用钛白粉的配方。
5、填料
硫酸钡是一种惰性填充料，不溶于水，耐酸碱和有机溶剂，颗粒细小，光亮度高，几乎包含了各种填料的全部优点，在耐化学腐蚀方面更为出色。硫酸钡用于底漆中，利用它的低吸油量，耗漆基少，可制成厚膜底漆，具有填充性能好、流平性好、不渗透性好，并增加漆膜硬度和耐磨性；用于面漆中，即使环境极恶劣，也能起到长期的保护作用，所以选择硫酸钡作为GW-08底面合一超强长效环氧重防腐蚀涂料的最佳填充料。
6、助剂
0.7～2.4％的助剂包括分散剂、脱泡剂、防沉防流挂剂和消泡剂。GW-08底面合一超强长效环氧重防腐蚀涂料属厚浆型涂料，由于一次涂刷形成的涂层较厚，往往会由于胶液的滑动而导致涂层在固化前出现严重的流挂，回此，必须添加适量的触变剂，以改善涂料的沉降和涂层的流挂。
常用的触变剂有氢化蓖麻油、有机膨润土和超细二氧化硅等。触变剂的加入量必须恰到好处，这样既能在低粘度时予以适当流平，但时间又不过长而避免产生流挂，通过实验我们采用约0.3-1.5％的蓖麻油有机衍生物作为防沉防流挂剂来调节施工粘度和单道最大成膜厚度。
助剂包括0.2～0.5％的分散剂，分散剂采用食品级大豆卵磷脂。
Claims (3)
1、一种底面合一的环氧重防腐蚀涂料，其特征是，其组分包括按重量百分比配比的25～35％低分子量双酚A缩水甘油醚环氧树脂Epon828基料，10～20％反应型增韧稀释剂277，12～35％腰果酚改性胺类固化剂、5～10％高钛粉颜料、30～40％硫酸钡填料及0.7～2.4％助剂。
2、根据权利要求1所述的底面合一的环氧重防腐蚀涂料，其特征是，助剂中包括0.3～1.5％的触变剂，触变剂采用氢化蓖麻油、或有机膨润土、或超细二氧化硅。
3、根据权利要求1所述的底面合一的环氧重防腐蚀涂料，其特征是，助剂中包括0.2～0.5％的分散剂，分散剂采用食品级大豆卵磷脂。
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