CN101481576A - 一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于防腐涂料技术领域，提出一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料及其制备方法，防腐涂料的甲组份包括：环氧树脂20.0～35.0、活性稀释剂3.0～5.0、增塑剂2.0～5.0、消泡剂0.5～1.5、触变剂1.5～3.0、润湿分散剂0.5～2.0、防锈颜料20.0～30.0、防开裂填料20.0～30.0、自制触变性浆体7.0～18.0；乙组份包括：固化剂I 40.0～55.0、固化促进剂2.0～2.5、触变剂2.0～3.0、耐磨颜料40.0～50.0。本发明重防腐涂料的漆膜密闭性良好，具有优良的附着力、硬度高、耐磨性好、表干快、固化时间短等性能，适用于多种条件下作业，既可在专用生产线上流水化作业，又可用于小工程、小批量涂装，一道成膜厚度最大可达1000μm。

Description

一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防腐涂料技术领域，特别涉及到一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料及其制备方法。
背景技术
目前公知技术中环氧重防腐涂料比较多，在工业管道、港口码头等重防腐领域中应用广泛、性能优良，并且行业内不断推陈出新，新技术水平发展很快。
专利申请号为200710054013.7的中国专利申请公开的是一种用于海洋钢结构的重防腐涂料。该涂料以其优异的防腐性能广泛应用于海港、码头等重防蚀领域，但黏度较大，只能采用刮涂施工，施工效率低，单道漆膜厚度约500μm，漆膜厚度受人为因素影响较大。
专利申请号为200410050479.6的中国专利申请公开的是一种海洋重防腐涂料及其制备方法。该涂料加入了有机硅螯合剂和酮亚胺，可以在空气中涂刷(高压无气喷涂或刮涂)和水下涂刷(刮涂或刷涂)，获得表面光滑，干燥较快，物理机械性能良好的固化涂膜。但其一次涂刷干膜厚度仅为100～200μm，相对于重防腐领域长效防腐配套设计方案，其涂装次数多，施工周期长，施工成本高，效率低。
专利号为CN200610049566.9的中国专利申请公开的是熔结环氧粉末外防腐涂层钢管及涂敷工艺。该熔结环氧粉末涂料需专用的涂装生产线涂装施工，最适合规格统一、批量大的管材，而其他的应用受到一定的限制，如不适合薄壁钢板，不能补涂，不适合小批量、多品种。
《现代涂料与涂装》2006年第9卷第4期，10～12“厚膜型无溶剂环氧重防腐涂料的研究”一文中介绍了长效防腐性无溶剂环氧防腐涂料。该涂料密闭性高，大大提高了涂料的防腐寿命；由于极低的VOC排放，减少环境污染，尤其适用于一些密闭狭小、不易日常维护且需要长效防腐的钢构件。但其单道涂膜也仅为400μm，表干时间为4小时，涂装效率同样不尽理想。
另外，随着国家对海洋的开发力度逐步加大和港口经济、海洋经济等支柱经济的快速发展，各种跨海大桥和各种开发海洋的作业平台如港口码头、海上石油钻采平台、海洋勘探设备等的建设也日益增多，给重防腐涂料的应用带来了广阔的市场。这些大型工程设施在使用过程中长期受到海洋大气、海水的侵蚀，甚至阳光直射使表面温度高达60℃，腐蚀环境相当恶劣，一般需长效防腐。因其中大部分采用钢结构设施，且许多部位要求防腐时效与设备的使用期效相当，因此设计院和防腐厂家对这些大型工程设施设计寿命一般不低于50年、防腐配套体系涂层厚度一般为800～1500μm。而且，通常为了提高施工效率、加快涂装进度，要求尽量减少涂装道数，缩短涂装间隔时间，所以对现有重防腐涂料的发展提出了更高的要求。
发明内容
为克服上述技术中存在的不足之处，本发明提供了一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料及其制备方法。
该涂料选用低黏度树脂、活性稀释剂、固化剂、各种颜料、填料及助剂等原材料按合理的配方配制而成。通过自制触变性浆体，制备高粘度无溶剂型涂料；合理调配固化剂，实现涂装涂层的快速表干；并采用液体涂料热喷涂技术来实现双组分高压无气喷涂施工。由于采用热喷涂技术涂装的涂层没有因溶剂的滞留而引起的施工和涂层质量问题，可以厚涂一次成膜，同时避开了单组份涂料受适用期和涂装环境温度的影响，因而能极大地缩短施工周期和提高涂装效率。
为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料，由甲、乙两种组份构成；
其中甲组份(色漆组份)包括：(wt％)
环氧树脂                    20.0～35.0
活性稀释剂                  3.0～5.0
增塑剂                      2.0～5.0
消泡剂                      0.5～1.5
触变剂                      1.5～3.0
润湿分散剂                  0.5～2.0
防锈颜料                    20.0～30.0
防开裂填料                  20.0～30.0
自制触变性浆体                7.0～18.0
其中自制触变性浆体组份包括：(wt％)
环氧树脂                      60.0
活性稀释剂                    10.0
增塑剂                        15.0
触变剂                        15.0
其中乙组份(固化剂组份)包括：(wt％)
固化剂                        40.0～55.0
固化促进剂                    2.0～2.5
触变剂                        2.0～3.0
耐磨颜料                      40.0～50.0
所述的甲组份、自制触变性浆体中环氧树脂为E-51环氧树脂、E-54环氧树脂、E-44环氧树脂中的一种或多种组合；
所述的甲组份、自制触变性浆体中活性稀释剂是正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚中的一种或多种组合；
所述的甲组份、自制触变性浆体中增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、聚硫橡胶中的一种或多种组合；
所述的甲组份消泡剂是德谦6800、BYK066N、BYK-A530中的一种或几种组合；
所述的甲组份、自制触变性浆体、乙组份中触变剂是聚乙烯蜡、气相二氧化硅、有机膨润土中的一种或多种组合；
所述的甲组份润湿分散剂是BYK-220s、BYK-405、AT-203中的一种；
所述的甲组份防锈颜料是磷铁粉、铁黑、云母氧化铁(红/灰)中的一种或多种组合；
所述的甲组份防开裂填料是云母粉、滑石粉、石棉粉中的一种或多种组合；
所述的乙组份耐磨填料是金钢砂、石英砂、刚玉中的一种；
所述的乙组份固化促进剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚，即DMP-30；
所述的乙组份固化剂是腰果壳油改性胺、改性芳香胺、曼尼期碱类固化剂中的一种或是其中多种组合调配而成。如卡德莱NX-2003、NX-2008、亨斯迈3226、爱牢达830、850、T31。
本发明的制备方法为：
一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料的制备方法，其按以下四个工艺部分进行：
1、自制触变性浆体组份的制备工艺如下：
1)将所需量的环氧树脂、增塑剂按比例加入分散罐中，高速分散，调配成改性树脂物；
2)低速搅拌步骤1中改性树脂物，将所需量的触变剂、活性稀释剂逐步加入其中，然后高速分散15～20分钟；之后于三辊研磨机上研磨至细度合格；
3)控制细度，细度计满板基本无颗粒为合格。即得到透明膏状触变剂产物；
2、甲组份(色漆组份)的制备工艺如下：
1)将所需量的环氧树脂用定量的增塑剂、活性稀释剂进行处理后，中速分散调配成改性树脂物；低速搅拌分散下，逐步依次加入定量的消泡剂、触变剂、润湿分散剂混合后，高速分散10～15分钟，得到混合物I；
2)称取所需量的已进行干燥处理的颜、填料，先进行初步混合，得到粉料混合物II；
3)将粉料混合物II和自制触变性浆体在低速搅拌下逐步加入到混合物I中后，高速分散20～25分钟，即得到甲组份，筛网过滤，称重，包装；
3、乙组份(固化剂组份)的制备工艺如下：
1)称取所需量的固化剂、固化促进剂、触变剂加入到分散罐中，高速分散10～15分钟，得到混合物I；
2)称取定量的耐磨填料加入到混合物I中，再高速分散20～25分钟，即得乙组份，筛网过滤按比例分装即可；
使用时，甲组份：乙组份＝(2.3～3.0)：1，采用高压无气双管喷涂机热喷涂施工成膜；
4、双组份热喷涂施工成膜
液体涂料热喷涂技术主要应用于高粘度的无溶剂型涂料的涂覆施工。采用热喷涂技术涂覆的涂层没有因溶剂滞留而引起的施工和涂层质量问题，可以厚涂一次成膜，同时能极大地缩短施工周期和提高涂覆效率；
一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料是100％固含量、快固化型涂料，采用电子配比双组份高压无气喷涂机可达到良好的涂装效果。由于该涂料是厚浆型的无溶剂涂料，常温时粘度较大，为便于涂装和固化，应选择最佳的涂装温度。根据该涂料甲、乙组份粘度随温度变化的趋势和双组份喷涂机对涂料粘度的要求，同时考虑能耗及涂装温度与环境温度的温差对漆膜附着力的影响，确定喷涂温度在50℃。
施工时，将甲、乙组份分别倒入双组份喷涂机的两个预热设备中加热至50℃并搅拌均匀，按调制好的电子配比，通过远端混合器，连续高压无气喷涂至表面处理合格的基材上，获得表面光滑、干燥快、物理机械性能良好的漆膜，一道成膜最大可达1000μm。
采用上述技术方案，本发明涂料具有以下效果：
1、本发明重防腐涂料的漆膜密闭性良好，具有优良的附着力、硬度高、耐磨性好等性能。
2、适用于多种条件下作业，既可在专用生产线上流水化作业，又可用于小工程、小批量涂装，一道成膜厚度最大可达1000μm。
3、表干快、固化时间短，可以缩短涂装间隔时间，节约涂装成本；同时可以减少达到吊装或打桩所需强度的固化时间，从而满足防腐工程施工周期短，工程进度快的要求。
4、与类似的环氧重防腐涂料和熔结环氧粉末涂料相比，防腐性能相当或更优，施工较简便，容易控制。
5、采用双组份高压无气喷涂机热喷涂涂装。喷涂时双机同时工作，负载流量大，工作压力平稳，脉动小，确保稳定的喷幅，有利于确保和提高涂装质量。对于本发明的涂料，适用期较短，采用远端混合器，即用即混，节省不必要的涂料浪费，同时，清洗溶剂量小，有利于环保。
6、本发明的涂料为无溶剂涂料，生产及施工过程中不产生污染，符合环保要求，有利于生产、施工现场的安全及生产工人、涂装工人的健康保护。
7、本发明的涂料成本低，市场竞争力强。
一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料的技术指标及检测结果见下表：
国家涂料质量监督检验中心检测报告
                             (报告编号：TW08867-2W1)
 
序号 检验项目 技术指标 检验结果 本项结论 备注
1 附着力(拉开法)，MPa >6 12(10.8～14.0)，100％B 合格 GB/T5210-2006
2 铅笔硬度(刮破) / 6H未刮破 / GB/T6379-2006
3 耐磨性(500g/1000r)，g <0.055 0.030 合格 GB/T1768-79(89)砂轮型号：JM-100
中石油天然气股份有限公司管道技术研究中心试验测试技术所
 
检测项目 单位 检测结果 技术指标 试验方法
落球冲击 cm 40 ≥30 SY/T码0315-2005附录F
剪切强度 MPa 9.19 >8 SY/T 0041-1997
阴极剥离(65℃±3℃，48h，1.5V) mm 3.7 ≤8 SY/T 0315-2005附录C
体积电阻率 Ω·m 2.46×1013 ≥1.0×1012 GB/T 1410-2006
电气强度 MV/m 31.1 ≥30 GB/T1408.1-2006
30kg耐划伤性 μm 平均划痕深度193μm，经1000V电压检测无漏点 — SY/T 4113-2007
自检项目检测报告
Figure A200810231437D00101
综上所述，本发明的一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料作为一种新型重防腐涂料和高效施工涂料，具有优良的机械性能、防腐性能和高效施工性能，可广泛应用于腐蚀环境比较恶劣的场所，如跨海大桥、海洋设备、港口码头、污水处理池、化工设备及酿造、混凝土地坪和水箱、池罐等的腐蚀防护。
实施例
对本发明的一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料用实施例加以具体说明，但不局限于此特定实施例。实施例中的配比按重量份数计算。实施例1：
甲：E-51环氧树脂                        23.5
正丁基缩水甘油醚                        3.0
邻苯二甲酸二丁酯                        2.5
德谦6800消泡剂                      1.0
有机膨润土                          1.5
BYK-220s润湿分散剂                  0.5
云母氧化铁红                        30.0
云母粉                              10.0
滑石粉                              10.0
自制触变性浆体                      18.0
自制触变性浆体：
E-54环氧树脂                        60.0
正丁基缩水甘油醚                    10.0
邻苯二甲酸二丁酯                    15.0
气相二氧化硅                        15.0
乙：卡德莱NX-2003                   30
亨斯迈3226                          15.0
DMP-30                              2.0
有机膨润土                          3.0
600目石英粉                         50.0
甲：乙＝2.3：1.0
实例2：
甲：E-51环氧树脂                    20.0
E-44环氧树脂                        15.0
苯基缩水甘油醚                      5.0
聚硫橡胶                            4.0
BYK066N消泡剂                       0.5
聚乙烯蜡                            3.0
BYK-405润湿分散剂                   1.0
云母氧化铁灰                         20.0
云母粉                               10.0
石棉粉                               14.5
自制触变性浆体                       7.0
自制触变性浆体：
E-44环氧树脂                         60.0
苯基缩水甘油醚                       10.0
聚硫橡胶                             15.0
气相二氧化硅                         15.0
乙：卡德莱NX-2003                      40.0
T31                                  10.0
DMP-30                               2.2
有机膨润土                           2.0
325目金钢砂                          45.8
甲：乙＝2.5：1.0
实例3：
甲：E-44环氧树脂                     20.0
烯丙基缩水甘油醚                     4.0
邻苯二甲酸二辛酯                     5.0
BYK-A530消泡剂                       1.5
聚乙烯蜡                             2.0
AT-203润湿分散剂                     2.0
磷铁粉                               25.0
云母粉                               20.0
石棉粉                               10.0
自制触变性浆体                       10.5
自制触变性浆体：
E-54环氧树脂                             60.0
烯丙基缩水甘油醚                         10.0
邻苯二甲酸二辛酯                         15.0
有机膨润土                               15.0
乙：爱牢达830                            35.0
爱牢达850                                12.0
DMP-30                                   2.5
聚乙烯蜡                                 2.2
325目金钢砂                              48.3
甲：乙＝2.5：1.0
实例4：
甲：E-51环氧树脂                         30.0
正丁基缩水甘油醚                         4.0
邻苯二甲酸二辛酯                         4.0
BYK-A530消泡剂                           1.5
气相二氧化硅                             1.8
BYK-405润湿分散剂                        1.0
云母氧化铁灰                             10.0
铁黑                                     13.7
滑石粉                                   15.5
石棉粉                                   5.5
自制触变性浆体                           13.0
自制触变性浆体：
E-51环氧树脂                             60.0
正丁基缩水甘油醚                         10.0
邻苯二甲酸二辛酯                         15.0
有机膨润土                               15.0
乙：亨斯迈3226                           40.0
T31                                      15.0
DMP-30                                   2.5
气相二氧化硅                             2.5
刚玉                                     40.0
甲：乙＝3.0：1.0
实例5：
甲：E-51环氧树脂                         25.0
E-44环氧树脂                             10.0
正丁基缩水甘油醚                         3.0
邻苯二甲酸二丁酯                         3.0
BYK-A530消泡剂                           1.0
有机膨润土                               2.5
BYK-220s润湿分散剂                       1.0
云母氧化铁灰                             20.0
云母粉                                   10.0
滑石粉                                   10.5
自制触变性浆体                           14.0
自制触变性浆体：
E-51环氧树脂                             60.0
正丁基缩水甘油醚                         10.0
邻苯二甲酸二丁酯                         15.0
气相二氧化硅                             15.0
乙：卡德莱NX-2008                        33.5
T31                                 13.5
DMP-30                              2.0
有机膨润土                          2.0
600目石英粉                         49.0
甲：乙＝2.4：1.0
实例6：
甲：E-51环氧树脂                    20.0
E-44环氧树脂                        15.0
苯基缩水甘油醚                      5.0
聚硫橡胶                            4.0
BYK066N消泡剂                       0.5
聚乙烯蜡                            3.0
BYK-405润湿分散剂                   1.0
云母氧化铁灰                        20.0
云母粉                              10.0
石棉粉                              14.5
自制触变性浆体                      7.0
自制触变性浆体：
E-44环氧树脂                        60.0
苯基缩水甘油醚                      10.0
聚硫橡胶                            15.0
气相二氧化硅                        15.0
乙：卡德莱NX-2003                   35.5
T31                                 14.5
DMP-30                              2.5
有机膨润土                          2.5
600目石英粉                         45.0
甲：乙＝2.8：1.0。

Claims (3)

1、一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料，其特征在于：由甲、乙两种组份构成；其中甲组份(色漆组份)包括：(wt％)：环氧树脂20.0～35.0活性稀释剂3.0～5.0增塑剂2.0～5.0消泡剂0.5～1.5触变剂1.5～3.0润湿分散剂0.5～2.0防锈颜料20.0～30.0防开裂填料20.0～30.0自制触变性浆体7.0～18.0；其中自制触变性浆体组份包括：(wt％)：环氧树脂60.0活性稀释剂10.0增塑剂15.0触变剂15.0；其中乙组份(固化剂组份)包括：(wt％)：固化剂40.0～55.0固化促进剂2.0～2.5触变剂2.0～3.0耐磨颜料40.0～50.0；
所述的甲组份、自制触变性浆体中环氧树脂为E-51环氧树脂、E-54环氧树脂、E-44环氧树脂中的一种或多种组合；
所述的甲组份、自制触变性浆体中活性稀释剂是正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚中的一种或多种组合；
所述的甲组份、自制触变性浆体中增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、聚硫橡胶中的一种或多种组合；
所述的甲组份消泡剂是德谦6800、BYK066N、BYK-A530中的一种或几种组合；
所述的甲组份、自制触变性浆体、乙组份中触变剂是聚乙烯蜡、气相二氧化硅、有机膨润土中的一种或多种组合；
所述的甲组份润湿分散剂是BYK-220s、BYK-405、AT-203中的一种；
所述的甲组份防锈颜料是磷铁粉、铁黑、云母氧化铁(红/灰)中的一种或多种组合；
所述的甲组份防开裂填料是云母粉、滑石粉、石棉粉中的一种或多种组合；
所述的乙组份耐磨填料是金钢砂、石英砂、刚玉中的一种；
所述的乙组份固化促进剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚，即DMP-30；
所述的乙组份固化剂是腰果壳油改性胺、改性芳香胺、曼尼期碱类固化剂中的一种或是其中多种组合调配而成。
2、一种权利1所述超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料的制备方法，其特征在于：按以下四个工艺部分进行：
1)、自制触变性浆体组份的制备工艺如下：
a、将所需量的环氧树脂、增塑剂按比例加入分散罐中，高速分散，调配成改性树脂物；
b、低速搅拌步骤1中改性树脂物，将所需量的触变剂、活性稀释剂逐步加入其中，然后高速分散15～20分钟；之后于三辊研磨机上研磨至细度合格；
c、控制细度，细度计满板基本无颗粒为合格。即得到透明膏状触变剂产物；
2)、甲组份(色漆组份)的制备工艺如下：
a、将所需量的环氧树脂用定量的增塑剂、活性稀释剂进行处理后，中速分散调配成改性树脂物；低速搅拌分散下，逐步依次加入定量的消泡剂、触变剂、润湿分散剂混合后，高速分散10～15分钟，得到混合物I；
b、称取所需量的已进行干燥处理的颜、填料，先进行初步混合，得到粉料混合物II；
c、将粉料混合物II和自制触变性浆体在低速搅拌下逐步加入到混合物I中后，高速分散20～25分钟，即得到甲组份，筛网过滤，称重，包装；
3)、乙组份(固化剂组份)的制备工艺如下：
a、称取所需量的固化剂、固化促进剂、触变剂加入到分散罐中，高速分散10～15分钟，得到混合物I；
b、称取定量的耐磨填料加入到混合物I中，再高速分散20～25分钟，即得乙组份，筛网过滤按比例分装即可；
使用时，甲组份：乙组份＝(2.3～3.0)：1，采用高压无气双管喷涂机热喷涂施工成膜；
施工时，将甲、乙组份分别倒入双组份喷涂机的两个预热设备中加热至50℃并搅拌均匀，按调制好的电子配比，通过远端混合器，连续高压无气喷涂至表面处理合格的基材上，获得表面光滑、干燥快、物理机械性能良好的漆膜。
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