CN101619189B - 一种水下无溶剂环氧防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水下无溶剂环氧防腐涂料及其制备方法。涂料由A、B组分组成，其重量百分比组成为：环氧树脂E-51 20-25％，环氧树脂E-44 12-17％，环氧活性稀释剂3-8％，增塑剂3.5-5％，滑石粉10-16％，绢云母粉10-15％，触变剂1.0-1.6％，钛白粉2-4％，偶联剂0.5-1.0％，分散剂0.5-1.2％，消泡剂0.5-1.2％，炭黑0.1-0.5％，1085固化剂12-15％，810固化剂5-8％，其中，1085固化剂和810固化剂为B组分组成，余为A组分组成。分别制备A、B两种组分，使用前将A、B组分按4∶1重量比混合均匀，即制得水下无溶剂环氧防腐涂料。本发明制备工艺简单，产品附着力强、机械强度高、耐腐蚀，尤其是能够实现在低温下涂覆水中构件，固化速度快，不易剥落，涂膜柔韧性好，可适用于水电站闸门、排沙底孔等钢结构和混凝土结构的保护。
Description
技术领域：
本发明涉及一种防腐涂料的制备方法，特别涉及一种低温条件可在水下涂刷的无溶剂环氧防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
处于水环境中的钢结构和混凝土结构长期受到水的浸蚀，会发生腐蚀，大大缩短了其寿命，如果不及时修补会存在安全隐患。现有的防腐涂料是以环氧树脂为基料的无溶剂防腐涂料，在施用时大都要求涂覆底材干燥，不能在潮湿环境和水中的构件上涂刷。目前，市面上已出现能够水下施工的涂料，但是这些涂料在低温条件(5-12℃)的水中难以涂覆，固化后涂膜脆，受到外力冲击易大片剥落，使用效果不理想。目前很多水电工程在温度高的季节处于汛期而无法做防腐施工，大都需要在冬季施工，因此，研制一种能够实现在低温水中涂刷的无溶剂环氧防腐涂料成为迫切需要解决的问题。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，针对现有技术中涂料在低温下不能涂覆，附着力不强，固化涂膜脆、抗冲耐磨差等缺陷，提供一种在低温条件能够对处于水环境中的构件进行涂装，并且有很高附着力，能长期耐受含砂水流冲击的水下环保环氧防腐涂料及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明的低温水下无溶剂环氧防腐涂料，由A、B两种组分组成，A组分为添加了各种填料、助剂的环氧树脂基液，B组分是由两种水下专用固化剂复配而成，其重量百分比组成为：环氧树脂E-51 20-25％，环氧树脂E-44 12-17％，环氧活性稀释剂3-8％，增塑剂304树脂3.5-5％，滑石粉10-16％，绢云母粉10-15％，触变剂1.0-1.6％，钛白粉2-4％，偶联剂0.5-1.0％，分散剂0.5-1.2％，消泡剂0.5-1.2％，炭黑0.1-0.5％，1085固化剂12-15％，810固化剂5-8％，其中，1085固化剂和810固化剂为B组分组成，余为A组分组成。
本发明实现低温下涂装是选用两种专用的水下固化剂配合使用：1085型完全水下强力型环氧树脂固化剂和810固化剂。一般的水下固化剂用于水下时，与在干燥环境中使用相比，粘结强度至少降低一半以上，并出现“泛白”现象。1085型完全水下强力型环氧树脂固化剂是一种憎水类固化剂，它与水不发生反应，胶粘时将水排除被粘物之外与环氧树脂反应而粘结。它不仅能在潮湿环境和水下粘结，且其粘结强度与干燥环境下使用相比保持率接近百分之百。1085型完全水下强力型环氧树脂固化剂在水下、潮湿、低温(0℃)、常温条件下均能固化环氧树脂，并获得优良的水下粘接强度，能满足水下建筑工程要求，便利于冬季施工，该固化剂毒性低(LD＞5000mg/kg)，属微毒或实际无毒化合物，并且有一定的耐热、耐寒性能，是真正名副其实的水下、低温、快速专用环氧树脂固化剂。810固化剂是改性胺类固化剂，在水下、潮湿、低温(0℃)等条件下，均能固化环氧树脂，具有良好的浸润性。两种固化剂混配可以与环氧树脂以合适的比例混合，在低温下进行固化。
本发明中选择低黏度的环氧树脂E-51树脂。为了增加涂膜与底材的粘接力，又选用对底材粘接力好的E-44树脂与E-51树脂配合使用。
本发明中加入304树脂，作为环氧树脂的增塑剂，可参与聚合反应，形成多相的高分子网络结构，提高固化后涂膜的柔韧性，并能提高涂膜与底材的附着力。
本发明中所用稀释剂为多官能团的缩水甘油醚树脂，环氧丙烷丁基醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或二者的混合，是环氧活性稀释剂，既能降低涂料粘度，又能参与反应，并对涂膜具有增韧作用。
本发明中金红石型钛白粉、炭黑混配作为颜料；绢云母与滑石粉混配后作为填料。
本发明的偶联剂为γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)中的一种。
本发明采用的分散剂为德谦923S，它具有特殊的界面活性，能帮助颜料润湿及解凝聚，它能够吸附在颜料表面防止返粗，使涂料具有良好的储存安定性，并且还是膨润土的良好活化剂。
本发明采用的消泡剂为德谦6800，属于高粘度、无溶剂体系专用消泡剂。
本发明采用的触变剂为有机膨润土。
本发明的水下无溶剂环氧防腐涂料的制备方法，按照如下步骤操作：(各物质配比均为重量百分比)
第一步，A组分的制备：
将20-25％的环氧树脂E-51、12-17％的环氧树脂E-44、3-8％的环氧活性稀释剂、0.5-1.0％的偶联剂KH-560或KH-550、0.5-1.2％的分散剂德谦923S、3.5-5％的增塑剂304树脂、0.5-1.2％的德谦6800消泡剂依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入触变剂有机膨润土1.0-1.6％，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉10-16％、绢云母粉10-15％、钛白粉2-4％，炭黑0.1-0.5％，高速搅拌分散，然后研磨、包装；
第二步，B组分的制备：
将1085固化剂12-15％和810固化剂5-8％在密闭容器内搅拌均匀；
第三步，使用前将A、B组分按4∶1重量比混合，搅拌均匀，即制得水下无溶剂环氧防腐涂料。
本发明的水下施工环氧防腐涂料，采用上述材料组成，并具有严格的制备工艺，不仅具有普通环氧防腐涂料附着力强、机械强度高、耐腐蚀性好等优点，尤其是采用了水下专用的低温固化剂，使得涂料即使在低温下也能够涂覆在水中的构件上，固化速度快，不会被水流冲掉，不易剥落，解决了有些工程无法冬季施工的缺陷。另外，由于添加了304树脂做增塑剂，使得固化后的涂膜柔韧性较好。本发明产品及其制备方法克服了环氧树脂固化后较脆的缺陷，即使受到水流冲击或其它外力撞击，也不会大面积剥落。因此，特别适用于水电站闸门、排沙底孔等钢结构和混凝土结构的保护。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
水下施工防腐涂料A组分，按重量百分比计算：
环氧树脂E-51 22％
环氧树脂E-44 15％
乙二醇二缩水甘油醚 5.6％
304树脂 3.75％
滑石粉 13.9％
绢云母粉 13.1％
有机膨润土 1.4％
钛白粉 2.8％
γ-氨基丙基三乙氧基硅烷 0.75％
德谦923S 0.79％
德谦6800 0.79％
炭黑 0.12％
水下施工防腐涂料B组分，按重量百分比计算：
1085固化剂 13.3％
810固化剂 6.7％
水下无溶剂环氧防腐涂料的制备方法如下：
第一步，A组分的制备：
将环氧树脂E-51 22％、环氧树脂E-44 15％、乙二醇二缩水甘油醚5.6％、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.75％、德谦923S 0.79％、304树脂3.75％、德谦6800 0.79％依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入触变剂有机膨润土1.4％，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉13.9％、绢云母粉13.1％、钛白粉2.8％，炭黑0.12％，高速搅拌分散，然后研磨、包装。
第二步，B组分的制备：
将1085固化剂13.3％和810固化剂6.7％在密闭容器内搅拌均匀。
第三步，使用前将A、B组分按4∶1重量比混合，搅拌均匀，即制得水下无溶剂环氧防腐涂料。
A、B组分按上述比例混合后，在5℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚800um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力5.5MPa，表干4小时，实干24小时。
A、B组分按上述比例混合后，在10℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚600um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力6.0MPa，表干4小时，实干16小时。
A、B组分按上述比例混合后，在20℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚550um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力7.5MPa。表干4小时，实干8小时。
实施例2：
水下施工防腐涂料A组分，按重量百分比计算：
环氧树脂E-51 25％
环氧树脂E-44 12％
乙二醇二缩水甘油醚 3.0％
环氧丙烷丁基醚 2.0％
增塑剂304树脂 4.5％
滑石粉 14.4％
绢云母粉 11.0％
有机膨润土 1.6％
钛白粉 3.5％
γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷 1.0％
德谦923S 0.7％
德谦6800 1.0％
炭黑 0.3％
水下施工防腐涂料B组分，按重量百分比计算：
1085固化剂 14％
810固化剂 6％
水下无溶剂环氧防腐涂料的制备方法如下：
第一步，A组分的制备：
将环氧树脂E-51 25％、环氧树脂E-44 12％、乙二醇二缩水甘油醚3.0％、环氧丙烷丁基醚2.0％、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷1.0％、德谦923S 0.7％、304树脂3.75％、德谦6800 1.0％依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入触变剂有机膨润土1.6％，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉14.4％、绢云母粉11.0％、钛白粉3.5％，炭黑0.3％，高速搅拌分散，然后研磨、包装。
第二步，B组分的制备：
将1085固化剂14％和810固化剂6.0％在密闭容器内搅拌均匀。
第三步，使用前将A、B组分按4∶1重量比混合，搅拌均匀，即制得水下无溶剂环氧防腐涂料。
A、B组分按上述比例混合后，在5℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚800um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力5.6MPa，表干5小时，实干26小时。
A、B组分按上述比例混合后，在10℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚600um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力6.3MPa，表干4.5小时，实干20小时。
A、B组分按上述比例混合后，在20℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚520um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力7.0MPa。表干4小时，实干15小时。
实施例3：
水下施工防腐涂料A组分，按重量百分比计算：
环氧树脂E-51 20％
环氧树脂E-44 17％
乙二醇二缩水甘油醚 3.2％
环氧丙烷丁基醚 3.0％
304树脂 3.1％
滑石粉 15.0％
绢云母粉 13.88％
有机膨润土 1.2％
钛白粉 2.0％
γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷 0.5％
德谦923S 0.5％
德谦6800 0.5％
炭黑 0.12％
水下施工防腐涂料B组分，按重量百分比计算：
1085固化剂 12.0％
810固化剂 8.0％
水下无溶剂环氧防腐涂料的制备方法如下：
第一步，A组分的制备：
将环氧树脂E-51 20％、环氧树脂E-44 17％、乙二醇二缩水甘油醚3.2％、环氧丙烷丁基醚3.0％、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷0.5％、德谦923S 0.5％、304树脂3.1％、德谦6800 0.5％依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入触变剂有机膨润土1.2％，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉15％、绢云母粉13.88％、钛白粉2.0％，炭黑0.12％，高速搅拌分散，然后研磨、包装。
第二步，B组分的制备：
将1085固化剂12％和810固化剂8.0％在密闭容器内搅拌均匀。
第三步，使用前将A、B组分按4∶1重量比混合，搅拌均匀，即制得水下无溶剂环氧防腐涂料。
A、B组分按上述比例混合后，在5℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚850um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力5.3MPa，表干3.5小时，实干22小时。
A、B组分按上述比例混合后，在10℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚620um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力6.0MPa，表干4.0小时，实干18小时。
A、B组分按上述比例混合后，在20℃的水中可顺利涂刷于除锈的钢板上，涂膜厚520um，柔韧性2mm无折纹，耐冲击强度50Kg.cm，无裂纹，附着力7.2MPa。表干4小时，实干10小时。
Claims (4)
1.一种水下无溶剂环氧防腐涂料，其特征在于由A、B两种组分组成，A组分为添加了填料、助剂的环氧树脂基液，B组分是由两种水下专用固化剂复配而成，其重量百分比组成为：环氧树脂E-51 20-25％，环氧树脂E-44 12-17％，环氧活性稀释剂3-8％，增塑剂304树脂3.5-5％，滑石粉10-16％，绢云母粉10-15％，触变剂1.0-1.6％，钛白粉2-4％，偶联剂0.5-1.0％，分散剂0.5-1.2％，消泡剂0.5-1.2％，炭黑0.1-0.5％，1085固化剂12-15％，810固化剂5-8％，其中，1085固化剂和810固化剂为B组分组成，余为A组分组成。
2.根据权利要求1所述的一种水下无溶剂环氧防腐涂料，其特征在于环氧活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或二者的混合。
3.根据权利要求1所述的一种水下无溶剂环氧防腐涂料，其特征在于触变剂是有机膨润土；偶联剂是γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷；分散剂是德谦923S；消泡剂是德谦6800。
4.一种水下无溶剂环氧防腐涂料的制备方法，其特征在于按照如下步骤操作：各物质用量配比均按重量百分比，第一步，A组分的制备：将环氧树脂E-5120-25％、环氧树脂E-4412-17％、环氧丙烷丁基醚和乙二醇二缩水甘油醚中的一种或二者的混合3-8％、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.5-1.0％、德谦923S 0.5-1.2％、304树脂3.5-5％、德谦6800消泡剂0.5-1.2％依次倒入搅拌分散釜中，进行搅拌，倒入有机膨润土1.0-1.6％，再进行搅拌，搅拌均匀后，加入滑石粉10-16％、绢云母粉10-15％、钛白粉2-4％，炭黑0.1-0.5％，高速搅拌分散，然后研磨、包装；第二步，B组分的制备：将1085固化剂12-15％和810固化剂5-8％在密闭容器内搅拌均匀；第三步，使用前将A、B组分按4∶1重量比混合，搅拌均匀，即制得水下无溶剂环氧防腐涂料。
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