CN101824265A

CN101824265A - 一种低表面处理湿固化重防腐涂料

Info

Publication number: CN101824265A
Application number: CN201010102892A
Authority: CN
Inventors: 李运德; 黄玖梅; 师华; 杨振波; 冯雍; 胡立明; 彭登轩; 于一川; 陈立江; 徐永祥; 姜小刚; 张亮; 曾灵华; 商汉章; 刘伟
Original assignee: BEIJING HANGCAI BIAM NEW MATERIAL TECHNOLOGY ENGINEERING CO LTD
Current assignee: BEIJING HANGCAI BIAM NEW MATERIAL TECHNOLOGY ENGINEERING CO LTD
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-09-08

Abstract

一种常温下固化，可应用于含有少量铁锈及水的钢铁结构表面，以及潮湿的混凝土结构表面用作长寿命防腐涂层的溶剂型双组份重防腐涂料及其制备方法。

Description

一种低表面处理湿固化重防腐涂料

技术领域

本发明涉及一种溶剂型双组份重防腐涂料，该涂料可应用于含有少量铁锈及水的钢铁结构表面，以及潮湿的混凝土结构表面用作长寿命防腐涂层。

背景技术

新兴的海洋工程——海上设施、海岸、海湾构造物及海上石油钻井平台；现代化的交通运输——桥梁、船舶、集装箱、火车和汽车；重要的能源工业——油管、油罐、输变电设备、核电设备及煤矿矿井；大型的工矿企业——化工、钢铁、石油化工厂的管道、贮槽、设备及大型矿山冶炼设备等采用了大量的钢铁结构及混凝土结构，对这些结构进行防腐涂装，达到长效重防腐的目的，必须对结构表面进行预处理。对钢铁结构的前处理要求通常需达到Sa2_1/2级(GB/T8923)，即非常彻底的喷射除锈，表面也不能有水存在；对混凝土结构的表面处理也要求表面无明水(JT/T 695)。普通的重防腐涂料若应用于表面处理达不到要求的钢结构以及混凝土结构表面，会降低涂层的长效保护效果，甚至过早的出现涂层剥落、开裂等破坏现象。所以，良好的表面处理是重防腐涂料发挥保护作用的必要条件。

但在目前的实际工程中，国内外有大量海上采油平台、已建桥梁、电塔、体育馆等设施的钢结构进入了维修期，需要对旧有涂层进行重新涂装。而在这些已建钢结构的基础上进行喷射前处理的难度非常之大，其涉及环境保护，施工难度，工程维修造价等各个方面。因此，国内外多采用手工除锈对这些旧钢构进行表面处理。此外，在船舶制造与维修领域，随着世界各国对工人劳动保护的要求越来越高，高压水除锈和湿喷砂工艺正逐步取代传统的喷砂工艺，对舰船内部特别是封闭环境的钢材表面进行前处理。采用手工除锈、高压水除锈及湿喷砂除锈工艺后的钢材表面不能满足前处理达到Sa2_1/2级的要求，经处理过的钢铁表面往往带有锈蚀和水。此外，对于港口、码头、桥梁、大坝等混凝土结构潮差区与浪溅区进行重防腐涂装时，无法避免混凝土表面有明水的存在。鉴于此原因，开发对钢结构及混凝土结构表面处理要求等级较低的、有一定的铁锈及水容忍能力的低表面处理重防腐涂料，是目前防腐涂料研究开发的方向之一。

发明内容

为解决上述问题，本发明拟研制一种溶剂型双组份重防腐涂料，该涂料可应用于含有少量铁锈及水的钢铁结构表面，以及潮湿的混凝土结构表面用作长寿命防腐涂层。其特征在于，所述的溶剂型双组份重防腐涂料，由A、B两种组分按如下重量此组成，

A组分：双酚A型低分子量环氧树脂25％～35％；双酚A型中分子量环氧树脂15％～30％；防锈颜料5％～30％；体质填料0％～20％；润湿分散剂0.3％～4％；消泡剂0.1％～0.5％；流平助剂0.2～0.8％；溶剂5％～15％；

B组分：主固化剂45％～60％；潜固化剂15％～25％；溶剂15％～40％。

A、B组分的重量之此为5～10∶1～4，优选6～10∶1～2，更优选8～10∶1，最优选10∶1。

本发明还包括如下实施方案，一种上述可应用于含有少量铁锈及水的钢铁结构表面，以及潮湿的混凝土结构表面用作长寿命防腐涂层的溶剂型双组份重防腐涂料的制备方法，其包括如下步骤：

A组分的制备：按比例将润湿分散剂、消泡剂、防锈颜料和体质填料加入到适宜量的环氧树脂和有机溶剂中进行搅拌，充分混合后研磨成色浆；然后将色浆按此例加入到树脂和溶剂中，加入流平助剂后搅拌均匀；

B组分的制备：按此例将主固化剂与潜固化剂溶解在有机溶剂中搅拌均匀。

使用时，将A、B两种组分按规定此例充分混合并搅拌，即得本发明的881重防腐涂料。

在优选的实施方案中，颜料和填料的粒径为35μm以下；优选在1～35μm；更优选在5～35μm；最优选15～25μm。

防锈颜料和体质填料基于涂料的总重量，优选为5～50％重量，更优选10～45％重量，最优选15～40％重量。

A组分中，所述的双酚A型低分子量环氧树脂优选E44环氧树脂。

A组分中，所述的双酚A型中分子量环氧树脂优选E20环氧树脂。

A组分中，所述的防锈颜料优选磷酸锌、氧化铁红、三聚磷酸铝、氧化锌、中铬黄等活性防锈颜料，更优选三聚磷酸铝防锈颜料。防锈颜料是利用涂料渗透到锈层内部，将铁锈分割包围，而活性颜料中的P₃O₁₀ ^5-及PO₃-除了与成膜物中的极性基团(-OH，-COOH)络合成稳定交联化合物外，更能与Fe、Fe²⁺、Fe³⁺生成鳌合物，在金属表面形成稳定的保护膜，抑制锈蚀的形成和分层，从而起到防锈作用。

A组分中，所述的体质填料优选沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉等体质填料，更优选沉淀硫酸钡体质填料。

A组分中，所述的润湿分散剂为本领域常规的助剂，如含多元胺的嵌段共聚物溶液、含酸性基团的共聚体溶液、不饱和多元酸的多元酰胺溶液等，优选多元胺的嵌段共聚物溶液、含酸性基团的共聚体溶液，更优选含酸性基团的共聚体溶液。消泡剂亦为本领域常规的助剂，如高级脂肪酸酰胺消泡剂、改性有机硅树脂消泡剂，聚丙二醇消泡剂，有机磷酸三酯消泡剂，优选改性有机硅树脂消泡剂。流平助剂亦为本领域常规的助剂，如改性聚硅氧烷型流平剂、相容性受限制的长链树脂型流平剂，如丙烯酸酯均聚物和共聚物；以高沸点溶剂为主要成分的流平剂，优选改性聚硅氧烷型流平剂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸，更优选改性聚硅氧烷型流平剂。溶剂优选为芳香烃类、酮类和醇类，更优选芳香烃类和醇类，最优选二甲苯和正丁醇。

881重防腐涂料能在潮湿带锈的钢结构表面或潮湿混凝土表面固化的机理如下：利用主固化剂结构中分子外氢键和极性官能团的亲水性原理，赋予料浆与水相适宜的表面张力和一定程度的亲和性，在潮湿表面产生极强的铺展力，在涂料铺展润湿基体表面的同时，料浆对基体表面的水膜进行置换，料浆中成膜材料的极性结构基团与潮湿基材表面进行“铆接”，置换下来的水膜被推移到铺展层表面，不影响涂料的固化和涂层的性能。同时利用潜伏固化剂激活过程中消耗潮湿基体表面一定量的水，从而配合主固化剂，提高了整个涂层与水的相容忍性

B组分的主固化剂优选曼尼期碱类(酚醛胺)、多酰胺基胺类、氨基聚酰胺类。最优选曼尼期碱类(酚醛胺)。

B组分的潜伏固化剂优选酮亚胺类潜伏固化剂、如丁酮亚胺、甲基异丁基酮亚胺、甲基乙基酮亚胺等。最优选甲基乙基酮亚胺。

B组分溶剂优选为芳香烃类、酮类和醇类，更优选芳香烃类和醇类，最优选二甲苯和正丁醇。

本发明通过选择和复配适宜的环氧树脂基材料，结合固化交联效果良好，与水相容性好且可吸湿固化的主潜复配固化体系，筛选和优化防锈性能好的颜填料体系，添加和考核匹配的助剂组合体系，选择适宜的溶剂体系，研制出可应用于含有少量铁锈及水的钢铁结构表面，以及潮湿的混凝土结构表面用作长寿命防腐涂层的双组份重防腐涂料。

本发明选用的881重防腐涂料表面预处理工艺和涂装基本流程如下：

样板以钢结构为基材：

选用带锈A3钢板采用手工除锈达到St3级(GB/8923)；采用刷涂、喷涂等施工工艺，涂装881重防腐涂料干膜厚度150～200μm。在标准室温下养护14天后，实验检测结果如表1所示。

表1

序号	项目	技术指标	试验方法
序号	项目	技术指标	试验方法	1	附着力，MPa	7.0	GB/T 5210
2	耐盐水性，3％NaCl	240h无异常	GB/T9274-1988	1	附着力，MPa	7.0	GB/T 5210
2	耐盐水性，3％NaCl	240h无异常	GB/T9274-1988	3	耐碱性，5％H₂SO₄	240h无异常	GB/T9274-1988

样板以混凝土结构为基材：

选用表面含水率为8％的混凝土试块；采用刷涂、喷涂等施工工艺，涂装881重防腐涂料干膜厚度150～200μm。在标准室温下养护14天后，实验检测结果如表2所示。

表2

序号	项目	技术指标	试验方法
序号	项目	技术指标	试验方法	1	附着力，MPa	5.5	GB/T 5210
2	耐盐水性，3％NaCl	240h无异常	GB/T9274-1988	1	附着力，MPa	5.5	GB/T 5210
2	耐盐水性，3％NaCl	240h无异常	GB/T9274-1988	3	耐碱性，5％H₂SO₄	240h无异常	GB/T9274-1988
4	耐酸性，5％NaOH	240h无异常	GB/T9274-1988	3	耐碱性，5％H₂SO₄	240h无异常	GB/T9274-1988
4	耐酸性，5％NaOH	240h无异常	GB/T9274-1988	5	耐盐雾性能	3000h不起泡、不剥落、无裂纹	GB/T1771-1997

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行详细说明，所述实施例仅是便于理解本发明，而非对本发明的限制，本领域技术人员，在阅读本发明说明书的基础上，作出的任何变型或改变，都不会背离本发明的精神和范围。

下述实施例所制备的样板可达表1、表2所列举的技术指标。

实施例1

A组分制备：将0.6克改性有机硅树脂消泡剂、0.5g克润湿分散剂，加入到10克E44环氧树脂、5克E20树脂与由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的10g混合溶剂中搅拌0.2小时以上，使两者充分混合均匀，将15克磷酸锌、24克氧化铁红加入到上述溶液中，搅拌0.3小时以上，至均匀。将混合好的浆液研磨至细度25μm以下，得到红色色浆。在上述红色色浆中加入0.6克改性聚硅氧烷型流平剂、20克E44环氧树脂、15克E20树脂与5克由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的混合溶剂中，搅拌0.3小时以上，至均匀，调制成881重防腐涂料A组分。

B组分的制备：将8克曼尼期碱类固化剂与2克甲基乙基酮亚胺溶解在4克由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的混合溶剂搅拌充分混合均匀。

涂覆前，将A、B两种组分混合，搅拌均匀后，得到红色881重防腐涂料。

实施例2

A组分制备：将0.5克改性有机硅树脂消泡剂、0.4g克润湿分散剂，加入到12克E44环氧树脂、4克E20树脂与由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的7g混合溶剂中搅拌0.2小时以上，使两者充分混合均匀，将7克中铬黄、28克沉淀硫酸钡加入到上述溶液中，搅拌0.3小时以上，至均匀。将混合好的浆液研磨至细度25μm以下，得到黄色色浆。在上述黄色色浆中加入0.5克改性聚硅氧烷型流平剂、18克E44环氧树脂、17克E20树脂与5克由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的混合溶剂中，搅拌0.3小时以上，至均匀，调制成881重防腐涂料A组分。

B组分的制备：将8克氨基聚酰胺类固化剂与2克丁酮亚胺溶解在4克由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的混合溶剂搅拌充分混合均匀。

涂覆前，将A、B两种组分混合，搅拌均匀后，得到黄色881重防腐涂料。

实施例3

A组分制备：将0.4克改性有机硅树脂消泡剂、0.4g克润湿分散剂，加入到12克E44环氧树脂、3克E20树脂与由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的10g混合溶剂中搅拌0.2小时以上，使两者充分混合均匀，将15克三聚磷酸铝、20克重质碳酸钙加入到上述溶液中，搅拌0.3小时以上，至均匀。将混合好的浆液研磨至细度25μm以下，得到白色色浆。在上述白色色浆中加入0.4克改性聚硅氧烷型流平剂、15克E44环氧树脂、20克E20树脂与8克由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的混合溶剂中，搅拌0.3小时以上，至均匀，调制成881重防腐涂料A组分。

B组分的制备：将7克曼尼期碱类固化剂与3.5克甲基乙基酮亚胺溶解在4克由二甲苯和正丁醇按7∶3配成的混合溶剂搅拌充分混合均匀。

涂覆前，将A、B两种组分混合，搅拌均匀后，得到白色881重防腐涂料。

Claims

1.一种溶剂型双组份重防腐涂料，其特征在于，所述的重防腐涂料由A、B两种组分按如下重量比组成，

A组分：双酚A型低分子量环氧树脂25％～35％；双酚A型中分子量环氧树脂15％～30％；防锈颜料5％～40％；体质填料0％～10％；润湿分散剂0.3％～4％；消泡剂0.1％～0.5％；流平助剂0.2～0.8％；溶剂5％～15％；

A、B组分的重量之比为5～10∶1～4。

2.根据权利要求1所述的双组份重防腐涂料，A组分中，所述的双酚A型低分子量环氧树脂优选E44环氧树脂；所述的双酚A型中分子量环氧树脂优选E20环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的双组份重防腐涂料，B组分中，固化剂由主固化剂与潜固化剂复配而成。

4.根据权利要求3所述的主固化剂优选曼尼期碱类(酚醛胺)、多酰胺基胺类、氨基聚酰胺类。最优选曼尼期碱类(酚醛胺)。

5.根据权利要求3所述的潜固化剂优选酮亚胺类潜伏固化剂、如丁酮亚胺、甲基异丁基酮亚胺、甲基乙基酮亚胺等。最优选甲基乙基酮亚胺。

6.权利要求1-5任一项所述的双组份重防腐涂料的制备方法，其包括如下步骤：

A组分的制备：按比例将润湿分散剂、消泡剂、防锈颜料和体质填料加入到适宜量的环氧树脂和有机溶剂中进行搅拌，充分混合后研磨成单色浆；然后将各单色浆按比例加入到树脂和有机溶剂中，加入流平助剂后搅拌均匀；

B组分的制备：按比例将主固化剂与潜固化剂溶解在有机溶剂中，搅拌均匀。

使用时，将A、B两种组分按规定比例充分混合并搅拌，即得本发明的881重防腐涂料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述的有机溶剂优选为芳香烃类、酮类和醇类，更优选芳香烃类和醇类，最优选二甲苯和正丁醇。