CN101899257A - 一种重防腐隔热导静电涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重防腐隔热导静电涂料，采用丙烯酸改性环氧树脂为基料，溶于活性和非活性型稀释剂、以液态聚硫橡胶为增韧剂，在功能颜填料和助剂的配合下制备成甲组份；以腰果壳液合成的改性胺为固化剂，在促进剂和亲水剂配合下组成乙组份，甲乙双组份按2∶1重量比混合后制成。本发明无溶剂、附着力强、导静电性能高，重防腐性及隔热性能优良，并且环保无毒、可湿面带锈厚涂，大大降低涂装成本，适用于大型贮油罐内外壁、船舶压载舱、海上砧井平台、桥梁、露天石化设备、舰船及高速列车等的防腐涂装。

Description

一种重防腐隔热导静电涂料

所属发明领域

本发明涉及到金属表面涂料技术领域，具体说是涉及到一种重防腐隔热导静电涂料。

背景技术

随着社会的进步，防腐涂料与涂装技术的发展更加注重“环保、安全、性能、成本”的综合平衡。环保与安全是防腐工业发展的前提条件，高性能、多功能、低成本是防腐业追求的目标。在防腐工程总成本中，涂料成本占15-30％，涂装成本占70-85％，涂装成本包括基材表面处理成本、时间成本、环境成本、废物处理成本、安全程序成本等。在石化设备、舰船及储油罐的金属表面如产生静电则会引发火灾或爆炸、而金属表面的腐蚀也会危及设备安全。作为石化设备、舰船及储油罐的金属表面涂层，应首先具备导静电性能，同时尚应具有重防腐性、耐化学介质性、耐油耐水性等性能。目前金属表面上所使用的防腐隔热导静电涂料基本上都是溶剂型涂料，涂料中含有一定的有机溶剂，涂装过程中对环境造成了一定程度的污染，存在着火灾安全隐患，尤其是在密闭环境中施工，对人体健康的伤害极大。因此涂料的无溶剂化和水性化是今后防腐涂料的发展方向。如何尽快研制出一种新型的无溶剂型环氧导静电性和重防腐性并且隔热性能强的金属表面涂料是本技术领域当前的任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种无溶剂、环保无毒、节能减排、附着力强、导静电性能强，且重防腐性及隔热性能优良的重防腐隔热导静电涂料，并提供其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用技术方案：一种重防腐隔热导静电涂料：采用丙烯酸改性环氧树脂为基料，以活性和非活性型稀释剂为溶剂、以液态聚硫橡胶为增韧剂，在功能颜填料和助剂的配合下制备成甲组份；以腰果壳液合成的改性胺为固化剂，在促进剂和亲水剂配合下组成乙组份，甲乙双组份按2∶1重量比混合配漆，在配方中各组份成分构成如下，其中甲组份为：

改性环氧树脂BYD-72013     0-50％

聚硫橡胶JLY-121           2-10％

活性稀释剂6286            3-8％

非活性稀释剂NX-2020       3-8％

超细硅铝基空心微珠        10-15％

金红石型钛白粉R-706       6-10％

掺杂聚苯胺                3-10％

气相SiO₂                  1-4％

磷酸铝锌                  2-5％

四盐基锌黄                2-5％

绢云母                    2-5％

滑石粉                    3-8％

分散剂BYK-108             0.5-2％

消泡剂BYK-A530            0.4-1％

流平剂BYK-306             0.2-0.6％

流平剂BYK-354             0.2-0.6％

偶联剂                    0.2-0.8％

乙组份为：

改性胺NX-20079            0-94％

促进剂DMP-30              3-5％

丙酮(亲水剂)              3-5％

上述各组份中成分含量按重量百分比计。

上述重防腐隔热导静电涂料的制备工艺步骤如下：

a.制备聚苯胺浆：在配方量非活性稀释剂NX-2020中，加入1％高分子分散剂3275，再加入配方量掺杂聚苯胺粉末，以2000r/min搅拌分散3小时，制得聚苯胺浆；

b.甲组份的制备：按上述甲组份各成分分别称量，将环氧树脂、聚硫橡胶JLY-121、活性稀释剂及助剂加入分散釜中搅拌均匀，再加入聚苯胺浆及除空心微珠以外的颜填料，高速分散并研磨至细度≤30mm，最后加入空心微珠分散均匀，过滤装桶，制得甲组份；

c.乙组份的制备：按上述乙组份中成分比例，将改性胺加入促进剂和亲水剂搅拌均匀后，制得乙组份；

d.甲乙组份按甲组份∶乙组份＝100∶50混合后成为重防腐隔热导静电涂料。

本发明是一种能在苛刻腐蚀环境下具有长效防护性、隔热隔音降噪性、导静电性、柔韧性等多功能、多用途涂料。其原理在于：甲组份选用了丙烯酸改性的双酚A型液态环氧树脂BYD-7201，其固化后有较高的交联密度，优异的防腐性能，特别适用于需耐浓度较高的强酸、强碱介质的环境。为了提高环氧树脂及其涂料的柔性，采用液态橡胶与环氧树脂进行物理共混，选用液态聚硫橡胶JLY-121作增韧剂，其作用机理是：减少环氧固化物交联点间链运动的势垒，利用基料大分子链段和增韧剂(橡胶)分子间相互作用替代大分子链间相互作用，使固化物的玻璃化温度降低，改善弯曲性，赋予柔韧性，提高延伸率和耐冲击性。本发明配方中没有溶剂，使用反应型活性稀释剂和非反应型活性稀释剂混合的稀释剂来调节液态环氧树脂涂料的粘度，反应型活性稀释剂6286，不但粘度低、稀释效果好，而且能参与反应，提高交联网络密度，增强防腐性能，其具有的亲水性还可增强涂层的干、湿界面附着力。而非反应型活性稀释剂具有很好的调节粘度作用，既能保证涂膜的理化性能，还能调节施工操作时间，又能提高涂膜的韧性，其独特的结构使它能与各种环氧体系有极好的相容性，对施工表面有很强的浸润性能，对涂层的防腐、防护具有很好的促进作用。将两种稀释剂配合使用，可起到优势互补良好的效果。在颜填料中，加入金红石型钛白粉提高涂料的着色性、遮盖力及耐候性；加入的磷酸铝锌是磷酸锌的改性后的第二代防锈颜料，改性后的磷酸盐其电化学防腐性能、与漆膜的相容性、漆膜的屏蔽作用、漆膜与基材的附着力等方面都有提高，增强了涂层的防腐性能。加入的硅铝基空心微珠填料(体质颜料)除降低成本外，主要用于改善涂料的物理机械性能，硅铝基空心微珠，其内部呈微小的多孔性空心结构，表面由纤维空心网状结构构成坚硬的外壳，抗压强度为4000-7000kg/cm²，导热系数为0.07-0.12W/(m·k)，具有抗压、增韧、硬度高；阻燃、隔热、耐高温；隔音、绝缘、防静电；防水、防腐、低收缩；无毒、防菌、耐酸碱的特点。聚苯胺对铁基金属除有优良的防腐保护作用外，也是优良的导电添加剂。聚苯胺与金属在氧化一还原催化过程中，在金属表面形成一层致密金属氧化膜，使金属层的电极电位处于钝化区，得到保护，并且具有耐点蚀、耐划伤等自修复功能。掺杂聚苯胺是经过十二烷基磺酸盐掺杂的聚苯胺，作为无机导电填料的代替物加入树脂中，经预先分散制成稳定浆料后再加入，形成的导电涂膜具有消除静电、抗电磁屏蔽及防腐特性，其涂层表面电阻小于10⁹Ω，电导率大于10^-9S/m。添加的气相二氧化硅在液体介质中呈现增稠性和触变性，使立面厚涂不出现流挂现象，并且防止颜填料沉淀，改善涂覆性能，提高边棱处涂覆厚度的保持率；而添加的两种流平剂(BYK-306和BYK-354)不但能降低涂料的表面张力，而且可提高对基材的润湿性，增进流平和光泽。添加BYK-108分散剂，增加分散、研磨时树脂对颜填料的润湿性，降低粘度和增进涂料的贮存稳定性；加入的消泡剂BYK-A530是一种破泡聚合物和聚硅氧烷的溶液，避免涂膜产生针孔。添加的硅烷偶联剂是为了提高组份中各成分间的相容性，尤其是聚硫橡胶与环氧树脂的相容性，防止相分离，提高涂层的理化性能，硅烷偶联剂具有两种不同性质的反应基团；亲无机基团和亲有机基团，亲无机基团与无机物表面的化学基团反应，形成强固的化学键合，亲有机基团与有机分子反应或者物理缠绕，从而使有机与无机材料界面实现化学键接，形成网络结构。

乙组份中固化剂使用的是腰果壳液合成的改性胺固化剂NX-2007，腰果油改性的酚醛胺固化剂是一类低温干燥速度快、防腐性能优异的新型环氧固化剂，其分子结构中含有大量能促进环氧树脂固化的酚羟基和常温反应活性高的脂肪胺，使固化体系在冬季低温条件下也能快速固化，同时极性的羟基还能增强对底材的润湿和附着力。另一方面，腰果油衍生物一般是以含不饱和双键的碳15长链取代酚为基础，碳15长链能给体系提供优异的耐水性和柔韧性。同时取代酚中含有苯环结构又具有耐化学腐蚀性能好的特点。该固化剂既有低相对分子质量脂肪胺体系的硬度和优良的耐化学腐蚀性能，又有低相对分子质量聚酰胺体系的使用期长、良好的柔韧性和低毒性能，此外还有一般酚醛胺体系的快速固化和优良的附着力，具有明显的防腐、防护和低温潮湿固化、无毒、柔韧、耐磨、快干性能特点。

本发明的无溶剂重防腐隔热导静电涂料，在潮湿带瞬锈的金属表面上不但有极佳的浸润性和渗透性，而且有强固的附着力。是因为甲组分中的稀释剂、分散剂、流平剂、偶联剂都具有浸润性和亲水性，乙组分中的固化剂也具有浸润性，丙酮则是优良的亲水剂和渗透剂；防锈颜料——磷酸铝锌，遇水容易离解和水解，生成第二代磷酸盐离子，磷酸根与铁锈离子反应，生成难溶且紧密的磷酸盐附着层，引起阳极极化；而锌、铝离子与阴极区的OH^-1反应，生成难溶物而引起阴极极化，具有缓蚀、钝化作用。将多种不同功能型材料科学组合，通过化学反应和离子交换，将钢结构基材表面的水分和闪锈转化成涂层的组成部分，而且不影响涂层的理化性能；该涂料固体含量超过98％，固化涂膜柔韧致密，没有溶剂型涂膜表面常出现的针眼，具有优异的屏蔽性，可有效防止水汽、氧、离子等的渗透，大大提高了涂膜的物理、化学防腐性能。本发明环保无毒、可湿面带锈厚涂，大大降低涂装成本。可用于大型贮油罐内外壁、船舶压载舱、海上砧井平台、桥梁、露天石化设备、舰船及高速列车等的防腐涂装。

本发明经检测，主要性能如下：

无溶剂环氧重防腐隔热导静电涂料性能指标

耐汽油(室温，1年)	无变化	GB/T9274-1988
			耐煤油(室温，1年)	无变化	GB/T9274-1988
耐酒精(室温，1年)	无变化	GB/T9274-1988
			导热系数/〔w/(m·k〕〕	0.245	GB/T20473-2006
表面电阻率(Ω·cm2)	108	GB/T6906-1993

经检测表明，本发明制备的重防腐隔热导静电涂料，其附着力、导静电性、重防腐性及隔热性等各项指标的数值都达到或优于涂料的国家标准，达到了发明目的。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，所涉及的成分含量均按重量百分比计。

实施例：一种重防腐隔热导静电涂料：采用丙烯酸改性环氧树脂为基料，以反应型和非反应型稀释剂为溶剂、以液态聚硫橡胶为增韧剂，在功能颜填料和助剂的配合下制备成甲组份；以腰果壳液合成的改性胺为固化剂，在促进剂和亲水剂配合下组成乙组份，甲乙组份按2∶1重量比混合后，配制成双组份的重防腐隔热导静电涂料：在配方中各组份成分构成如下，其中甲组份为：

改性环氧树脂BYD-7201            40％

聚硫橡胶JLY-121                 2％

活性稀释剂6286                  5％

非活性稀释剂NX-2020             10％

超细硅铝基空心微珠              12％

金红石型钛白粉R-706             8％

掺杂聚苯胺                      5％

气相SiO₂                        2％

磷酸铝锌                        3％

四盐基锌黄                      3％

绢云母                          3％

滑石粉                          5％

分散剂BYK-108                   0.6％

消泡剂BYK-A530                  0.3％

流平剂BYK-306                   0.3％

流平剂BYK-354                   0.4％

偶联剂                    0.4％

乙组份为：

改性胺NX-2007             92％

促进剂DMP-30              4％

丙酮(亲水剂)              4％

重防腐隔热导静电涂料的制备工艺步骤如下：

甲组份的制备：

a.制备聚苯胺浆：在配方量非活性稀释剂NX-2020中，加入1％高分子分散剂3275，再加入配方量掺杂聚苯胺粉末，以2000r/min搅拌分散3小时，制得聚苯胺浆；

b.甲组份的制备：按上述甲组份各成分别称量，将环氧树脂、聚硫橡胶JLY-121、活性稀释剂及助剂加入分散釜中搅拌均匀，再加入聚苯胺浆及除空心微珠以外的颜填料，高速分散并研磨至细度≤30mm，最后加入空心微珠分散均匀，过滤装桶，制得甲组份；

c.乙组份的制备：按上述乙组份中成分比例，将改性胺加入促进剂和亲水剂搅拌均匀后，制得乙组份；

d.甲乙组份按甲组份∶乙组份＝100∶50混合后成为重防腐隔热导静电涂料。

Claims (2)

1.一种重防腐隔热导静电涂料：其特征在于：采用丙烯酸改性环氧树脂为基料，溶于活性和非活性型稀释剂、以液态聚硫橡胶为增韧剂，在功能颜填料和助剂的配合下制备成甲组份；以腰果壳液合成的改性胺为固化剂，在促进剂和亲水剂配合下组成乙组份，甲乙双组份混合后制成重防腐隔热导静电涂料，在配方中各组份成分构成如下，其中甲组份为：

改性环氧树脂BYD-7201        30-50％

聚硫橡胶JLY-121             2-10％

活性稀释剂6286              3-8％

非活性稀释剂NX-2020         3-8％

超细硅铝基空心微珠          10-15％

金红石型钛白粉R-706         6-10％

掺杂聚苯胺                  3-10％

气相SiO₂                    1-4％

磷酸铝锌                    2-5％

四盐基锌黄                  2-5％

绢云母                      2-5％

滑石粉                      3-8％

分散剂BYK-108               0.5-2％

消泡剂BYK-A530              0.4-1％

流平剂BYK-306               0.2-0.6％

流平剂BYK-354               0.2-0.6％

偶联剂                      0.2-0.8％

乙组份为：

改性胺NX-2007               90-94％

促进剂DMP-30                3-5％

丙酮(亲水剂)                3-5％

上述各组份中成分含量按重量百分比计。

2.制备如权利要求1所述重防腐隔热导静电涂料的方法，其工艺步骤如下：

a.制备聚苯胺浆：在配方量非活性稀释剂NX-2020中，加入1％高分子分散剂3275，再加入配方量掺杂聚苯胺粉末，以2000r/min搅拌分散3小时，制得聚苯胺浆；

b.甲组份的制备：按上述甲组份各成分分别称量，将环氧树脂、聚硫橡胶JLY-121、活性稀释剂及助剂加入分散釜中搅拌均匀，再加入聚苯胺浆及除空心微珠以外的颜填料，高速分散并研磨至细度≤30mm，最后加入空心微珠分散均匀，过滤装桶，制得甲组份；

c.乙组份的制备：按上述乙组份中成分比例，将改性胺加入促进剂和亲水剂搅拌均匀后，制得乙组份；

d.甲乙组份按甲组份∶乙组份＝100∶50混合后成为重防腐隔热导静电涂料。