CN102220069A

CN102220069A - 一种水性环氧煤焦油涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN102220069A
Application number: CN2011101536027A
Authority: CN
Inventors: 古绪鹏; 杨建国; 乔红斌; 夏友谊; 万玉保; 陈翔; 徐琰; 昌兴龙
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2011-10-19

Abstract

本发明公开了一种水性环氧煤焦油涂料及其制备方法，属于防腐涂料制备技术领域。该涂料由水性环氧树脂固化剂、环氧树脂、煤焦油、稳定分散剂及去离子水组成，其原料组成及质量百分数为：水性环氧树脂固化剂22－32、环氧树脂18－28、煤焦油18－28、稳定分散剂0.1—0.3去离子水18－28，其中水性环氧固化剂由多乙烯多胺经封端、加成、成盐工艺改性制得。本发明制得的环氧煤焦油涂料，具有成本低廉、且适用期长、附着力强等特点。

Description

一种水性环氧煤焦油涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防腐涂料制备技术领域，具体涉及一种水性环氧煤焦油涂料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂涂料是一种高性能涂料，应用十分广泛。它具有多种优点，包括与各种基层都有很强制附着力，涂层的硬度高，有很好的耐水和耐化学性，很好的耐磨性等，可作为地面涂料、金属防锈底漆，船舶涂料等。但是目前市场大多数环氧树脂涂料为溶剂型涂料，含有大量的可挥发性有机化合物（VOC），有毒、易燃，因而对环境和人体造成危害。纯环氧树脂涂料存在耐候性能差，涂膜表面易粉化等不足。煤焦油是煤化工领域产生过程中产生的大量油溶性黑色粘稠液体物质，具有非常强的耐候性和抗老化性，但作为涂料使用存在涂膜软、附着力差等缺点。同时煤焦油一般情况下只能和溶剂型涂料混合使用，如丛修杰等人在《山东建材》2003年 04期上发表的论文“PVC改性煤焦油厚质防水涂料”，作为油溶性防水材料，但可涂刷性较差，且是溶剂型的。中国专利CN1594473“ 一种煤焦油沥青防腐漆”，以煤焦油为主要成膜物质，以矸石粉、煤粉为填充介质，此专利要用一定量异氰酸酯，存在毒性大、溶剂型挥发性有机物含量高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉、性能优良的水性环氧煤焦油涂料及其制备方法。

本发明所提供的水性环氧煤焦油涂料由水性环氧树脂固化剂、环氧树脂、煤焦油、稳定分散剂及去离子水组成，其原料组成及质量百分数为：

水性环氧树脂固化剂 22－32

环氧树脂 18－28

煤焦油 18－28

稳定分散剂 0.1—0.3

去离子水 18－28

所述水性环氧树脂固化剂是由下述质量百分数原料组成：

环氧树脂 20－30

多乙烯多胺 10－20

溶剂 10－20

环氧丙烷丁基醚 8－18

醋酸 2－7

去离子水 10－25

所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂，为环氧树脂E-51或环氧树脂E-44；所述的煤焦油为焦化厂副产品；所述的稳定分散剂是OP-10或土温系列非离子表面活性剂中的一种

所述的多乙烯多胺是二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺；所述的溶剂是：乙醇、丙二醇甲醚中的一种或混合。

本发明所提供的水性环氧煤焦油涂料的制备方法具体步骤如下：

（1）制备水性环氧树脂固化剂：

按规定量加入的环氧树脂和溶剂后升温至40℃－60℃，搅拌均匀至环氧树脂溶解后加入环氧丙烷丁基醚混匀，再加入多乙烯多胺在50℃～70℃条件下保温3小时后，用冷水冷却，加入醋酸中和并保持25min，加入规定量的去离子水搅拌20min，得到水性环氧树脂固化剂。

（2）制备水性环氧煤焦油涂料：

按规定量的环氧树脂和煤焦油先混合并搅拌均匀，再向混合液加入规定量的水性环氧树脂固化剂充分搅拌后，加入规定量二分之一的去离子水进行充分搅拌均匀，制得粘稠均匀乳液，再加入余下二分之一去离子水和规定量稳定分散剂进行充分搅拌均匀，常温下熟化20min便得到水性环氧煤焦油涂料。

上述方法制得的水性环氧煤焦油涂料，用手工搅拌均匀后，用刷子涂覆在马口铁片及玻璃片上，水分挥发后形成黑色光亮的涂膜，涂膜的主要性能：

表干时间 80～120 min，

硬度（铅笔法） 1－4H

附着力（画圈法） 1级

耐水性 25°，140小时不起泡，不剥离。

本发明利用水性环氧树脂固化剂能与煤焦油及环氧树脂能进行直接乳化分散、固化成膜的性能，充分发挥环氧树脂和煤焦油的各自特性，非常好地解决了纯环氧树脂和煤焦油各自成膜性能的不足，可以明显增加涂膜的硬度、防腐、防水及耐候性能，产生了意想不到的效果。采用本发明方法制备的涂料不但可以解决煤焦油综合利用问题而且明显提高其附加值，另外本发明的涂料具有水性化、VOC含量低优点。

本发明采用水性环氧树脂固化剂对环氧树脂和煤焦油混合物进行直接乳化工艺具有制备路线短、操作简便、成本低廉、性能优良等特点。

具体实施方式

实施例1：

（1）制备水性环氧树脂固化剂

在三口烧瓶中加入20克环氧树脂E-44和10克乙醇，然后升温至60℃，搅拌均匀至环氧树脂溶解后加入14克环氧丙烷丁基醚混匀，再加入12克三乙烯四胺，在55℃条件下保温3小时后，用冷水冷却，加入5克醋酸保持25min，加入20克去离子水搅拌20min后出料即为水性环氧树脂固化剂。

（2）制备水性环氧煤焦油涂料

取24克E51环氧树脂和24克煤焦油先混合并搅拌均匀，再向混合液加入26克水性环氧树脂固化剂充分搅拌均匀后，加入10克去离子水进行充分搅拌均匀，制得粘稠均匀乳液，再加入10克水去离子水和0.1克稳定分散剂OP-10进行充分搅拌均匀，常温下熟化20min便得到本发明的水性环氧煤焦油涂料。

上述方法制得的水性环氧煤焦油涂料，手工搅拌均匀，用刷子涂覆在马口铁片上，水分挥发后形成透明的湿膜，涂膜的主要性能：

表干时间 90 min

硬度（铅笔法） 3H 附着力（画圈法） 1级耐水性 25°，140小时不起泡，不剥离。

实施例2：

在三口烧瓶中加入25克E-44环氧树脂和15克乙醇和丙二醇甲醚（质量比1：1）混合溶剂后升温至45℃，搅拌均匀至环氧树脂溶解后加入15克环氧丙烷丁基醚混匀，再加入18克四乙烯五胺，在70℃条件下保温3小时后，用冷水冷却，加入4克醋酸保持25min，加入18克去离子水搅拌20min后出料即为水性环氧树脂固化剂。

（2）制备水性环氧煤焦油涂料

取24克E44环氧树脂和28克煤焦油先混合并搅拌均匀，再向混合液加入22克水性环氧树脂固化剂充分搅拌均匀后，加入12克去离子水进行充分搅拌均匀，制得粘稠均匀乳液，再加入12克水去离子水和0.2克稳定分散剂土温-60进行充分搅拌均匀，常温下熟化20min便得到本发明的水性环氧煤焦油涂料。

表干时间 90 min

硬度（铅笔法） 2H 附着力（画圈法） 1级耐水性 25°，140小时不起泡，不剥离。

下面水性环氧树脂固化剂制备的实施例中，是按实施例1和2的方法，选择不同组分，水性环氧树脂固化剂制备的各物质组分的见表1：

实施例3－12：

将上述制备的固化剂1－5分别与环氧树脂和煤焦油的混合物进行乳化制得水性环氧煤焦油涂料，采用不同的组分，并检测涂膜的主要性能，结果见表2：

注：耐水性，25℃，不起泡，不剥离

Claims

1.一种水性环氧煤焦油涂料，其特征在于：该涂料由水性环氧树脂固化剂、环氧树脂、煤焦油、稳定分散剂及去离子水组成，其原料组成及质量百分数为：

水性环氧树脂固化剂 22－32

环氧树脂 18－28

煤焦油 18－28

稳定分散剂 0.1—0.3

去离子水 18－28

所述水性环氧树脂固化剂是由下述质量百分数原料组成：

环氧树脂 20－30

多乙烯多胺 10－20

溶剂 10－20

环氧丙烷丁基醚 8－18

醋酸 2－7

去离子水 10－25。

2.权利要求1所述水性环氧煤焦油涂料的制备方法，其特征在于该制备方法的具体步骤如下：

（1）制备水性环氧树脂固化剂：

将规定量的环氧树脂和溶剂混合后升温至40℃－60℃，搅拌均匀至环氧树脂溶解后加入环氧丙烷丁基醚混匀，再加入多乙烯多胺在50℃～70℃条件下保温3小时后，用冷水冷却，加入醋酸中和并保持25min后加入规定量的去离子水搅拌20min，得到水性环氧树脂固化剂；

（2）制备水性环氧煤焦油涂料：

将规定量的环氧树脂和煤焦油混合并搅拌均匀，再向所述环氧树脂和煤焦油的混合物中加入规定量的水性环氧树脂固化剂充分搅拌后，加入规定量二分之一的去离子水进行充分搅拌均匀，制得粘稠均匀乳液，再加入余下二分之一去离子水和规定量稳定分散剂进行充分搅拌均匀，常温下熟化20min便得到水性环氧煤焦油涂料。

3.根据权利要求1所述的水性环氧煤焦油涂料，其特征在于：所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂，该双酚A型环氧树脂为环氧树脂E-51或环氧树脂E-44；所述煤焦油为焦化厂副产品；所述的稳定分散剂是OP-10或土温系列非离子表面活性剂中的一种。

4.根据权利要求1所述的水性环氧煤焦油涂料，其特征在于：所述的多乙烯多胺是二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺；所述溶剂是乙醇、丙二醇甲醚中的一种或混合。