CN102337067A - 水性环氧防锈涂料 - Google Patents
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Abstract
水性环氧防锈涂料，涉及化学工业领域中的涂料技术领域。本发明由A组份和B组份组成，A组份与B组份的重量比为100︰7～8；A组份由高性能硅丙改性水性环氧乳液、防锈颜料、填料、助剂、抗闪蚀剂和去离子水组成，B组份为混合改性胺固化剂。本发明提高了聚合物涂层的耐老化性、耐热性、耐油性、耐水性、耐沉淀性、耐介质性及电性能，使配制的防腐蚀涂料达到并超过一般溶剂型涂料的相应指标，可广泛应用于钢结构、混凝土市政工程、石油化工、电力、冶金、船舶等的防腐蚀处理工艺。
Description
技术领域
本发明涉及化学工业领域中的涂料技术领域。
背景技术
目前防腐涂料是溶剂为主，溶剂型产品中含有大量的有毒挥发性有机化合物溶剂，生产、施工过程中直接挥发污染环境、危害人类健康。水性环氧树脂的发展经过三个阶段，被称为1型水性环氧系统，基本不含有机溶剂，但涂料干性较差，适用期短，流变性不稳定；第二代即Ⅱ型水性环氧系统，含有部分有机溶剂作为成膜助剂，对环境有一定的危害；第三代产品目前还不够最成熟，即在环氧树脂中引入乙烯基亲水基团，达到环氧自乳化效果，但成膜性差，综合机械性能还不够理想，不能满足市场需求。
目前以高性能硅丙水性环氧乳液为基料已研究开发多种特种防腐涂料，其涂料性能已基本达到了溶剂型水平。
发明内容
针对溶剂型防腐涂料含有大量挥发性有毒有害气体污染环境及目前市场上的水性环氧涂料性能不见仁意，本发明旨在提供一种水性环氧防锈涂料。
本发明由A组份和B组份组成，所述A组份的细度为35～40μm，所述A组份与B组份的重量比为100︰7～8；A组份由高性能硅丙改性水性环氧乳液、防锈颜料、填料、助剂、抗闪蚀剂和去离子水组成，B组份为混合改性胺固化剂。
所述A组份中高性能硅丙改性水性环氧乳液、防锈颜料、填料、助剂、抗闪蚀剂和去离子水的重量比为40～60︰15～30︰12～20︰1～5︰1～5︰12～20。
本发明以高性能硅丙改性水性环氧乳液为基础，以混合改性胺类化合物为固化剂，其成膜综合性能可与溶剂型环氧树脂相匹配的水平，其中该体系中的硅氧键有较大的键能和较小的表面能，提高了聚合物涂层的耐老化性、耐热性、耐油性、耐水性、耐沉淀性、耐介质性及电性能，使配制的防腐蚀涂料达到并超过一般溶剂型涂料的相应指标，可广泛应用于钢结构、混凝土市政工程、石油化工、电力、冶金、船舶等的防腐蚀处理工艺。
本发明突出的优点是：（1）涂料无毒、无味、不燃、低VOC、水为溶剂；（2）涂料可在潮湿环境条件下固化成膜；（3）涂料的生产与施工，环保节能、涂装方法简易；（4）涂膜具有优异的物理机械性能，耐温性、耐水性、耐盐雾性、耐化学药品性优于同类产品。
本发明高性能硅丙改性水性环氧乳液具有壳体与核层互穿接枝聚合的结构，所述核层由低分子双酚A环氧树脂、环氧基硅氧烷与丙烯酸酯组成接枝聚合而得，所述壳体是由含羟基硅氧烷和丙烯酸酯组成。
本发明所述环氧基硅氧烷为β-（3.4环氧环乙基三甲基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、八甲基环四硅氧烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少任意一种。
本发明所述羟基硅氧烷为β-（3.4环氧环乙基三甲基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、八甲基环四硅氧烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少任意一种。
本发明所述丙烯酸酯为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸2-乙基己酯中的至少任意一种。
本发明所述混合改性胺固化剂为175胺聚合物、xy593改性胺化合物或混合改性芳酯胺加成物D9340中的至少任意一种。
本发明方便生产加工，工艺简便，节能环保，涂装施工简易，对水汽、温度敏感不大，对底材附着力极好，具有良好的耐腐蚀性和化学稳定性，配方调整范围较宽。
其中：防锈颜料可选自氧化铁红、云母氧化铁、磷铬酸锌、三聚磷、偏硼酸钡、防锈剂；填料可选云母粉、滑石粉；助剂可选自750W润湿分散剂或760W润湿分散剂，7447消泡剂乳液或842消泡剂溶液；抗闪蚀剂可选自5-氯-2-（2H）-异噻唑或异噻唑咪酮。
具体实施方式
一、制备高性能硅丙改性水性环氧乳液
称取去离子水304.9kg，含双键的聚醚硫酸盐13.5kg，甲基丙烯酰胺异丙基磺酸盐11kg，1—丙烯氧基2—羟基丙烷磺酸钠11kg，含双键的聚醚4.5kg，碳酸氢钠0.5kg，过硫酸铵0.8kg，618环氧树脂380kg，乙二醇缩水甘油醚20kg，加入反应釜内，在搅拌条件下升温至80—90℃。开始滴加r—缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷6kg，甲基丙烯酸0.5kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯0.3kg，甲基丙烯酸甲酯5kg，丙烯酸丁酯5kg，在30min内滴完，保温反应（80~90℃）两小时。然后开始滴加预乳化混合料：去离子水57kg，含双键的聚醚硫酸盐3kg，甲基丙烯酰胺异丙基磺酸盐2kg，1—丙烯氧基2—羟基丙烷磺酸钠2kg，含双键的聚醚2kg，碳酸氢钠0.5kg，丙烯酰胺3kg，过硫酸铵1.5kg，甲基丙烯酸3kg，甲基丙烯酸缩水甘油酯1kg，甲基丙烯酸甲酯124kg，丙烯酸异辛酯10kg，丙烯酸丁酯15kg，八甲基环四硅氧烷6.5kg，乙烯基三乙氧基硅烷3.5kg，滴加时间2—3小时，反应温度为80~85℃，滴完后升温至85~90℃，保温反应3~3.5小时，降温至50℃以下，用碱性溶液调节PH值至6—7，再加聚硅氧烷—聚醚共聚物1.5kg，2—正辛基—4—异噻唑林—3—酮苯并咪唑1.5kg，即得高性能硅丙改性水性环氧乳液。
二、制备水性环氧防锈涂料
称取去离子水116kg，750W润湿分散剂1.5kg，760润湿分散剂1.5kg，聚硅氧烷—聚醚共聚物3kg，氧化铁红粉120kg，云母粉40kg，复合铁钛粉MF—656R 50kg，复合铁钛粉MF—818B 50kg，偏硼酸钡10kg，SAW防锈剂8kg，高性能硅丙改性水性环氧乳液580kg，丙二醇10kg，聚氨酯流平剂2020 10kg，经分散研磨，细度35~40μm，出料过滤，作为涂料A组份。
B组份为混合改性胺固化剂，选自175胺聚合物、xy593改性胺化合物或混合改性芳酯胺加成物D9340中的至少任意一种。本例选用新远化工有限公司XY593改性胺类化合物固化剂。
使用时按A组份︰B组份=100︰7.5（重量计）进行混合。
本发明涂料性能指标实测如下：
| 检测项目 | 性能指标 | 检测方法 | 实例2防锈涂料 |
| 固体含量% | ≥50 | GB/T1725—2007 | 55 |
| 表干 | ≤4 | GB/T1728—1989 | 1已干 |
| 实干 | ≥24 | GB/T1728—1989 | 15已干 |
| 柔韧性/mm | ≤2 | GB/T1731—1993 | 1 |
| 附着力/级 | ≤2 | GB/T9286—1998 | 0 |
| 耐冲击性/cm | 50 | GB/T1732—1993 | 50 |
| 铅笔硬度（擦伤） | ≥H | GB/T3829—2006/B | H |
| 耐磨损性（750/500r）mg | ≤20 | GB/T1768—2006 | 15 |
| 耐盐水性/h | 168 | GB/T9274—1988 | 1000 |
| 耐盐雾性/h | 168 | GB/T1771—2007 | 1000 |
| 耐H2SO4 10% | 168 | GB/T9274—1988 | 750 |
| 耐HCL 10% | 168 | GB/T9274—1988 | 750 |
| 耐NaOH 10% | 168 | GB/T9274—1988 | 750 |
挥发性有机化合物：
| 检测项目 | 性能指标 | 检测方法 | 本发明防锈涂料 |
| （VOC）g/L | ≤120 | GB/T18581—2009 | 14 |
| 游离甲醛g/kg | ≤0.1 | GB/T18581—2009 | 0.01 |
重金属含量（mg/kg）：
| 检测项目 | 性能指标 | 检测方法 | 本发明防锈涂料 |
| 可溶性铅 | ≤30 | GB/T18581—2009 | 5 |
| 可溶性镉 | ≤30 | GB/T18581—2009 | 1 |
| 可溶性铬 | ≤30 | GB/T18581—2009 | 未检出 |
| 可溶性汞 | ≤10 | GB/T18581—2009 | 未检出 |
Claims (8)
1.水性环氧防锈涂料，由A组份和B组份组成，所述A组份的细度为35～40μm，所述A组份与B组份的重量比为100︰7～8；A组份由高性能硅丙改性水性环氧乳液、防锈颜料、填料、助剂、抗闪蚀剂和去离子水组成，B组份为混合改性胺固化剂。
2.根据权利要求1所述水性环氧防锈涂料，其特征在于所述A组份中高性能硅丙改性水性环氧乳液、防锈颜料、填料、助剂、抗闪蚀剂和去离子水的重量比为40～60︰15～30︰12～20︰1～5︰1～5︰12～20。
3.根据权利要求1所述水性环氧防锈涂料，其特征在于：所述高性能硅丙改性水性环氧乳液具有壳体与核层互穿接枝聚合的结构，所述核层由低分子双酚A环氧树脂、环氧基硅氧烷与丙烯酸酯组成接枝聚合而得，所述壳体是由含羟基硅氧烷和丙烯酸酯组成。
4.根据权利要求3所述水性环氧防锈涂料，其特征在于：所述环氧基硅氧烷为β-（3.4环氧环乙基三甲基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、八甲基环四硅氧烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少任意一种。
5.根据权利要求3所述水性环氧防锈涂料，其特征在于：所述羟基硅氧烷为β-（3.4环氧环乙基三甲基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、八甲基环四硅氧烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的至少任意一种。
6.根据权利要求3所述水性环氧防锈涂料，其特征在于：所述丙烯酸酯为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸2-乙基己酯中的至少任意一种。
7.根据权利要求1所述水性环氧防锈涂料，其特征在于：所述混合改性胺固化剂为175胺聚合物、xy593改性胺化合物或混合改性芳酯胺加成物D9340中的至少任意一种。
8.根据权利要求1所述水性环氧防锈涂料，其特征在于所述抗闪蚀剂为5-氯-2-（2H）-异噻唑或异噻唑咪酮。
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