CN102363690B

CN102363690B - 一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料及制备方法

Info

Publication number: CN102363690B
Application number: CN 201110351130
Authority: CN
Inventors: 高波; 顾根福; 蔡云露; 方大庆; 陈乃洪
Original assignee: XIAMEN SHUANGRUI SHIPBUILDING PAINT CO Ltd
Current assignee: XIAMEN SHUANGRUI SHIPBUILDING PAINT CO Ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-11-09
Also published as: CN102363690A

Abstract

本发明介绍了一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料及其制法，甲组分为：E44环氧树脂10～20；NPPN-631环氧树脂10～20；萜烯树脂5～15；氧茚树脂4～18；BYK消泡剂0.1～1.0；HX流平剂0.1～1.0；流变助剂0.1～1.5；活性二氧化硅5～20；混合溶剂10～20；颜填料10～30；乙组分为：腰果酚改性胺10～40；改性硅烷偶联剂0.5～3。本发明的防锈涂料涂层更为紧密，固化剂粘度低，相容性好，固化快，涂层坚韧强度高，附着力强；厚浆固化时减少涂装道数，提高施工效率，降低施工成本，延长防腐寿命长。

Description

一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料技术，特别是一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料及制备方法。

背景技术

腐蚀是自然界的客观规律，全球每年腐蚀引起金属破坏造成经济损失7000亿美元，占各国内GDP的2～4%，而我国损失5000亿元占GDP4%左在。防腐技术有很多种，其中防腐涂料具有施工简便、适应性广、成本低，且可以与其他防腐措施并用等特点，而普遍受到人们的青睐。在防腐涂料中，环氧涂料是应用最广泛的涂料品种之一。环氧涂料具有优异的附着力，机械强度和防腐蚀性，以及良好的耐碱性、耐水性、绝缘性，是涂料中应用最广泛的品种之一。但是目前纯环氧涂料成本高，改性环氧涂料成本低，性能上可与纯环氧涂料媲美，引起了人们的关注。然而环氧涂料和改性环氧涂料品种繁多，施工工艺复杂，目前，迫切需要一种能在舱内、舱外、上层建筑、水线以下等船体各个部位均可使用，并且无涂装间隔，与各种面漆的配套性良好，真正做到低粘度，高抗流挂，高固体的高性能通用型改性环氧防锈涂料。

申请号95117902.0的中国专利《厚膜型一次成膜防腐涂料》，公开了一种防腐涂料，特别是只需喷涂一次或刷涂二次达到耐温防腐的涂料。从专利看出，其不足之处是，刷涂二道，延长施工周期，也未公开与面漆的配套性、重涂性如何。

中国专利号CN200810140802.7，公开日2010年02月03日，发明名称为《一种单一固化剂实现四季施工的可重涂型通用环氧防锈漆》，该项目公开了一种低分子量双酚A环氧树脂作为基料，在配方中引入带支链的活性稀释剂的防腐涂料。该专利属于纯环氧树脂涂料，成本高，而改性环氧具有更好的抗水性和耐腐蚀性，而且成本低。

通用型改性环氧防锈涂料，其特点是可在船舶各部位均能使用，从而简化了涂料品种，提高了施工效益，降低了成本，具有重要的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料及制备方法，可实现在温度为23±2℃情况下，甲乙组份混合粘度为1000～3000cps，一道干膜厚度可达300～500μm不流挂，体现低粘度，高抗流挂性能，以实现厚膜化来满足各种舱室，舱底和船壳等部位的要求，简化涂料品种，提高施工效率，延长防腐期效。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，包括甲乙组份，特征在于：以甲乙组份总量为100份计算，甲组份的质量组成份数为：

E44环氧树脂： 5～15；

NPPN-631环氧树脂： 5～15；

萜烯树脂： 6～15；

氧茚树脂： 6～15；

BYK消泡剂： 0.1～0.5；

HX流平剂： 0.1～0.5；

流变助剂： 0.1～1.0；

活性二氧化硅： 6～12；

颜填料： 30～55；

混合溶剂： 6～12；

乙组份为：

腰果酚改性胺： 8～16；

改性硅烷偶联剂： 0.5～1.5。

本专利涉及的配方组成，如无特别说明，均为质量比例。

所述的流变助剂为气相二氧化硅+聚酰胺蜡组合，具体质量比例为：1：1.5。

所述的颜填料为滑石粉：7～13份，云母粉：7～14份，氧化铁红：16～25的混合物，其总量为30～55份。进一步具体的，所述的滑石粉为超细纤维状的5000目滑石粉，云母粉为片状的800目云母粉。

所述的活性二氧化硅为活性二氧化硅微粉亚纳米级材料，其平均粒径为0.1μm～0.22μm。进一步具体的，所述活性二氧化硅为疏水处理的活性二氧化硅微粉，制备过程是在拉缸里面加入改性硅烷类偶联剂，在高速分散下缓慢加入粉体，分散均匀，然后把混合物放置于离心分离机中，使固液分离，把分离出来的粉体，放置烘箱烘干处理即可。

所述的混合溶剂为丙二醇甲醚：0.6～1.2份，二甲苯：5～10，丁醇：0.6～1.2份的混合物，其总量为6～12份。

乙组分的改性硅烷类偶联剂为增粘剂，具体优选的改性硅烷类偶联剂为AD-95；腰果酚改性胺是带有不饱和双键15碳直链取代酚改性酚醛胺，固化剂的活泼氢当量与甲组份环氧树脂的当量比为80：100。

具体的，所述的环氧树脂组合由E44环氧树脂A和NPPN-631环氧树脂B组成，环氧树脂E44的技术指标为：环氧当量210～244g/eq，其他指标为：软化点：15～23℃，黏度：25℃，6～10Pa·S，属于液体双酚A类环氧树脂；环氧树脂B的技术指标为：环氧当量168～178g/eq，其他指标为：黏度：25℃，1100～1700cps，属于液体酚醛环氧类环氧树脂。

所述α、β蒎烯嵌段共聚的萜烯树脂及其衍生物与氧茚树脂，按照一定的比例混合加入到环氧树脂里面进行改性，各占树脂总量的30%～70%。萜烯树脂是α、β蒎烯嵌段共聚物，黄色透明热塑性固体，具有无毒，无臭，耐辐射，抗结晶，对氧、热、光稳定（可弥补环氧树脂不足之处）对各种高聚物或树脂相容性好，耐稀酸，稀碱，增粘性强，不溶于水，软化点60～120℃，分子量200～1250，分子式（C₁₀H₁₆）_m；氧茚树脂外观黄色或褐色固体，具有良好相容性，耐水，耐酸碱和防锈性，电气性也优良，软化点70～100℃，密度1.07～1.35g/ml，优选1.07～1.20g/ml，折射率D 1.628～1.640。

表1为本专利的一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料主要组成，表2是一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料主要技术指标。从表1的主要技术指标说明本涂料可通用于船底、船壳底漆，甲板底漆，上层建筑底漆、货舱漆，空舱，隔离舱，生活舱及其它钢结构方面的底漆或防锈漆。

表1一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料主要组成

甲组份原材料名称	规格	含量%（质量分数）
			E44	工业级	5～15
NPPN-631	工业级	5～15
			萜烯树脂	工业级	6～15
氧茚树脂	工业级	6～15
			BYK消泡剂	工业级	0.1～0.5
HX流平剂	工业级	0.1～0.5
			流变助剂	工业级	0.5～1.0
活性二氧化硅	工业级	6～12
			颜填料	工业级	30～55
混合溶剂	工业级	6～12
			乙组份原材料名称	规格	含量%（质量分数）
腰果酚改性胺	工业级	8～16
			改性硅烷偶联剂	工业级	0.5～1.5

表2 一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料主要技术指标

本发明的技术方案的原理在于：

（1）、选择由α、β蒎烯嵌段共聚的萜烯树脂及其衍生物与氧茚树脂组合作为环氧树脂改性剂。改性剂具有色浅，无毒、无臭抗老化，耐酸碱，与环氧树脂相容性优良，树脂组合特性互补，改善和提高了纯环氧不耐候易失光粉化劣性，改性后，实现了无限制涂装间隔，与不同类型面漆如环氧、聚氨酯、氟碳、氯化橡胶、醇酸等类型有好的配套性又不渗色，适用于船体各个部位，达到涂装施工无障碍。

（2）、运用一个分子中含有两个以上的环氧基的树脂与液体双酚A树脂优化组合作为环氧树脂组合，有效地增加交联密度，使结构致密，涂层坚韧，防腐蚀性优良。在干膜厚度为250～320μm的试验样板，耐盐雾达3500h以上，耐80℃热盐水浸泡达1200h不锈蚀、不脱落、不起泡，而且耐盐雾性3500h时划痕处向单边剥离≤8mm的优异性能。

（3）、优选气相二氧化硅和聚酰胺蜡组合成多功能流变助剂，“以低粘度，高抗流挂”为设计目标，在温度（23±2℃）情况下，甲乙组份混合粘度为1000～3000cps，一道干膜厚度可达300～500μm不流挂，VOC含量低，环境友好，省时省工，节能节资。

（4）、运用经过疏水处理的活性二氧化硅亚纳米材料、超细纤维状及片状填料，可填充涂层中颜填料间隙，空隙，使涂层更为致密，屏蔽性更好，防腐性更优越，耐磨性更强；同时还起到触变防沉作用；经在-1.5v电极电位条件下，抗阴极剥离≤8mm，完全达到GB/T6822-2007标准指标要求。亚纳米材料比表面积大，具有很好的储存稳定性、抗流挂性、耐磨性，能提高涂层的致密性和耐腐蚀性。

（5）、选择腰果酚改性胺与增粘剂组合成通用型改性环氧防锈涂料固化剂，其粘度低，相容性好，固化快，涂层坚韧耐磨，防腐蚀性优，四季通用，经附着力拉开法测试达3.5Mpa以上，耐磨500g/500r条件下磨损≤0.1g，冲击50cm，柔韧性1级，划圈附着力1级。数据表明，作为改性环氧防锈涂料达到了较高标准。

本专利的高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料制备方法为：

甲组份制备方法为：将配方规定的环氧树脂、改性剂、助剂、混合溶剂混合高速分散，分散均匀后再加入颜填料在高速分散机中继续进行分散，检测细度达到≤80μm，即可过滤包装得到甲组分；

乙组份制备方法为：将配方规定的腰果酚改性胺加成物和增粘剂按比例称量混合高速分散均匀后，即可过滤包装得到乙组分；

使用时，将甲乙组份按质量比称量混合均匀，即可使用。

本发明的涂料实现在温度为23±2℃情况下，甲乙组份混合粘度为1000～3000cps，一道干膜厚度最高可达300～500μm不流挂，体现低粘度，高抗流挂性能，以实现厚膜化满足各种舱室，舱底和船壳等部位的要求，简化了涂料品种，提高了施工效益，延长防腐期效，达到国内领先水平。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

（1）、本涂料实现了无涂装间隔期，与各种面漆有良好的配套性，不会发生渗色现象，可在船舶水上水下以及各种舱室使用，从而简化了涂料品种，提高了施工效益。

（2）、利用液体酚醛环氧树脂与液体双酚A环氧树脂复配，用腰果酚改性胺为固化剂，用萜烯树脂和氧茚树脂改性，使得涂层具有优异的附着力，耐磨性，耐冲击性和防腐性，使被涂钢结构得到长期有效的保护。

（3）、该涂料属于高固体环保涂料，减少了VOC用量，提高了使用的安全性和环境的卫生性。

附图说明

图1是本专利的高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料甲组分生产流程图。

图2是本专利的高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料乙组分生产流程图。

图3是涂膜、底材二者之间的界面图。图中，1－底材，2－涂膜。

具体实施方式

本发明实施例见表3。

表3一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料实施例

甲组分原材料名称	实施例1	实施例2	实施例3
				E44	5	7.5	10
NPPN-631	5	7.5	10
				萜烯树脂	11	8.5	6
氧茚树脂	11	8.5	6
				BYK消泡剂	0.5	0.3	0.1
HX流平剂	0.5	0.3	0.1
				流变助剂	1.0	0.7	0.5
混合溶剂	10	8	6
				活性二氧化硅	10.5	8	6
滑石粉	10	8	7
				云母粉	11	9	7
氧化铁红	16	20.7	23.8
				乙组分原材料名称	实施例1	实施例2	实施例3
腰果酚改性胺	8	12	16
				改性硅烷类偶联剂	0.5	1.0	1.5

其中实施例2做性能试验，得到以下表4数据。

表4

Claims

1.一种高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，包括甲乙二组分，特征在于：以甲乙组分总量为100份计算，甲组分的质量组成份数为：

E44环氧树脂： 5～15；

NPPN-631环氧树脂： 5～15；

萜烯树脂： 6～15；

氧茚树脂： 6～15；

BYK消泡剂： 0.1～0.5；

HX流平剂： 0.1～0.5；

流变助剂： 0.1～1.0；

活性二氧化硅： 6～12；

颜填料： 30～55；

混合溶剂： 6～12；

乙组分为：

腰果酚改性胺： 8～16；

改性硅烷偶联剂： 0.5～1.5。

2.根据权利要求1所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，其特征是：所述的流变助剂为气相二氧化硅+聚酰胺蜡组合，具体比例为：1：1.5。

3.根据权利要求1所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，其特征是：所述的颜填料为滑石粉：7～13份，云母粉：7～14份，氧化铁红：16～25的混合物。

4.根据权利要求3所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，其特征是：所述的滑石粉为超细纤维状的5000目滑石粉，云母粉为片状的800目云母粉。

5.根据权利要求1所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，其特征是：所述的活性二氧化硅为活性二氧化硅微粉亚纳米级材料，其平均粒径为0.1μm～0.22μm。

6.根据权利要求1所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，其特征是：所述的混合溶剂为丙二醇甲醚：0.6～1.2份，二甲苯：5～10，丁醇：0.6～1.2份的混合物。

7.根据权利要求1所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，其特征是：所述的改性硅烷偶联剂为AD-95。

8.根据权利要求1所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料，其特征是：所述的萜烯树脂是α、β蒎烯嵌段共聚物，α、β蒎烯嵌段共聚的萜烯树脂及其衍生物与氧茚树脂，按照一定的比例混合加入到环氧树脂里面进行改性，各占树脂总量30%～70%。

9.一种权利要求1所述高性能高固体通用型改性环氧防锈涂料的制备方法，其特征是：甲组分制备方法为：将配方规定的环氧树脂、改性剂、助剂、混合溶剂混合并高速分散，分散均匀后，再加入颜填料在高速分散机中继续进行分散，检测细度达到≤80μm，即可过滤包装得到甲组分；乙组分制备方法为：将配方规定的腰果酚改性胺和增粘剂按比例称量混合高速分散均匀后，即可过滤包装得到乙组分；使用时，将甲乙组分按质量比称量混合均匀，即可使用。