CN102702917B - 含氟乙烯基环氧防腐涂料及其应用 - Google Patents
含氟乙烯基环氧防腐涂料及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种含氟乙烯基环氧防腐涂料及其应用。该涂料的组成为：环氧乙烯基树脂、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸酯、稀释剂和引发剂（引发剂是直接加入到产品中的）；其中环氧乙烯基树脂、甲基丙烯酸三氟乙酯和甲基丙烯酸酯的质量比为：4：0.5～6：0～0.4；所述的稀释剂的质量为环氧乙烯基树脂质量25～65%。本发明的防腐涂料集合了乙烯基树脂，环氧基树脂和含氟树脂的优点，又克服了各自的缺点，在提高了涂料对强酸、强碱、有机溶剂的防腐性能同时，硬度、耐磨性等其他性能指标也有所改进。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧防腐涂料及其应用，特别是一种含氟乙烯基环氧防腐涂料及其应用。
背景技术
随着经济社会的不断发展，各行各业对防腐／耐腐涂层的需求也在快速增长。防腐／耐腐涂层技术是人类抵御“腐蚀”的重要手段之一。在化学化工行业、石油天然气行业、电力行业、工业领域、基础建设以及海洋工业等诸多领域有着广泛的应用前景。在新成果、新技术被不断投放市场的今天，国外针对防腐／耐腐涂层的研究热点开始转向那些具备特种防腐性能的涂层，如极端化学环境下使用的高化学耐腐涂层、强核辐射环境下使用高耐辐射涂层等的研发。而生产成本、环境保护与资源节约也成为研发工作所关注的重点之一。
在国内外为数众多的各类防腐／耐腐涂层产品中，环氧类防腐涂层是业界公认，具备优良化学防腐性能和其它相关指标的防腐产品。代表性的企业和产品有：美国氰特公司（Cytec）生产的水性环氧树脂防腐漆；德国瓦克化学公司（Wacker）生产的聚硅氧烷防腐涂料；俄罗斯佐敦公司（Jotun）生产的船舶用高性能有机硅型防污涂料；美国国际油漆公司（IP）生产的用于船舶表面防污、耐磨损的Interleek 900产品（在2011年世界十大防腐涂料品牌中名列第一）等。上述产品已具备了适用于恶劣化学环境下的化学耐腐能力与优异的耐候能力。然而，由于受环氧类或聚硅氧烷类防腐涂料自身分子结构限制，此类防腐涂料尚不具备极端化学环境下的化学耐腐能力，其自身的机械强度和热稳定性能也不够理想。
乙烯基树脂在强酸、强碱及常见有机溶剂中，对基材表现出较好的保护作用，其硬度、耐磨性及附着力等性能指标也较不含氟的乙烯基环氧树脂有不同程度的改善。乙烯基环氧树脂在此类新技术、新产品中具有代表性。乙烯基环氧树脂在化学耐腐性能、机械强度等方面，比已知的环氧类型的树脂表现得更为出色。基本可以满足恶劣化学环境下的化学耐腐要求，但尚不具备极端化学环境下的化学耐腐能力。
目前市场上具备化学防腐（重防腐）能力和优异耐候能力的另一类主流产品是被称之为“氟碳涂料”的全氟型/多氟型树脂涂层材料，又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料等。相对于其它涂料而言，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强、稳定等特点，因此，具有良好的耐化学品性、耐候性、耐热性、耐低温性，而且具有独特的不粘性和低磨擦性。经过几十年的快速发展，氟碳涂料在建筑、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用。成为继环氧树脂涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后，综合性能最高的涂料产品。目前应用比较广泛的氟碳涂料主要有PTFE、PVDF、PEVE等三大类型。
从上述信息我们不难发现，全氟型的氟碳涂层具备良好的化学防腐性与热稳定性等特点。但全氟涂料与基材的作用力较弱，因而涂料的附着力比较差，为克服这一缺点， 人们开始研究少氟涂料，减少涂料氟的含量，同时也可降低涂料的固化温度。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的问题，提供一种新型的含氟乙烯基环氧防腐涂料。
本发明的目的之二在于提供该涂料的使用方法。
为达到上述目的，采用的技术方案为：
一种含氟乙烯基环氧防腐涂料，其特征在于该涂料的组成为：环氧乙烯基树脂、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸酯、稀释剂和引发剂；其中环氧乙烯基树脂、甲基丙烯酸三氟乙酯和甲基丙烯酸酯的质量比为：4：0.5～6：0～0.4；所述的稀释剂的质量为环氧乙烯基树脂质量25～65%，其的结构式为：
；
所述的引发剂的质量为总质量的0.1～1%。
上述的偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰或过氧化甲乙酮。
上述的甲基丙烯酸酯为：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯。
上述的含氟乙烯基环氧防腐涂料的使用方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将涂料均匀涂覆在基材上，然后将涂有涂料的基材放在90～120摄氏度下固化1～3小时后冷却至室温。
上述的基材可为玻璃、木质或钢材。
上述的涂覆为刷涂、辊涂或喷涂。
本发明的涂料的固化反应机理为：
将本发明浆液涂布在基材上，厚度根据需要控制，保证厚度均匀且无气泡。上述的基材可为各类玻璃，木质，钢质的板材、管道及其他形状器件。涂布技术可为刷涂、辊涂、空气喷涂及综合涂布技术。涂层厚度可根据需要控制在30-1000微米。上述的固化方案可以为加热固化，紫外固化等。
本发明的涂料集合了乙烯基树脂，环氧基树脂和含氟树脂的优点，又克服了各自的缺点，在提高了涂料对强酸、强碱、有机溶剂的防腐性能同时，硬度、耐磨性等其他性能指标也有所改进。
具体实施方式
实施例1：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，50克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克偶氮二异丁腈，机械搅拌均匀。（基材处理：将马口铁皮剪成长60毫米宽100毫米的小块，用砂纸将表皮打磨光亮。木材和玻璃表面清洗干净并干燥，下同）。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在90摄氏度下保温1小时后冷却至室温，将其置于60%硫酸、40%硝酸、52%氢氧化钠溶液中，测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例2：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，100克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克偶氮二异丁腈，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温1小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例3：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，200克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克偶氮二异丁腈，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温2小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例4：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，300克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克偶氮二异丁腈，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在110摄氏度下保温1小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例5：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，400克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克偶氮二异丁腈，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温3小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例6：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，500克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克偶氮二异丁腈，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在紫外灯下照射1小时后即形成防腐涂层。浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例7：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，600克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克偶氮二异丁腈，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在紫外灯下照射2小时后即得防腐涂层。浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显
实施例8：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，50克甲基丙烯酸三氟乙酯，30克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化苯甲酰，机械搅拌均匀。（基材处理：将马口铁皮剪成长60毫米宽100毫米的小块，用砂纸将表皮打磨光亮。木材和玻璃表面清洗干净并干燥，下同）。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在90摄氏度下保温1小时后冷却至室温，将其置于60%硫酸、40%硝酸、52%氢氧化钠溶液中，测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例9：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，100克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化苯甲酰，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温1小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例10：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，200克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化苯甲酰，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温2小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例11：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，300克甲基丙烯酸三氟乙酯，10克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化苯甲酰，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在110摄氏度下保温1小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例12：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，400克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化苯甲酰，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温3小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例13：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，500克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化苯甲酰，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在紫外灯下照射1小时后即形成防腐涂层。浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例14：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，600克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化苯甲酰 ，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在紫外灯下照射2小时后即得防腐涂层。浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例15：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，50克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化甲乙酮，机械搅拌均匀。（基材处理：将马口铁皮剪成长60毫米宽100毫米的小块，用砂纸将表皮打磨光亮。木材和玻璃表面清洗干净并干燥，下同）。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在90摄氏度下保温1小时后冷却至室温，将其置于60%硫酸、40%硝酸、52%氢氧化钠溶液中，测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例16：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，100克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化甲乙酮，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温1小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例17：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，200克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化甲乙酮，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温2小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例18：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，300克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化甲乙酮，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在110摄氏度下保温1小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例19：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，400克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化甲乙酮，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将将涂有涂料的基材放在100摄氏度下保温3小时后冷却至室温，浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例20：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，500克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化甲乙酮，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在紫外灯下照射1小时后即形成防腐涂层。浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
实施例21：在1000毫升圆底烧瓶中依次加入400克环氧乙烯基树脂，600克甲基丙烯酸三氟乙酯，20克甲基丙烯酸甲酯，2克过氧化甲乙酮，机械搅拌均匀。将搅匀的浆液涂在基材上，然后将涂有涂料的基材放在紫外灯下照射2小时后即得防腐涂层。浓硫酸，浓硝酸和40%氢氧化钠测试结果表明涂料耐化学腐蚀性很好（在这些条件下浸泡6天基本无变化），盐雾试验也显示涂料的防腐效果明显。
表:含氟涂层的性能指标
| 序号 | 指标名称 | 指标值 | 适用标准 | 备注 |
| 1 | 产品外观 | 浅黄或黄色粘稠状液体 | ||
| 2 | 密 度 | 1.030-1.050 | GB/T15223-2008 | |
| 3 | 黏 度 | 30-40厘泊 | GB/7193.1-87 | |
| 4 | 涂层附着力 | 2 级 | GB/T9286-1998 | |
| 5 | 涂层耐磨性 | < 0.04 | GB/T1768-2006 | |
| 6 | 涂层铅笔硬度 | ≥ 3H | GB/T6739-2006 | |
| 7 | 涂层热稳定性（Tg） | ≥ 340 oC | ||
| 8 | 涂层化学耐腐 1 | > 1 周 | GB/T9274-1988甲法 | 60％硫酸、40％硝酸，常温下 |
| 9 | 涂层化学耐腐 2 | 长 期 | GB/T9274-1988甲法 | 其它常见酸、碱、有机溶剂，常温下 |
| 10 | 涂层色泽 | 无色透明 | 一般光泽 |
Claims (5)
1.一种含氟乙烯基环氧防腐涂料，其特征在于该涂料的组成为：环氧乙烯基树脂、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和引发剂；其中环氧乙烯基树脂、甲基丙烯酸三氟乙酯和甲基丙烯酸甲酯的质量比为：4：0.5、1、2、3、4、5、6：0.2；所述的引发剂的质量为总质量的0.1～1%。
2.根据权利要求1的所述的含氟乙烯基环氧防腐涂料，其特征在于所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰或过氧化甲乙酮。
3.一种根据权利要求1或2所述的含氟乙烯基环氧防腐涂料的使用方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将涂料均匀涂覆在基材上，然后将涂有涂料的基材放在90～120摄氏度下固化1～3小时后冷却至室温。
4.根据权利要求3的所述的方法，其特征在于所述的基材可为玻璃、木质或钢材。
5.根据权利要求4的所述的方法，其特征在于所述的涂覆为刷涂、辊涂或喷涂。
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