CN102993902A

CN102993902A - 一种高固环氧漆

Info

Publication number: CN102993902A
Application number: CN2012104890179A
Authority: CN
Inventors: 周法华
Original assignee: Shanghai Zhenhua Heavy Industry (group) Co Ltd Changzhou Paint
Current assignee: Jiangsu Jinhua heavy anticorrosive coating Co.,Ltd.
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN102993902B

Abstract

本发明涉及一种高固环氧漆，其配方的组分含量以重量百分比计为：改性环氧树脂28.27％～32.46％，改性胺固化剂15.12-17.21％，颜料32.58-29.45％，增韧剂3.12％-4.08％，防沉剂2.36-1.88％，溶剂18.55％～14.92％。，它解决了现有下水管道和污水管道防腐涂料厚膜附着力差、耐热水性和耐冷热交替性能差的问题。

Description

一种高固环氧漆

技术领域

本发明涉及污水管道上用的涂料类油漆，特别涉及一种用于污水管道的高性能高固环氧漆的配方及其制备方法和施工方法。

背景技术

近年来，随着城市建筑工业的发展，下水管道和污水管道行业也得到了飞速发展，特别是铸铁管道行业这几年在国内更是得到了蓬勃发展，随之而来的是对管道防腐的要求也越来越高。下水管道和污水管道由于埋在地下或建筑物里面，维修更换不易，所以要求管道的防腐年限要长，一般要能达到20-50年不坏，而且下水管里面排放的污水中经常有酸性、碱性和洗洁精等化学物质，并且还要承受高温热水和低温冷水的浸泡腐蚀。这就对下水管道防腐提出了相当高的要求。

目前，污水管道油漆品种主要有单组份的氯化聚烯烃类涂料，双组份的环氧沥青涂料，一般的环氧乳香涂料。单组份的氯化聚烯烃涂料，施工方便、耐水性好，但是在温度超过50度时漆膜易变软，特别是在高温天气或有热水通过时，漆膜很容易变软、起泡甚至脱落。双组份的环氧沥青涂料中由于沥青含有大量的致癌物质，现在已基本淘汰。环氧乳香涂料是近几年发展起来的污水管道油漆，漆膜耐水性好、施工方便、成本低，得到了较为广泛的应用，但是由于添加了乳香树脂，漆膜的耐化学性变差，而且在较厚的干膜厚度下，漆膜的附着力较差，易脱落。

发明内容

本发明的任务是提供一种改进的用于下水管道和污水管道的防腐油漆，它解决了现有下水管道和污水管道防腐涂料厚膜附着力差、耐热水性和耐冷热交替性能差的问题。

本发明的技术解决方案如下：

高固环氧漆的配方的组分含量以重量百分比计为：改性环氧树脂28.27％～32.46％，改性胺固化剂15.12-17.21％，颜料32.58-29.45％，增韧剂3.12％-4.08％，防沉剂2.36-1.88％，溶剂18.55％～14.92％；

固化剂中胺基与环氧树脂中环氧基摩尔比为1：1，胺摩尔量略多于环氧摩尔量；

所述环氧树脂与固化剂的固化反应为：令固化剂为R’-NH₂，环氧树脂为R-(CHCH₂)O，R’-NH₂+R-(CHCH₂)O→R-CH(OH)CH₂-NH-R’。

所述改性环氧树脂为韩国国都化学生产的特种改性环氧树脂KD190。

目前市场上常用环氧树脂主要有液体环氧树脂E-51、半固体环氧树脂E-44和固体环氧树脂E-20和E-12和酚醛环氧树脂等。固体环氧树脂分子量大，漆膜柔韧性好，但分子中含有大量的羟基，羟基的亲水性较好，漆膜在长期耐水特别是热水时很容易起泡，影响防腐效果，并且由于固体环氧树脂的分子量较大，需要较多的溶剂去溶解环氧树脂，使得成品油漆的固体份偏低，不能制得高固体的环氧涂料；一般的半固体环氧树脂和液体环氧树脂由于分子中较高含量的双酚A基团，且环氧基含量较高，漆膜的交联密度较高，虽然漆膜的耐热水性和耐化学性很好，但漆膜的柔韧性相对较差，在厚膜时划格附着力较差，易脱落，而且做漆膜的冷热循环试验时，由于漆膜的内聚力较高，应力收缩差，漆膜很容易起泡，从底材脱落；酚醛环氧树脂虽然其耐热性和耐化学药品性非常优异，但涂膜较脆，附着力较差，而且成本远高于普通的双酚A环氧树脂，故不予考虑。

本发明采用的改性环氧树脂是由韩国国都化学生产的特种改性环氧树脂KD190，该环氧树脂的固体份达80%左右，实验表明与其它环氧树脂相比，能使漆膜具有优异的附着力、耐热水性和耐冷热循环。

所述改性胺固化剂为上海振华重工常州油漆厂生产的ZP00842。不同的固化剂对漆膜的影响很大，从实验结果来看，ZP00842的效果最好，能满足设计技术指标。改性胺加成物是我们公司自主研发的产品ZP00842，通过特种环氧树脂对基础胺固化剂进行改性，提高了固化剂的性能，其一般固化剂相比，自主研发的改性胺固化剂具有如下优点：（1）与环氧色浆的相容性好，配漆后，无须诱导期，也不影响漆膜的性能，特别在低温下施工效果特别明显；（2）通过改性，提高了固化剂的反应速率，降低了烘烤温度，从而降低了用户的加热能耗；（3）采用特种环氧树脂改性，明显提高了漆膜的耐热水性和耐化学品性；（4）通过改性，改善了漆膜的机械性能。

所述颜料的组分含量以重量百分比计为：40-60%云母粉、20-40%滑石粉和10-30%硫酸钡。本发明选用的颜填料是以片状结构的云母粉为主，并添加了一些滑石粉和硫酸钡，以改善油漆的储存性能和施工性能。片状的云母粉在涂层中重叠排列，增加了漆膜的屏蔽性能，提高了漆膜的耐介质性能，而且云母具有优良的耐热性、耐酸耐碱性好，能提高漆膜的机械强度。

所述增韧剂为腰果酚改性的稀释剂如美国卡德莱公司的NC513和LITE2513HP等。增韧剂一般分非活性增韧性和活性增韧剂两种。非活性增韧剂是一般是小分子树脂，时间长了容易迁移到漆膜表面，影响漆膜的机械性能，而且小分子的增韧剂耐化学性相对较差；活性增韧剂是带有活性单官能团的小分子单体，它能与固化剂发生链终止反应，起到化学增韧作用。本发明采用的活性增韧剂是腰果酚改性的含长疏水性脂肪链的单官能活性环氧稀释剂：一方面，环氧基可与胺固化剂反应，起到链终止反应，延长产品的使用期；另一方面，长脂肪链能改善漆膜的韧性，又因为与固化剂反应而不会迁移到漆膜表面，保证增韧效果长期有效；而且，活性增韧剂粘度较低，还能降低体系的粘度，增加颜填料的用量，提高体系的固体份。增韧剂的添加量一般以环氧树脂量的5-15%为好，添加量太少，起不到增韧效果；添加量太高，影响漆膜的干性和硬度，进而影响到漆膜的耐介质性能。

为了使涂料获得良好的储存性能和施工性能，配方中加还必须加入一定量的防沉剂，加入量必须在一定的合适范围内，量太少，油漆容易沉淀且施工时易流挂；量太多，油漆的触变性变大，流动性变差，在多喷嘴施工的情况下，管道内壁容易产生“圈印痕”，影响漆膜外观。常用的防沉剂如有机膨润土、蓖麻油衍生物、气相二氧化硅、聚烯烃蜡、改性聚脲的N一甲基吡咯烷酮溶液、聚酰胺蜡等。

所述溶剂是芳香烃和醇类组成的混合有机溶剂，芳香烃类溶剂与醇类溶剂的重量比例为2:1-4:1。本发明的溶剂选用芳烃类和醇类等有机溶剂，为了对环氧树脂和胺类固化剂具有良好的溶解性，提高施工性能，形成平整光滑的漆膜，提高装饰效果，一般芳烃类溶剂与醇类溶剂的比例以2：1到4：1为佳。芳烃类溶剂选自二甲苯、三甲苯等；醇类溶剂选自异丙醇、正丁醇、异丁醇等。

制备上述高固环氧漆的方法，首先将环氧树脂与防沉剂、增韧剂、溶剂分散均匀，再并入颜料，经高速剪切分散，然后经过砂磨密闭工艺深度分散，调配成基料A组分；固化剂作为B组分。从工艺上保证了高固环氧漆所含成分正确，保证了漆质量稳定。在实际应用中，本发明的高固环氧漆分为基料与固化剂，必须按产品配比正确配漆。在通常施工情况下，一桶基料配一套固化剂。如果只需少量漆，则需要按规定的配比配漆。本发明的高固环氧漆不仅需要满足耐高腐蚀性的要求，而且要考虑到管道的流水线施工，所以，涂料施工条件必须是即能烘烤固化（本发明的高固环氧漆涂覆的工件在烘箱中80℃烘烤半小时，漆膜彻底干燥，无起泡），又能满足常温固化（本发明的高固环氧漆涂覆的工件在常温下放置半小时，漆膜彻底干燥，无起泡），而且可以进行多喷枪施工，这些条件缺一不可。因此，本发明的高固环氧漆在使用中确定双组份包装，完备了污水管道涂料的必要施工条件。

上述高固环氧漆进行施工的方法，其特征在于，施工时先将基料与固化剂按比例配漆，搅拌均匀，并以稀释剂适量调至施工粘度，然后进行施工涂装。

本发明是用于污水管道和下水管道等防腐的高固环氧漆，是一种重防腐涂料，它提高了重防腐涂料的性能，能够更好地保护污水管道和下水管道的内外表面，延缓各种腐蚀介质对铸铁结构的侵蚀，确保和延长其使用寿命。其有效防腐期可达20年以上，较现有的污水管道漆的使用寿命延长了一到两倍，完全符合国家“十二五”规划中节能减耗的要求。将ZP2543高固环氧漆与传统涂料进行对比，在使用寿命上，传统涂料的氯化聚烯烃系仅为2年，环氧沥青系为5-8年，乳香树脂改性的环氧体系为8-10年，而ZP2453高固环氧漆达20年。ZP2453高固环氧漆的耐久寿命是传统涂料的2～10倍。ZP2543高固环氧漆完全满足污水管道标准EN877的防腐要求（耐95°C热水72h，95°C×15°C冷热交替循环试验1500次）。

本发明是用于污水管道和下水管道防腐的高固环氧漆具有环保性、耐化学性好、耐盐水、耐热水、耐盐雾性能优异，厚膜下附着力优异等特点：

（1）环保：该涂料固体份高，重量固体份达80%左右，比市场上同类产品高10%个百分点左右，VOC含量低，环保性好；

（2）性能优异：具有良好的厚膜附着力、优异的耐盐水和耐雾性能、优异的耐化学性能，耐热水和耐冷热交替性好等优点，大大提高了涂膜的使用寿命，是现有市场产品性能的2-8倍，可终身保用；

（3）漆膜固化温度低：可降低流水线的烘烤温度，从而降低了能耗，符合国家的节能减排要求；

（4）该涂料符合RHOS指令，不含铅、铬等重金属颜料。

具体实施方式

本发明是一种用于下水管道和污水管道的高性能高固环氧漆。它由改性双酚A环氧树脂、增韧剂和改性胺固剂组成的高固环氧树脂漆。本发明选用的改性环氧树脂，具有粘度低，固体份高，柔韧性好，漆膜固化后耐化学性好的特点。

实施例1：改性环氧树脂KD19028.27％，改性胺固化剂ZP0084215.12％，颜料32.58％，增韧剂NC5133.12％，防沉剂有机膨润土2.36％，混合溶剂18.55％。颜料的组分含量以重量百分比计为：40-60%云母粉、20-40%滑石粉和10-30%硫酸钡。混合溶剂中二甲苯与正丁醇重量比为2:1.

实施例2：改性环氧树脂KD19032.46％，改性胺固化剂ZP0084217.21％，颜料29.45％，增韧剂LITE2513HP4.08％，防沉剂气相二氧化硅1.88％，混合溶剂14.92％。颜料的组分含量以重量百分比计为：40-60%云母粉、2040%滑石粉和10-30%硫酸钡。混合溶剂中三甲苯与异丙醇重量比为2:1.

实施例3不同环氧树脂对漆膜性能的影响

改变环氧树脂种类，高固环氧漆的其它组分组成及含量同实施例1，考察不同环氧树脂对漆膜的性能影响，结果见表1。

表1：不同环氧树脂对漆膜性能的影响

实施例4不同增韧剂对漆膜性能的影响

改变增韧剂种类，高固环氧漆的其它组分组成及含量同实施例1，考察不同增韧剂对漆膜的性能影响，结果见表2。

表2不同增韧剂对漆膜的影响

实施例5不同固化剂对漆膜性能的影响

环氧树脂本身有热塑性，分子量不高，必须与固化剂交联成三维高分子膜，才能成为优良的涂料。常用的胺类固化剂有聚酰胺固化剂、芳香胺固化剂、脂环胺固化剂、曼尼期碱类固化剂，改性胺加成物等等。不同的固化剂在漆膜干性、机械性能、耐化学性等方面相差较大。由于该涂料对耐热水、耐盐雾和耐化学性能要求特别高，我们对不同固化剂作了耐热水和附着力测试，改变固化剂种类，高固环氧漆的其它组分组成及含量同实施例1，考察不同固化剂对漆膜的性能影响，测试结果如表3：

表3不同种类的固化剂对漆膜附着力和耐热水性的影响

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims

1.一种高固环氧漆，它含有环氧树脂，其特征在于，所述高固环氧漆的配方的组分含量以重量百分比计为：

改性环氧树脂28.27％～32.46％，改性胺固化剂15.12-17.21％，颜料32.58-29.45％，增韧剂3.12％-4.08％，防沉剂2.36-1.88％，溶剂18.55％～14.92％；

所述环氧树脂与固化剂的固化反应为：

令固化剂为R’-NH₂，环氧树脂为R-(CHCH₂)O，

R’-NH₂+R-(CHCH₂)O→R-CH(OH)CH₂-NH-R’。

2.权利要求1所述的高固环氧漆，其特征是所述改性环氧树脂为韩国国都化学生产的特种改性环氧树脂KD190。

3.权利要求1所述的高固环氧漆，其特征是所述改性胺固化剂为上海振华重工常州油漆厂生产的ZP00842。

4.根据权利要求1所述的高固环氧漆，其特征在于，所述颜料的组分含量以重量百分比计为：40-60%云母粉、20-40%滑石粉和10-30%硫酸钡。

5.权利要求1所述的高固环氧漆，其特征是所述增韧剂为腰果酚改性的稀释剂。

6.根据权利要求1所述的高固环氧漆，其特征在于，所述溶剂是芳香烃和醇类组成的混合有机溶剂，芳香烃类溶剂与醇类溶剂的重量比例为2:1-4:1。

7.一种制备权利要求1所述的高固环氧漆的方法，其特征在于，首先将环氧树脂与防沉剂、增韧剂、溶剂分散均匀，再并入颜料，经高速剪切分散，然后经过砂磨密闭工艺深度分散，调配成基料A组分；固化剂作为B组分。

8.一种将权利要求1所述的高固环氧漆进行施工的方法，其特征在于，施工时先将基料与固化剂按比例配漆，搅拌均匀，并以稀释剂适量调至施工粘度，然后进行施工涂装。

9.权利要求1-6任一项所述高固环氧漆的用途，用作污水管道防腐油漆。