CN103146265A - 一种具有高抗冲击性能的防腐涂料组合物 - Google Patents

一种具有高抗冲击性能的防腐涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有高抗冲击性能的防腐涂料组合物，包括A组分与B组分，A、B组分按质量比7.5～8.5∶1配合使用。本发明是由低相对分子质量的环氧树脂、氯磺化聚乙烯、良溶剂、纳米级气相二氧化硅、颜料、助剂及芳香胺类固化剂混配，经快速分散、研磨、搅拌、过滤而制成的。本发明利用氯磺化聚乙烯橡胶具有优异的弹性性能，改性低相对分子质量的环氧树脂使得该涂料具有优异的综合性能，具有良好的化学性能、机械性能和高的抗冲击性能；该涂料能作为石油油管、套管、钻杆用外防护防腐涂料。

Description

一种具有高抗冲击性能的防腐涂料组合物
技术领域
本发明属于涂料领域，具体地说，涉及具有高抗冲击性能的防腐涂料组合物。
背景技术
防腐涂料被广泛应用于矿山、机械设备和化工管道中，目前金属腐蚀生锈已经成为国民经济的一大灾难，提高除锈防锈的技术水平是世界各国的重要研究课题。而且随着现代工业的发展，人们对防腐涂料承受环境腐蚀的能力和使用寿命提出了更高的要求。尤其是在石油管道方面的应用，随着钻井条件的苛刻和钻井深度的增加，其要求更为严格，不仅要求其能达到相关的防腐要求，涂层的使用寿命要求也在不断提高。
管道涂层的保护作用不仅仅在使用中，应该具有保持具有优异的各项使用性能，而且应该使其在运输到施工现场期间，确保能够抵各种来自外界的破坏，常见的破坏例如，由于涂层只具有优异的防腐性能，不具有高的抗冲击性能，来自外界运输过程中的御碰撞冲击造成的涂层损伤，严重影响涂层的其它防护性能。据统计，这样造成的经济损失为涂层防护总费用的20～30%不等。
目前还未见抗冲击性能良好的防腐涂料组合物被公开，开发一种具有高抗冲击防腐涂料是十分必要的事情。
发明内容
本发明的目的在于克服原有防腐涂料技术不足，研制出一种具有一定附着力的防腐蚀高抗冲击涂料。本发明能应用于不仅具有一定腐蚀介质的环境中，而且可以应用于需要克服一定重量的冲击条件下。
为实现上述发明目标，本发明采取的技术方案是：
所述防腐涂料组合物包括组分A和组分B，所述组分A与组分B的质量比为7.5～8.5:1；
其中，所述组分A包括如下以重量份数表示的成分：
30%氯磺化聚乙烯橡胶乳液         45.0～70.0；
低分子量环氧树脂                9.0～20.5；
纳米级气相二氧化硅              0.5～2.0；
氧化铬绿                        8.5～25.0；
酞青兰                          1.0～3.0；
润湿分散剂                      2.0～9.0；
三甲苯                          5.0～25.0；
所述的组分B包括如下以重量份数表示成分：
芳香胺类固化剂                  4.0～25.5；
乙酸仲丁酯                      5.5～24.0；
乙酸丁酯                        54.0～85.0；
消泡剂                          0.05～0.50；
乙烯基硅烷偶联剂                0.5～2.5。
所述组分A包括如下以重量份数表示的成分：
30%氯磺化聚乙烯橡胶乳液         49.0～58.5；
低分子量环氧树脂                11.0～18.5；
纳米级气相二氧化硅              0.7～1.3；
氧化铬绿                        10.5～18.0；
酞青兰                          1.2～3.0；
润湿分散剂                      3.0～7.0；
三甲苯                          7.0～15.0；
所述的组分B包括如下以重量份数表示成分：
芳香胺类固化剂                  5.0～15.5；
乙酸仲丁酯                       10.5～20.0；
乙酸丁酯                         60.0～80.0；
消泡剂                           0.08～0.20；
乙烯基硅烷偶联剂                 0.8～2.0。
所述30%氯磺化聚乙烯橡胶为TS-430、TS-340、TS-530或TS-1500型氯磺化聚乙烯橡胶以重量百分比30%用二甲苯或三甲苯溶解的乳液中的一种或几种。
所述低分子量环氧树脂的相对分子量为510～750。
所述氧化铬绿的目数小于100目。
所述润湿分散剂是附有颜料锚定基团的离子型共聚物。
所述消泡剂是不含有机硅的破泡聚合物溶液。
所述纳米级气相二氧化硅是疏水性气相二氧化硅。
所述芳香胺类固化剂含伯胺、仲胺、叔胺中的一种或两种。
其中，几种组分的选用是基于下述设计思路：（1）低分子相对分子质量的环氧树脂，其不仅在保证较低粘度下，而且还具有很强的内聚力，分子结构致密，含有活性极大的环氧基、羟基以及醚健赋予环氧固化物对金属基材优良的附着力。环氧树脂分子中的环氧基和羟基是环氧树脂固化反应的活性中心，其可与多种活性官能团通过加成固化、共缩聚两种反应，进行交联固化或改性。（2）氯磺化聚乙烯（简称CSM）是因为其是饱和的聚合物结构会产生许多特殊的性能。氯磺化聚乙烯橡胶不仅是高的弹性体，而且还具有耐臭氧、耐候性、耐老化和耐腐蚀性化学物质，这些优异的特性在防腐涂料领域使CSM涂料有不可动摇的地位。CSM外观为白色片状弹性体。因为氯磺化聚乙烯是弹性体，延展性好，低温下也能形成柔软的薄膜，韧性及耐磨性好。（3）环氧树脂和氯磺化聚乙烯橡胶的各自优异的性能十分明显，可优势互补，组合起来具有高抗冲击性能的优异附着的防腐涂料，此涂料可防护被施工物件，大大降低由于运输过程或其它碰撞造成的涂层损失，提高涂层的使用寿命。
本发明的防腐涂料组合物具有良好的化学性能、机械性能和高的抗冲击性能；该涂料组合物能作为石油油管、套管、钻杆用外防护防腐涂料。
具体实施方式
下面，用实施例来进一步说明本发明内容，但本发明的保护范围并不仅限于实施例。对本领域的技术人员在不背离本发明精神和保护范围的情况下做出的其它变化和修改，仍包括在本发明保护范围之内。
实施例1
实施例1～3的原料配比（重量百分比）如下表1所示：
将组份A与组份B按表1的配比混合搅拌均匀，然后用刷子将涂料刷涂到喷砂过的碳钢板上，待完全固化后，作为涂膜样板a供性能评价。
其中，组分A预先按下述方法处理后再与组分B混合效果能得到更佳的效果：按表1所示的组份A的原料组成，将相应重量百分比的原料加入拉缸中，启动分散机低速分散搅拌，边搅拌边加入原料，所有原料添加完毕后，以高速（2500转/min）分散40min，获得分散均匀的组份A混合料；然后，将组份A混合料放入研磨机中进行磨料，细度达到50微米以下。
组份B无需研磨。
其中，所述的30%氯磺化聚乙烯橡胶为TS-430、TS-340、TS-530、TS-1500型氯磺化聚乙烯橡胶，采用日本东曹达公司的产品，以重量百分比用30%的二甲苯或三甲苯溶解的乳液中的一种或几种。
所述低分子量环氧树脂的相对分子量为510～750，采用台湾南亚集团或江苏三木集团的产品。
所述氧化铬绿目数小于100目，采用一品颜料或三环颜料的产品。
所述润湿分散剂是一种附有颜料锚定基团的离子型共聚物，采用埃夫科纳助剂有限公司型号为AFCONA-5280。
所述消泡剂是一种不含有机硅的破泡聚合物溶液，采用毕克公司型号为BYK-054。
所述纳米级气相二氧化硅是一种疏水性气相法二氧化硅，采用德固赛公司的R972。
所述芳香胺类固化剂含伯胺、仲胺、叔胺中的一种或两种。
实施例2
按照上述表1中实施例2所示的配比将组份A与组份B搅拌均匀，然后用刷子将涂料刷涂到喷砂过的碳钢板上，待完全固化后，作为涂膜样板b供性能评价。
实施例3 
按照上述表1中实施例3所示的配比将组份A与组份B搅拌均匀，然后用刷子将涂料刷涂到喷砂过的碳钢板上，待完全固化后，作为涂膜样板c供性能评价。
测试漆膜的高抗冲击性能，以固定质量的重锤落于试板上，涂膜在经受高速中立的作用下，发生快速变形而不出现开裂或从金属底材上脱落的距离，单位kgf·cm，如下表2所示：
Figure 404501DEST_PATH_IMAGE002
如表3可见，涂膜a在冲击强度为110 kgf·cm时漆膜也不会出现裂纹或剥离；涂膜b在冲击强度为120 kgf·cm时漆膜也不会出现裂纹或剥离；涂膜c在冲击强度为115 kgf·cm时漆膜也不会出现裂纹或剥离。
实施例1～3的涂膜的性能指标如下表3所示：
Figure 671534DEST_PATH_IMAGE003
在同等条件下，对比30%氯磺化聚乙烯乳胶液和低相对分子质量环氧树脂分别为A组分基料，或按本配方二者协同为基料，分别测试涂层的基本的物理、化学性能指标，对比数据如下表4：
Figure 870434DEST_PATH_IMAGE004
从表4可看出，本发明的实施例配方的综合性能包括附着力、抗冲击强度、耐磨损、柔韧性等均比单独用氯磺化聚乙烯涂料和低分子量环氧树脂涂料的效果好。

Claims (9)

1.一种具有高抗冲击性能的防腐涂料组合物，其特征在于，所述防腐涂料组合物包括组分A和组分B，所述组分A与组分B的质量比为7.5～8.5：1；其中，所述组分A包括如下以重量份数表示的成分：
30%氯磺化聚乙烯橡胶乳液         45.0～70.0；
低分子量环氧树脂                9.0～20.5；
纳米级气相二氧化硅              0.5～2.0；
氧化铬绿                        8.5～25.0；
酞青兰                          1.0～3.0；
润湿分散剂                      2.0～9.0；
三甲苯                          5.0～25.0；
所述的组分B包括如下以重量份数表示成分：
芳香胺类固化剂                  4.0～25.5；
乙酸仲丁酯                      5.5～24.0；
乙酸丁酯                        54.0～85.0；
消泡剂                          0.05～0.50；
乙烯基硅烷偶联剂                0.5～2.5。
2.根据权利要求1所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述组分A包括如下以重量份数表示的成分：
30%氯磺化聚乙烯橡胶乳液         49.0～58.5；
低分子量环氧树脂                11.0～18.5；
纳米级气相二氧化硅              0.7～1.3；
氧化铬绿                        10.5～18.0；
酞青兰                          1.2～3.0；
润湿分散剂                      3.0～7.0；
三甲苯                          7.0～15.0；
所述的组分B包括如下以重量份数表示成分：
芳香胺类固化剂                  5.0～15.5；
乙酸仲丁酯                       10.5～20.0；
乙酸丁酯                         60.0～80.0；
消泡剂                           0.08～0.20；
乙烯基硅烷偶联剂                 0.8～2.0。
3.根据权利要求1或2所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述30%氯磺化聚乙烯橡胶为TS-430、TS-340、TS-530或TS-1500型氯磺化聚乙烯橡胶以重量百分比30%用二甲苯或三甲苯溶解的乳液中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述低分子量环氧树脂的相对分子量为510～750。
5.根据权利要求1或2所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述氧化铬绿的目数小于100目。
6.根据权利要求1或2所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述润湿分散剂是附有颜料锚定基团的离子型共聚物。
7.根据权利要求1或2所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述消泡剂是不含有机硅的破泡聚合物溶液。
8.根据权利要求1或2所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述纳米级气相二氧化硅是疏水性气相二氧化硅。
9.根据权利要求1或2所述的防腐涂料组合物，其特征在于，所述芳香胺类固化剂含伯胺、仲胺、叔胺中的一种或两种。
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