CN103351788B - 一种耐辐照防腐蚀的底面合一高固体份涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料及其制备方法，该涂料的组分A由双酚A型环氧树脂12～18%，酚醛环氧树脂4～8%，二聚酸改性环氧树脂4～8%，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚5～10%，着色颜料2～10%，防腐蚀颜料15～25%，填料15～25%，阻燃剂10～20%，消泡剂0.3～0.8%，流平剂0.3～0.8%，稀释剂5～10%组成；组分B由改性聚酰胺固化剂55～65%，改性芳香胺固化剂35～45%组成，施工前按组分A与组分B的质量比为3～4:1混合均匀，以上各组分用量均为质量分数。上述涂料防辐射性能优异，去污能力强，通过了模拟DBA试验，具有优异的防腐蚀性能，VOC含量低。

Description

一种耐辐照防腐蚀的底面合一高固体份涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐辐照防腐蚀的底面合一高固体份涂料及其制备方法。

背景技术

核电是优质高效的清洁能源，技术成熟，经济性好，持续供应能力强。加快发展清洁能源、可再生能源，有利于构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，也有利于保护生态环境、提高人民生活质量。美国开发的第三代先进非能动压水堆核电技术即AP1000核电技术是全世界核电50年发展经验和智慧的结晶。由于这种非能动压水堆核电站在设计上与以往堆型核电站有很大差异，因而对用于AP1000核电技术的涂料性能也提出很多的要求。例如：增加了干膜密度、热传导率、涂层比热、涂层热辐射系数、润湿性等技术要求；对涂层的耐盐雾性能要求提高；严格限制有害重金属含量；对有去污要求的表面，还必须具有易去污性。现有核电站用涂料已不能满足上述要求。因此必须研制一种涂料，它可同时满足耐辐照、易去污、防腐蚀等多种要求，而且要通过核电站要求的模拟设计基准事故（DBA）试验。

发明内容

本发明的第一个目的是:提供一种耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料，以满足第三代先进非能动压水堆核电技术的使用要求。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料，由组分A和组分B构成，其特征在于，组分A由按质量分数计的下述组分组成：双酚A型环氧树脂12～18%，酚醛环氧树脂4～8%，二聚酸改性环氧树脂4～8%，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚5～10%，着色颜料2～10%，防腐蚀颜料15～25%，填料15～25%，阻燃剂10～20%，消泡剂0.3～0.8%，流平剂0.3～0.8%，稀释剂5～10%，以上各组分质量分数之和为100％，其中，防锈颜料为改性正磷酸锌与磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌中的一种或几种的混合物，改性正磷酸锌在防锈颜料的质量分数中占15～25％；阻燃剂为表面改性氢氧化铝；

组分B由按质量分数计的下述组分组成：改性聚酰胺固化剂55～65%，改性芳香胺固化剂35～45%，以上各组分质量分数之和为100％；

施工前按组分A与组分的质量比为3～4:1混合均匀。

上述耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料中，所述组分A中的双酚A型环氧树脂为南亚公司产品NPEL-128或NPEL-128E；酚醛环氧树脂为国都公司产品YDPN-636或YDPN-637；二聚酸改性环氧树脂为国都公司产品YD-171、YD-172、YD-173中的一种；改性正磷酸锌为HEUBACH公司产品。

上述耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料中，所述组分A中的填料为由云母粉、高岭土、滑石粉、沉淀硫酸钡、重质碳酸钙中的至少3种组成。

上述耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料中，所述组分B中改性芳香胺固化剂为亨斯迈公司产品

本发明的第二个目的是:提供一种耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料的制备方法，其操作简单、产品质量稳定。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种上述的耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料的制备方法，其特征在于，分别制备组分A和组分B，具体方法如下：

（一）制备组分A

①按下述配比准备各组分

组分A由按质量分数计的下述组分组成：双酚A型环氧树脂12～18%，酚醛环氧树脂4～8%，二聚酸改性环氧树脂4～8%，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚5～10%，着色颜料2～10%，防腐蚀颜料15～25%，填料15～25%，阻燃剂10～20%，消泡剂0.3～0.8%，流平剂0.3～0.8%，稀释剂5～10%，以上各组分质量分数之和为100％，其中，防锈颜料为改性正磷酸锌与磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌中的一种或几种的混合物，改性正磷酸锌在防锈颜料的质量分数中占15～25％，阻燃剂为表面改性氢氧化铝；

②具体操作

将双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、稀释剂加入搅拌缸中，搅拌至形成均匀透明液体，再依次加入着色颜料、防腐蚀颜料、填料、阻燃剂继续搅拌30min后，转入砂磨进行研磨，测研磨浆料的细度≤50μm时，将研磨浆料转入搅拌缸中，加入流平剂和消泡剂，搅拌30min后，取样测定搅拌缸中物料的固体含量，并用混合溶剂调整固体含量至规定值，过滤后所得浆料即为组分A，保存备用；

（二）制备组分B

①按下述配比准备各组分

组分B由按质量分数计的下述组分组成：改性聚酰胺固化剂55～65%，改性芳香胺固化剂35～45%，以上各组分质量分数之和为100％；

②具体操作

将改性聚酰胺和改性芳香胺固化剂加到容器中，搅拌均匀后，滤除杂质即为组分B，保存备用；

（三）配制涂料

施工前，将上述步骤制得的组分A和组分B按组分A与组分的质量比为3～4:1混合均匀即制得耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料。

上述耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料的制备方法中，所述组分A中的双酚A型环氧树脂为南亚公司产品NPEL-128或NPEL-128E；酚醛环氧树脂为国都公司产品YDPN-636或YDPN-637；二聚酸改性环氧树脂为国都公司产品YD-171、YD-172、YD-173中的一种；改性正磷酸锌为HEUBACH公司产品；

上述耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料的制备方法中，所述组分B中改性芳香胺固化剂为亨斯迈公司产品。

本发明的技术效果是：本发明技术方案的耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料具有下述技术优点：

①组分A采用了三种环氧树脂即：双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂和二聚酸改性环氧树脂作为涂料的主要成膜物，其中选用的双酚F型环氧树脂为南亚公司产品NPEL-128或NPEL-128E，其环氧当量为150～200g/eq，粘度较低，反应速度比双酚F型环氧树脂快且强度高；选用的酚醛环氧树脂为国都公司产品YDPN-636或YDPN-637，其主链苯环数量较多，形成的涂膜耐辐照性、耐化学品性和耐热性优异；选用柔韧性好且粘度低的国都公司产品YD-171、YD-172、YD-173中的一种二聚酸改性环氧树脂，弥补了所用双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂柔韧性不足的缺点，确保涂层具有足够的抗冲击性，这三种环氧树脂及其用量的巧妙配合使其具有相互协同作用确保最终涂膜性能符合技术要求；

②组分A采用了恰当数量的三官能度的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚作为高固体分涂料的活性稀释剂，由于粘度低且分子内含有三个环氧基团参与固化反应，固化时形成链状及网状结构，因此，既有效的降低了涂料体系的粘度，又不影响涂膜的交联密度，耐辐照性、防腐蚀性能不受影响而且固化后的涂膜抗弯曲强度、抗压强度、抗冲击强度等机械性能得到提高；

③组分A选用的防锈颜料不含铬、铅等有害重金属，其中，改性正磷酸锌是一种多功能的防腐蚀颜料，它采用铝离子进行改性，而且是一种微细化产品，其平均粒径只有2.75μm，大大提高了磷酸锌的活性，从而在金属表面形成更好的保护层，表现出比一般防腐蚀颜料更优异的防护性能。通过与其他几种防腐蚀颜料恰当复配，防腐蚀效果优异，达到了3500h的盐雾试验要求；而且所选防腐蚀颜料都属于遮盖力较差的白色防腐蚀颜料，对涂料颜色无明显影响，在添加其他颜色颜料后，可配制各种颜色，有利实现底、面合一；

④组分A所选用的填料如沉淀硫酸钡、高岭土、云母粉等，有效降低涂料成本的同时，也可提高涂料的耐辐照性能；

⑤组分A加入了改性氢氧化铝作为阻燃剂，这种改性氢氧化铝是经过表面处理的，更利于分散并可降低树脂共混物的黏度，而受热后，氢氧化铝脱水分解，能有效抑制聚合物的升温和热降解，大大降低了涂层的火焰传播比值；

⑥组分B采用改性聚酰胺固化剂和改性芳香胺混合使用作为固化剂，既可在钢结构底材表面实现良好的附着，又增加了涂料体系单位面积的苯环数量，进一步提高了耐辐照的性能；

⑦本发明涂料的施工固含量可达75wt％，VOC≤380g/L；一次涂装可达到150μm，缩短了涂装周期。

实际检测本发明涂料的各项性能均达到了AP1000类型核电站使用要求（见表3）。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不局限于此。

实施例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。

实施例1～3制备耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料

具体方法如下：

（一）制备组分A

①按下述配比准备各组分

组分A由按质量分数计的下述原料组成：双酚A型环氧树脂12～18%，酚醛环氧树脂4～8%，二聚酸改性环氧树脂4～8%，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚5～10%，着色颜料2～10%，防腐蚀颜料15～25%，填料15～25%，阻燃剂10～20%，消泡剂0.3～0.8%，流平剂0.3～0.8%，稀释剂5～10%，以上各组分质量分数之和为100％，具体配方见表1。

表1

②具体操作

将双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、稀释剂加入搅拌缸中，搅拌至形成均匀透明液体，再依次加入着色颜料、防腐蚀颜料、填料、阻燃剂继续搅拌30min后，转入砂磨进行研磨，测研磨浆料的细度≤50μm时，将研磨浆料转入搅拌缸中，加入触变剂、流平剂和消泡剂，搅拌30min后，取样测定搅拌缸中物料的固体含量并用混合溶剂（质量比7：3的二甲苯和丁醇）调整固体含量至80wt％，过滤后所得浆料分别为实施例1～3的组分A，分别保存备用；

（二）制备组分B

①按下述配比准备各组分

组分B由按质量分数计的下述原料组成：改性聚酰胺固化剂55～65%，改性芳香胺固化剂35～45%，以上各组分质量分数之和为100％，具体配方见表2；

表2

②具体操作

将改性聚酰胺和改性芳香胺固化剂加到容器中，搅拌均匀后，滤除杂质分别制得实施例1～3的组分B，分别保存备用；

（三）配制涂料

施工前，将上述步骤制得的组分A和组分B按组分A与组分的质量比为3:1混合均匀分别制得实施例1～3的耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料。

检测涂料性能

①制备测试样板

热轧钢板尺寸为20cm×10cm×0.3cm，表面经过喷砂处理后，在温度5～50℃、相对湿度≤85%的条件下，用实施例1～3制得的涂料进行喷涂（干膜厚度140～180μm），然后在（23±2）℃、50%相对湿度的环境中放置7天，保存待测试；

②测试结果见表3。

表3

从表3的检测结果可以看出，本发明耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料的防辐射性能优异，去污能力强，通过了模拟DBA试验，另外，产品具有优异的防腐蚀性能，VOC含量低，既满足了非能动核电站使用要求，又减少了VOC排放，符合高性能、低污染的发展方向。

Claims (3)

1.一种耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料，由组分A和组分B构成，其特征在于，组分A由按质量分数计的下述组分组成：双酚A型环氧树脂12～18％，酚醛环氧树脂4～8％，二聚酸改性环氧树脂4～8％，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚5～10％，着色颜料2～10％，防腐蚀颜料15～25％，填料15～25％，阻燃剂10～20％，消泡剂0.3～0.8％，流平剂0.3～0.8％，稀释剂5～10％，以上各组分质量分数之和为100％，其中，防腐蚀颜料为改性正磷酸锌与磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌中的一种或几种的混合物，改性正磷酸锌在防腐蚀颜料的质量分数中占15～25％；阻燃剂为表面改性氢氧化铝；

所述组分A中的双酚A型环氧树脂为南亚公司产品NPEL-128或NPEL-128E；酚醛环氧树脂为国都公司产品YDPN-636或YDPN-637；二聚酸改性环氧树脂为国都公司产品YD-171、YD-172、YD-173中的一种；改性正磷酸锌为HEUBACH公司产品；

组分B由按质量分数计的下述组分组成：改性聚酰胺固化剂55～65％，改性芳香胺固化剂35～45％，以上各组分质量分数之和为100％；

所述组分B中改性芳香胺固化剂为亨斯迈公司产品

施工前按组分A与组分B的质量比为3～4:1混合均匀。

2.根据权利要求1所述的耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料，其特征在于，所述组分A中的填料为由云母粉、高岭土、滑石粉、沉淀硫酸钡、重质碳酸钙中的至少3种组成。

3.一种权利要求1的耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料的制备方法，其特征在于，分别制备组分A和组分B，具体方法如下：

(一)制备组分A

①按下述配比准备各组分

组分A由按质量分数计的下述组分组成：双酚A型环氧树脂12～18％，酚醛环氧树脂4～8％，二聚酸改性环氧树脂4～8％，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚5～10％，着色颜料2～10％，防腐蚀颜料15～25％，填料15～25％，阻燃剂10～20％，消泡剂0.3～0.8％，流平剂0.3～0.8％，稀释剂5～10％，以上各组分质量分数之和为100％，其中，防腐蚀颜料为改性正磷酸锌与磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌中的一种或几种的混合物，改性正磷酸锌在防腐蚀颜料的质量分数中占15～25％，阻燃剂为表面改性氢氧化铝；

所述组分A中的双酚A型环氧树脂为南亚公司产品NPEL-128或NPEL-128E；酚醛环氧树脂为国都公司产品YDPN-636或YDPN-637；二聚酸改性环氧树脂为国都公司产品YD-171、YD-172、YD-173中的一种；改性正磷酸锌为HEUBACH公司产品。

②具体操作

将双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、稀释剂加入搅拌缸中，搅拌至形成均匀透明液体，再依次加入着色颜料、防腐蚀颜料、填料、阻燃剂继续搅拌30min后，转入砂磨进行研磨，测研磨浆料的细度≤50μm时，将研磨浆料转入搅拌缸中，加入流平剂和消泡剂，搅拌30min后，取样测定搅拌缸中物料的固体含量，并用混合溶剂调整固体含量至规定值，过滤后所得浆料即为组分A，保存备用；

(二)制备组分B

①按下述配比准备各组分

组分B由按质量分数计的下述组分组成：改性聚酰胺固化剂55～65％，改性芳香胺固化剂35～45％，以上各组分质量分数之和为100％；

所述组分B中改性芳香胺固化剂为亨斯迈公司产品

②具体操作

将改性聚酰胺和改性芳香胺固化剂加到容器中，搅拌均匀后，滤除杂质即为组分B，保存备用；

(三)配制涂料

施工前，将上述步骤制得的组分A和组分B按组分A与组分B的质量比为3～4:1混合均匀即制得耐辐照防腐蚀的底面合一的高固体份涂料。