CN104231863B

CN104231863B - 可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物

Info

Publication number: CN104231863B
Application number: CN201410502197.9A
Authority: CN
Inventors: 孙红尧; 孙高霞; 李森林; 徐雪峰; 单国良
Original assignee: Nanjing Hydraulic Research Institute of National Energy Administration Ministry of Transport Ministry of Water Resources
Current assignee: Nanjing Hydraulic Research Institute of National Energy Administration Ministry of Transport Ministry of Water Resources
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: CN104231863A

Abstract

可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，由双组分材料组成，其中A组分与B组分的重量比为100:30‑100:80；特征是A组分的重量比组分包括：树脂：40~80；填料：5~30；活性稀释剂I：5~15；增韧剂I：5~20；吸水剂：1~15；氯离子吸附剂：1~5；稳锈剂：5~30；油包水乳化剂：0.1~1.8；其它助剂0.8~6.1；B组分的重量比组分包括：水中固化剂：60~90；活性稀释剂II：5~20；增韧剂II：5~20；偶联剂：0.5~1.2。本发明的涂料可以在潮湿表面、带锈表面涂装，并能在盐水中固化。本发明为无溶剂涂料、具有吸除基体表面的水分、氯离子和锈转化的功能。

Description

可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物

技术领域

本发明属于海洋防腐蚀涂料技术领域，涉及一种可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，特别适用于海洋水位变动区结构物的防腐蚀。本发明还涉及这种无溶剂防腐蚀涂料组合物的制备方法。

背景技术

在海洋潮差浪溅区环境中，潮位的涨落使得处于该区域的混凝土结构和钢结构物的维修防护变得很困难，该区域干湿交替、表面处理难以达到高标准要求、可作业时间短、防护材料需要在海水中固化，所以对防腐蚀材料的性能要求高。

该区域曾经用过喷涂弹性体涂料、厚涂层涂料、玻璃钢包覆、塑料夹克包覆等防腐蚀措施，但效果不太理想。

针对潮湿表面涂装、带锈涂装的涂料的研究很多，也有针对水中固化的涂料的发明专利的报道，但没有提及能在含有氯离子的海水中固化的性能特点。由于有机溶剂在水下不能很好挥发，不适合添加入水中固化涂料中，必须采用活性稀释剂来代替有机溶剂，所以水中固化涂料必须是无溶剂涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，本涂料组合物能够解决海洋环境潮差浪溅区结构物的维修防护的问题，本发明的涂料可以在潮湿表面涂装，可以在表面处理质量等级较低的结构表面（如带锈、带水和带旧涂层表面）进行涂装，更可以在含有氯离子的海水中固化，并具有优异的防腐蚀性能。本发明将提供这种无溶剂防腐蚀涂料组合物的制备方法。

完成上述发明任务的技术方案是，一种可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，由双组分材料组成，使用时按比例配比搅拌均匀后使用，其中A组分与B组分的重量比为100:30～100:80；其特征在于，

A组分的重量比组分包括：

树脂：40~80；

填料：5~30；

吸水剂：1~15；

氯离子吸附剂：1~5；

稳锈剂：5~30；

油包水乳化剂：0.1~1.8；

B组分的重量比组分包括：

水中固化剂：60~90。

以上方案的进一步优化，A组分与B组分的重量比为100:45～100：55。

为了进一步改进固化后本涂料组合物的理化性质，A组分与B组分中还可以增加新的成分：

A组分的重量比组分如下：

树脂：40~80；

填料：5~30；

活性稀释剂 I ：5~15；

增韧剂 I ：5~20；

吸水剂：1~15；

氯离子吸附剂：1~5；

稳锈剂：5~30；

油包水乳化剂：0.1~1.8；

附着力促进剂：0.2~0.8；

消泡剂：0.1~0.9；

润湿分散剂0.5~5.0；

B组分的重量比组分如下：

水中固化剂：60~90；

活性稀释剂II ：5~20；

增韧剂II：5~20；

偶联剂：0.5~1.2。

本发明更优化的重量比组分是：

A组分的重量比组分如下：

树脂：50~70；

填料：6~15；

活性稀释剂I：6~12；

增韧剂I：6~15；

吸水剂：5~10；

氯离子吸附剂：2~5；

稳锈剂：8~20；

油包水乳化剂：0.4~1.0；

附着力促进剂：0.2~0.5；

消泡剂：0.3~0.7；

润湿分散剂1.0~2.0；

B组分的重量比组分如下：

水中固化剂：70~85；

活性稀释剂II：7~15；

增韧剂II：5~12；

偶联剂：0.8~1.2。

更优化和更具体地说：本发明由双组分材料组成，使用时按比例配比搅拌均匀后使用。本发明的涂料中A组分由树脂、填料、活性稀释剂I、增韧剂I、吸水剂、氯离子吸附剂、稳锈剂、油包水乳化剂、附着力促进剂、消泡剂和润湿分散剂组成，B组分由固化剂、活性稀释剂II、增韧剂II和偶联剂组成。

1．配方组成材料：

A组分(重量百分比)

树脂：选择环氧树脂E-44、E-51、E-54，可以是其中一种或几种，优选E-51和E-54，用量：40%~80%。

填料：玻璃鳞片、硅砂、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母片、云母氧化铁、铁红。可以选用其中的一种或多种，优先选用玻璃鳞片和云母氧化铁。用量：5%~30%。

活性稀释剂I：660（环氧丙烷丁基醚）、690（环氧丙烷苯基醚）、748（AGE）(长链烷基缩水甘油醚)，可以是其中的一种或几种，优选660和AGE。用量：5%~15%。

增韧剂I：QS-BE、液态聚硫橡胶、邻苯二甲酸二丁酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、亚油酸二聚体二缩水甘油醚、SM-110(聚醚多元醇缩水甘油醚)。可以选用其中的一种或多种，优先选用聚醚多元醇缩水甘油醚。用量：5%~20%。

吸水剂：硅酸盐水泥、粉煤灰、吸水树脂、熟石膏、生石灰、三乙氧基甲烷（原甲酸乙酯），恶唑烷。可以选用其中的一种或多种，优先选用硅酸盐水泥和吸水树脂。用量：1%~15%。

氯离子吸附剂：水滑石、阴离子交换树脂、高分子除氯剂、硝酸银。可以选用其中的一种或多种，优先选用水滑石或高分子除氯剂。用量：1%~5%。

稳锈剂：磷酸盐、三聚磷酸铝、磷酸二苯胍和氧化锌。可以选用其中的一种或多种，优先选用磷酸盐和三聚磷酸铝。用量：5%~30%。

油包水乳化剂：乳化剂72、乳化剂721（聚氧乙烯硬脂醇醚）、硬脂酸锌，优先选用聚氧乙烯硬脂醇醚。用量：0.1%~1.8%。

附着力促进剂：KH-560（γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷）、QH-800（聚脂改性树脂）、道康宁Z-6040（环氧官能甲基硅烷）、BYK-4510。可以选用其中的一种或多种，优先选用KH-560和Z-6040。用量：0.2%~0.8%。

消泡剂：BYK-A530、BYK-066N，优先选用BYK-A530。用量：0.1%~0.9%。

润湿分散剂：BYK-108、BYK-180，优先选用BYK-108。用量：0.5~5.0%。

B组分（重量百分比）

固化剂： T-31、MS-1081A、 MS-1081B 、MS-1081C、JD-696、JD-8120、JD-701、腰果胺、酮亚胺。可以选用其中的一种或多种，优先选用JD-696和MS-1081C。用量：60%~90%。

活性稀释剂II：SM-208、SM-218改性脂环胺，优先选用SM-208。用量：5%~20%。

增韧剂II：910（改性胺）、氨基聚醚AMD-400、AMD-1000、AMD-2000，可以选用其中的一种或多种，优先选用AMD-400。用量：5%~20%。

偶联剂：KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、CG-602（N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷）、KH-792(γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷)，选用其中一种，优先选用KH-550。用量：0.5%~1.2%。

上述可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物的制备方法，步骤如下：

1）涂料的制备

A组分的制备

将A组分的材料按照配方组成分别加入高速分散机中，先加入50％左右的树脂，然后加入固体组分和助剂，开动高速分散机搅拌，搅拌过程中，继续加入剩余的树脂、活性稀释剂和增韧剂，搅拌分散均匀后，将物料注入密闭砂磨机中进行研磨（冷却水冷却），过程中检验涂料细度，在细度达到40～80µm后，将物料进行过滤，外观检查过滤后的物料，均匀无结块后，抽样检测，并进行包装。实施例见表1。

B组分的制备

将B组分的物料按树脂、活性稀释剂、增韧剂和助剂全部加入搅拌釜中，开动电机搅拌，搅拌均匀后，抽样检测，并进行包装。实施例见表1。

2）试件的制备和物理性能检测

将A组分和B组分按照实施例表1的配方比例进行配比，搅拌均匀，熟化15～30min待用。按照GB/T9271-2008“色漆和清漆标准试板”准备试件，表面手工打磨至符合要求，将钢片浸入盐水中后，拿出来，待产生浮锈后，用湿布轻轻擦一下，立即涂装，涂装后在空气中静置10min左右，放入5％的盐水中固化7～10d，从水中拿出试板，放置在标准条件的检测室中1d，然后进行物理性能检测。性能检测结果见表1。

本发明的发明点在于：

一、吸水剂的添加

硅酸盐水泥、粉煤灰、吸水树脂、熟石膏、生石灰、三乙氧基甲烷（原甲酸乙酯），恶唑烷。可以选用其中的一种或多种，优先选用硅酸盐水泥和吸水树脂。用量：1%～15%。

二、氯离子吸附剂的添加

水滑石、阴离子交换树脂、高分子除氯剂、硝酸银。可以选用其中的一种或多种，优先选用水滑石或高分子除氯剂。用量：1%~5%；

三、稳锈剂的添加：

磷酸盐、三聚磷酸铝、磷酸二苯胍和氧化锌。可以选用其中的一种或多种，优先选用磷酸盐和三聚磷酸铝。用量：5%～30%。

四、油包水乳化剂的添加：

乳化剂72、乳化剂721（聚氧乙烯硬脂醇醚）、硬脂酸锌，优先选用聚氧乙烯硬脂醇醚。用量：0.1%～1.8%。

五、水中固化剂的添加：

T-31、MS-1081A、 MS-1081B 、MS-1081C、JD-696、JD-8120、JD-701、腰果胺、酮亚胺。可以选用其中的一种或多种，优先选用JD-696和MS-1081C。用量：60%～90%。

六、这些物质的协调相互作用：前面5条的物质的协调相互作用。

本发明的优点是发明的涂料可以在潮湿表面、带锈表面涂装，并能在盐水中固化。本发明为无溶剂涂料、具有吸除基体表面的水分、氯离子和锈转化的功能。

本发明是通过涂料组成中的潮湿固化剂、吸水剂、氯离子吸附剂、稳锈剂、油包水乳化剂的综合作用而使得涂料能够在盐水中固化。基体表面的水分一部分直接与固化剂反应、一部分通过乳化剂作用被包裹在油性树脂中与固化剂反应、一部分被水泥等吸水剂吸收后发生反应而消耗。基体表面的氯离子被氯离子吸附剂结合。基体表面的铁锈被稳锈剂转化螯合。水中固化剂中含有合适比例的亲水憎水基团，使得本发明涂料能够在海水中固化。

具体实施方式

实施例1～实施例5：可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物及其制备方法。按前述制备工艺和表1配方，制备试件，并进行性能测试。

表1 实施例1～实施例5配方表

(表中为重量份)

实施例6，与实施例1-5基本相同，但所述A组分与B组分的重量比为100:30；

A组分的重量比组分包括：树脂：40；填料：5；吸水剂：1；氯离子吸附剂：1；稳锈剂：5；油包水乳化剂：0；

B组分的重量比组分包括：水中固化剂：60。

实施例7，与实施例1-5基本相同，但所述A组分与B组分的重量比为100:80；

A组分的重量比组分包括：树脂：80；填料：30；吸水剂：15；氯离子吸附剂：5；稳锈剂：30；油包水乳化剂：1.8；

B组分的重量比组分包括：水中固化剂：90。

实施例8，与实施例1-5基本相同，但所述A组分与B组分的重量比为100:30；

A组分的重量比组分包括：树脂：80；填料：5；吸水剂：15；氯离子吸附剂：1；稳锈剂：30；油包水乳化剂：0.1；

B组分的重量比组分包括：水中固化剂：60。

实施例9，与实施例1-5基本相同，但所述A组分与B组分的重量比为100:80；

A组分的重量比组分包括：树脂：40；填料：30；吸水剂：1；氯离子吸附剂：5；稳锈剂：5；油包水乳化剂：1.8；

B组分的重量比组分包括：水中固化剂：90。

实施例10，与实施例1-5基本相同，但所述A组分与B组分的重量比为100:45。

实施例11，与实施例1-5基本相同，但所述A组分与B组分的重量比为100：55。

实施例12，与实施例1-5基本相同，但所述A组分的重量比组分如下：树脂：40；填料：5；活性稀释剂 I ：5；增韧剂 I ：5；吸水剂：1；氯离子吸附剂：1；稳锈剂：5；油包水乳化剂：0.1；附着力促进剂：0.2；消泡剂：0.1；润湿分散剂0.5；

B组分的重量比组分如下：水中固化剂：60；活性稀释剂II ：5；增韧剂II：5；偶联剂：0.5。

实施例13，与实施例1-5基本相同，但所述A组分的重量比组分如下：树脂：80；填料： 30；活性稀释剂 I ：15；增韧剂 I ：20；吸水剂：15；氯离子吸附剂：5；稳锈剂：30；油包水乳化剂： 1.8；附着力促进剂：0.8；消泡剂：0.9；润湿分散剂5.0；

B组分的重量比组分如下：水中固化剂：90；活性稀释剂II ：20；增韧剂II：20；偶联剂：1.2。

实施例14，与实施例1-5基本相同，但所述A组分的重量比组分如下：树脂：50；填料：6；活性稀释剂I：6；增韧剂I：6；吸水剂：5；氯离子吸附剂：2；稳锈剂：8；油包水乳化剂：0.4；附着力促进剂：0.2；消泡剂：0.3；润湿分散剂1.0；

B组分的重量比组分如下：水中固化剂：70；活性稀释剂II：7；增韧剂II：5；偶联剂：0.8。

实施例15，与实施例1-5基本相同，但所述A组分的重量比组分如下：树脂：70；填料： 15；活性稀释剂I：12；增韧剂I：15；吸水剂：10；氯离子吸附剂：5；稳锈剂：20；油包水乳化剂：1.0；附着力促进剂：0.5；消泡剂：0.7；润湿分散剂2.0；

B组分的重量比组分如下：水中固化剂：85；活性稀释剂II：15；增韧剂II：12；偶联剂： 1.2。

实施例16-25，与实施例1-5基本相同，但所述A组分中所述的树脂选自：环氧树脂E-44、E-51和/或E-54中的一种或几种；

A组分中所述的填料选自：玻璃鳞片、硅砂、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、云母片、云母氧化铁和/或铁红中的一种或多种；

A组分中所述的活性稀释剂I选自：环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚和/或长链烷基缩水甘油醚中的一种或几种；

A组分中所述的增韧剂I选自：QS-BE、液态聚硫橡胶、邻苯二甲酸二丁酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、亚油酸二聚体二缩水甘油醚和/或聚醚多元醇缩水甘油醚中的一种或多种；

A组分中所述的吸水剂选自：硅酸盐水泥、粉煤灰、吸水树脂、熟石膏、生石灰、三乙氧基甲烷和/或恶唑烷中的一种或多种；

A组分中所述的氯离子吸附剂选自：水滑石、阴离子交换树脂、高分子除氯剂和/或硝酸银中的一种或多种；

A组分中所述的稳锈剂选自：磷酸盐、三聚磷酸铝和/或磷酸二苯胍和氧化锌中的一种或多种；

A组分中所述的油包水乳化剂选自：乳化剂72、乳化剂721和/或硬脂酸锌中的一种或多种；

A组分中所述的附着力促进剂选自：KH-560、QH-800、道康宁Z-6040和/或BYK-4510中的一种或多种；

A组分中所述的消泡剂选自：BYK-A530和/或BYK-066N；

A组分中所述的润湿分散剂选自：BYK-108和/或BYK-180；

B组分中所述的固化剂选自：T-31、MS-1081A、 MS-1081B 、MS-1081C、JD-696、JD-8120、JD-701、腰果胺和/或酮亚胺中的一种或多种；

B组分中所述的活性稀释剂II选自：SM-208和/或SM-218改性脂环胺；

B组分中所述的增韧剂II选自：910、氨基聚醚AMD-400、AMD-1000和/或AMD-2000中的一种或多种；

B组分中所述的偶联剂选自：KH-550、CG-602和/或KH-792中的一种。

实施例26，与实施例1-5基本相同，但所述A组分中所述的树脂采用E-51和E-54；A组分中所述的填料采用玻璃鳞片和云母氧化铁；A组分中所述的活性稀释剂I采用660和AGE；A组分中所述的增韧剂I采用聚醚多元醇缩水甘油醚；A组分中所述的吸水剂采用硅酸盐水泥和吸水树脂；A组分中所述的氯离子吸附剂采用水滑石或高分子除氯剂；A组分中所述的稳锈剂采用磷酸盐和三聚磷酸铝；A组分中所述的油包水乳化剂采用聚氧乙烯硬脂醇醚；A组分中所述的附着力促进剂采用KH-560和Z-6040；A组分中所述的消泡剂采用BYK-A530；A组分中所述的润湿分散剂采用BYK-108；B组分中所述的固化剂采用JD-696和MS-1081C；B组分中所述的活性稀释剂II采用SM-208；B组分中所述的增韧剂II采用AMD-400；B组分中所述的偶联剂采用KH-550。

Claims

1.一种可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，由双组分材料组成，使用时按比例配比搅拌均匀后使用，其中A组分与B组分的重量比为100:30-100:80；其特征在于，

所述A组分的重量比组分如下：

树脂：40~80；

填料：5~30；

活性稀释剂 I ：5~15；

增韧剂 I ：5~20；

吸水剂：1~15；

氯离子吸附剂：1~5；

稳锈剂：5~30；

油包水乳化剂：0.1~1.8；

附着力促进剂：0.2~0.8；

消泡剂：0.1~0.9；

润湿分散剂0.5~5.0；

所述B组分的重量比组分如下：

水中固化剂：60~90；

活性稀释剂II ：5~20；

增韧剂II：5~20；

偶联剂：0.5~1.2；

A组分中所述的树脂选自：环氧树脂E-44、E-51和/或E-54中的一种或几种；

A组分中所述的稳锈剂选自：三聚磷酸铝和/或磷酸二苯胍和氧化锌中的一种或多种；

A组分中所述的消泡剂选自：BYK-A530和/或BYK-066N；

A组分中所述的润湿分散剂选自：BYK-108和/或BYK-180；

B组分中所述的固化剂选自：T-31、腰果胺和/或酮亚胺中的一种或多种；

B组分中所述的增韧剂II选自：氨基聚醚AMD-400、AMD-1000和/或AMD-2000中的一种或多种；

2.根据权利要求1所述的可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，其特征在于，

所述A组分的重量比组分如下：

树脂：50~70；

填料：6~15；

活性稀释剂I：6~12；

增韧剂I：6~15；

吸水剂：5~10；

氯离子吸附剂：2~5；

稳锈剂：8~20；

油包水乳化剂：0.4~1.0；

附着力促进剂：0.2~0.5；

消泡剂：0.3~0.7；

润湿分散剂1.0~2.0；

所述B组分的重量比组分如下：

水中固化剂：70~85；

活性稀释剂II：7~15；

增韧剂II：5~12；

偶联剂：0.8~1.2。

3.根据权利要求2所述的可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，其特征在于，

A组分中所述的树脂采用E-51和E-54；

A组分中所述的填料采用玻璃鳞片和云母氧化铁；

A组分中所述的活性稀释剂I采用环氧丙烷丁基醚或长链烷基缩水甘油醚；

A组分中所述的增韧剂I采用聚醚多元醇缩水甘油醚；

A组分中所述的吸水剂采用硅酸盐水泥和吸水树脂；

A组分中所述的氯离子吸附剂采用水滑石或高分子除氯剂；

A组分中所述的稳锈剂采用三聚磷酸铝；

A组分中所述的油包水乳化剂采用乳化剂721；

A组分中所述的附着力促进剂采用KH-560和道康宁Z-6040；

A组分中所述的消泡剂采用BYK-A530；

A组分中所述的润湿分散剂采用BYK-108；

B组分中所述的增韧剂II采用氨基聚醚AMD-400；

B组分中所述的偶联剂采用KH-550。

4.根据权利要求1-3之一所述的可在海水中固化的无溶剂防腐蚀涂料组合物，其特征在于，所述A组分与B组分的重量比为100:45~100:55。