CN104530921B - 一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法，由环氧树脂、腰果酚改性缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、有机硅类消泡剂、润湿分散剂、附着力促进剂、触变剂、酞白粉、绢云母粉、超细硅酸铝、玻璃纤维粉制备出甲组份，由聚酰胺固化剂、酚醛胺固化剂、DMP‑30促进剂，触变剂、纳米二氧化硅、绢云母粉制备出乙组份，使用时按甲组份：乙组份={2.5～3}：1的重量比进行勾兑即可制备出环氧重防腐涂料，本发明的环氧重防腐涂料能进行厚膜化喷涂施工，一次膜厚可达2000μm，且涂层具有优异的坚韧性、抗拉强度、抗压强度、弯曲强度和弯曲弹性模数，提高了涂层的强度和屏蔽性能，提高海洋环境下钢结构和混凝土结构的使用寿命，减少维护维修成本。

Description

一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体地说本发明是一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法。

背景技术

在海洋环境下使用的重防腐涂料，除了要具有良好的屏蔽性以外，还应具有优异的抗拉强度、压缩强度和弯曲强度，要求涂层防腐期效长、使用寿命达到25年以上，以抵御各种外力如海浪的冲击、底材的形变对涂层产生的拉力，海上漂浮物的撞击等。

在现有的重防腐涂料中，以环氧重防腐涂料的应用最为广泛，但在涂层本身的性能上存在以下不足：

1、涂层的抗拉、弯曲性能不足，在海洋环境下高膜厚使用时，由于受到外力的作用，涂层往往会出现开裂、脱落；

2、在1～2mm的超高涂装膜厚下，环氧涂料的施工往往采用刮涂的方式进行施工，施工效率较低。

中国专利CN 101260273B公开了一种柔韧性的环氧防腐涂料，通过聚氨酯对环氧树脂进行增韧改性，并采用能提高韧性的丙烯酸低聚物改性脂肪胺为固化剂进行制备，涂层的柔韧性虽能提高，但涂层的抗拉强度、弯曲强度等未知。

中国专利CN 103275589A公开了一种用于海洋环境下的改性环氧砂浆重防腐涂料，具有较好的防腐性能，一次施工膜厚可达2.5mm以上，在三组分环氧砂浆上进行了简化改进，但施工方式仍然采用刮涂施工，施工效率较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法，制备出的环氧重防腐涂料能进行厚膜化喷涂施工，一次膜厚可达2000μm，且涂层具有优异的坚韧性，大大提高了涂层的强度和屏蔽性能，提高海洋环境下钢结构和混凝土结构的使用寿命，减少维护维修成本。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法，该环氧重防腐涂料制备方法

包含甲组份制备、乙组份制备、勾兑，在甲组份在包含环氧树脂、腰果酚改性缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、有机硅类消泡剂、润湿分散剂、附着力促进剂、触变剂、酞白粉、绢云母粉、超细硅酸铝、玻璃纤维粉，在乙组份中包含聚酰胺固化剂、酚醛胺固化剂、DMP-30促进剂，触变剂、纳米二氧化硅、绢云母粉，本发明的制备方法如下：

Ⅰ甲组份制备：

①将35～60重量份的环氧树脂、2～6重量份的腰果酚改性缩水甘油醚、0.5～1.0重量份的环氧丙烷丁基醚一同放入搅拌机中混合搅拌均匀；

②在500～1500r/min的低速搅拌下向步骤①内依次加入0.1～0.6重量份的有机硅类消泡剂、0.2～1.0重量份的润湿分散剂、0.5～1.2重量份的附着力促进剂并分散搅拌均匀；

③向步骤②内加入0.7～1.5重量份的触变剂并分散搅拌均匀；

④向步骤③内依次加入8～12重量份的酞白粉、10～20重量份的绢云母粉、2～7重量份的超细硅酸铝并在1500～3500r/min的高速下搅拌分散30～60min，之后进行粒度检测，要求甲组份的检测粒度≤60µm；

⑤向步骤④内加入9～20重量份的玻璃纤维粉并在500～1500r/min的低速下搅拌分散10～15分钟，经常规过滤后包装即可制备出甲组份；

在甲组份中：

上述环氧树脂是E51环氧树脂，要求E51环氧树脂的环氧当量达到176～200g/eq，要求E51环氧树脂的粘度达到8000～10000 mPa·s；

上述腰果酚改性缩水甘油醚的环氧当量要求达到150～200 g/eq，其粘度要求达到30～80mPa·s；

上述有机硅类消泡剂或是BYK-530，或是BYK-088，或是BYK-066N，或是EFKA-2022，或是EFKA-2040，或是272s；

上述润湿分散剂是带有酸性基团的聚酯类化合物，该聚酯类化合物的固体含量要求≥50%，其酸值要求达到50-60mgKOH/g；

上述附着力促进剂是γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷，γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷的商品名为KH560；

上述触变剂是聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、有机膨润土、气相二氧化硅中的任一种，或是任两种的混合物，或是任三种的混合物，或是四种的混合物；

上述绢云母粉是湿法绢云母粉，要求湿法绢云母粉的粒径达到800目；

上述玻璃纤维粉是经硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维粉，要求硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维粉的径长达到0.10～0.25mm；

上述酞白粉和超细硅酸铝均为工业级用料；

Ⅱ乙组份制备：

⑥将30～60重量份的聚酰胺固化剂、15～30重量份的酚醛胺固化剂、2～6重量份的DMP-30促进剂一同放入搅拌机中混合搅拌均匀；

⑦向步骤⑥内加入0.5～2重量份的触变剂并分散搅拌均匀；

⑧向步骤⑦内依次加入12～36重量份的绢云母粉、1.5～5重量份的纳米二氧化硅并在1500～3500r/min的高速下搅拌分散30min，之后进行粒度检测，要求乙组份的检测粒度≤60µm，经常规过滤后包装即可制备出乙组份；

在乙组份中：

上述触变剂是聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、有机膨润土、气相二氧化硅中的任一种，或是任两种的混合物，或是任三种的混合物，或是四种的混合物；

上述绢云母粉是湿法绢云母粉，要求湿法绢云母粉的粒径达到800目；

上述聚酰胺固化剂的粘度要求达到6000～15000 mPa·s，其胺值要求达到200～400mgKOH/g；

上述酚醛胺固化剂的粘度要求达到800～2000 mPa·s，其胺值要求达到400～600mgKOH/g；

上述纳米二氧化硅为工业级用料；

Ⅲ勾兑：

使用时按甲组份：乙组份={2.5～3}：1的重量比进行勾兑即可制备出环氧重防腐涂料。

在甲组份的制备过程中，腰果酚改性缩水甘油醚和环氧丙烷丁基醚共同组成活性稀释剂，该活性稀释剂的最佳配比是：

腰果酚改性缩水甘油醚：环氧丙烷丁基醚={4～6}：1。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明提供了一种具有坚韧性能的环氧重防腐涂料，其涂层的抗拉强度、抗压强度、弯曲强度、弯曲弹性模数等力学性能优异，涂料一道施工膜厚达2000µm，并有优异的附着强度和耐盐雾性能。

2、本发明的环氧重防腐涂料可用于海洋环境下钢结构和混凝土工程的长效重防腐，大大提高涂层的强度和屏蔽性能，提高海洋环境下钢结构和混凝土结构的使用寿命，减少维护维修成本。

具体实施方式

本发明是一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法，制备出的环氧重防腐涂料可用于海洋环境下钢结构和混凝土工程的长效重防腐，大大提高涂层的强度和屏蔽性能，提高海洋环境下钢结构和混凝土结构的使用寿命，减少维护维修成本。

本发明的制备步骤包含甲组份制备、乙组份制备、勾兑，在甲组份在包含环氧树脂、腰果酚改性缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、有机硅类消泡剂、润湿分散剂、附着力促进剂、触变剂、酞白粉、绢云母粉、超细硅酸铝、玻璃纤维粉，在乙组份中包含聚酰胺固化剂、酚醛胺固化剂、DMP-30促进剂，触变剂、纳米二氧化硅、绢云母粉，其中E51环氧树脂能在市场购得，BYK-530、BYK-088和BYK-066N由BYK公司生产，EFKA-2022和EFKA-2040由EFKA公司生产，272s由优卡化学生产，上述用料均为工业级用料。

为使涂层具有良好的弯曲韧性和具有较低的粘度，提高对底材的润湿性，采用了低粘度的E51环氧树脂为成膜物质，腰果酚改性缩水甘油醚和环氧丙烷丁基醚为活性稀释剂，利用腰果酚改性缩水甘油醚分子结构上的长链脂肪链及不饱和双键以及苯环结构，在降低涂料粘度的同时为涂层提供良好的韧性、憎水性和耐腐蚀性，利用环氧丙烷丁基醚良好的稀释效果来进一步降低涂料的粘度。此外，为使涂层在固化后的柔韧性和脆性得到平衡，建议甲组份在总配比下其活性稀释剂配比是：腰果酚改性缩水甘油醚：环氧丙烷丁基醚={4～6}：1，该比值为重量比，效果达到最佳。

为提高涂层的坚韧性，提升涂层的弯曲弹性模量，本发明采用了低粘度的聚酰胺固化剂和酚醛胺固化剂进行混合使用，同时使用DMP-30促进剂，提高了涂层的反应速度和交联密度，利用聚酰胺固化剂具有的良好韧性和酚醛胺固化剂具有的高交联反应密度，使涂层在交联成膜后兼具韧性和刚性。

为提升涂层的抗拉强度，本发明采用了玻璃纤维和纳米二氧化硅做为填充材料，玻璃纤维均匀分布在涂层中，形成了一种立体网状结构，使涂层的拉伸强度得到辅助增强，纳米二氧化硅利用其纳米尺寸效应来尽一步弥补涂层的微观缺陷，提高涂层的抗拉强度。

为提高涂料的施工性，满足海洋钢结构和混凝土厚膜化喷涂的施工要求，本发明除采用传统的流变助剂如聚酰胺蜡、膨润土、气相二氧化硅外，还使用了具有良好悬浮性的超细硅酸铝，在润湿分散剂的共同作用下，既起到了对涂层良好的填充增强作用，又起到了提高涂层的流变性能，单道喷涂干膜厚度可达2000µm。

三个实施例的具体配方见下表：

在上表中：

实施例1的勾兑重量比是甲组份：乙组份=3：1。

实施例2的勾兑重量比是甲组份：乙组份=3：1。

实施例3的勾兑重量比是甲组份：乙组份=2.5：1。

上表选用的三个实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是：本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的所有变化和改进。

上述三个实施例的性能测试参考结果见下表。

本发明的环氧重防腐涂料主要性能参考指标见下表。

通过上述两表可以明显看出：本发明的环氧重防腐涂料能进行厚膜化喷涂施工，一次膜厚可达2000μm，且涂层具有优异的坚韧性，大大提高了涂层的强度和屏蔽性能，提高海洋环境下钢结构和混凝土结构的使用寿命，减少维护维修成本。

Claims (2)

1.一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法，该环氧重防腐涂料制备方

法包含甲组份制备、乙组份制备、勾兑，在甲组份中包含环氧树脂、腰果酚改性缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、有机硅类消泡剂、润湿分散剂、附着力促进剂、触变剂、酞白粉、绢云母粉、超细硅酸铝、玻璃纤维粉，在乙组份中包含聚酰胺固化剂、酚醛胺固化剂、DMP-30促进剂，触变剂、纳米二氧化硅、绢云母粉，其特征是：

Ⅰ甲组份制备：

①将35～60重量份的环氧树脂、2～6重量份的腰果酚改性缩水甘油醚、0.5～1.0重量份的环氧丙烷丁基醚一同放入搅拌机中混合搅拌均匀；

②在500～1500r/min的低速搅拌下向步骤①内依次加入0.1～0.6重量份的有机硅类消泡剂、0.2～1.0重量份的润湿分散剂、0.5～1.2重量份的附着力促进剂并分散搅拌均匀；

③向步骤②内加入0.7～1.5重量份的触变剂并分散搅拌均匀；

④向步骤③内依次加入8～12重量份的酞白粉、10～20重量份的绢云母粉、2～7重量份的超细硅酸铝并在1500～3500r/min的高速下搅拌分散30～60min，之后进行粒度检测，要求甲组份的检测粒度≤60µm；

⑤向步骤④内加入9～20重量份的玻璃纤维粉并在500～1500r/min的低速下搅拌分散10～15分钟，经常规过滤后包装即可制备出甲组份；

在甲组份中：

上述环氧树脂是E51环氧树脂，要求E51环氧树脂的环氧当量达到176～200g/eq，要求E51环氧树脂的粘度达到8000～10000 mPa·s；

上述腰果酚改性缩水甘油醚的环氧当量要求达到150～200 g/eq，其粘度要求达到30～80mPa·s；

上述有机硅类消泡剂或是BYK-530，或是BYK-088，或是BYK-066N，或是EFKA-2022，或是EFKA-2040，或是272s；

上述润湿分散剂是带有酸性基团的聚酯类化合物，该聚酯类化合物的固体含量要求≥50%，其酸值要求达到50-60mgKOH/g；

上述附着力促进剂是γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷，γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷的商品名为KH560；

上述触变剂是聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、有机膨润土、气相二氧化硅中的任一种，或是任两种的混合物，或是任三种的混合物，或是四种的混合物；

上述绢云母粉是湿法绢云母粉，要求湿法绢云母粉的粒径达到800目；

上述玻璃纤维粉是经硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维粉，要求硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维粉的径长达到0.10～0.25mm；

上述酞白粉和超细硅酸铝均为工业级用料；

Ⅱ乙组份制备：

⑥将30～60重量份的聚酰胺固化剂、15～30重量份的酚醛胺固化剂、2～6重量份的DMP-30促进剂一同放入搅拌机中混合搅拌均匀；

⑦向步骤⑥内加入0.5～2重量份的触变剂并分散搅拌均匀；

⑧向步骤⑦内依次加入12～36重量份的绢云母粉、1.5～5重量份的纳米二氧化硅并在1500～3500r/min的高速下搅拌分散30min，之后进行粒度检测，要求乙组份的检测粒度≤60µm，经常规过滤后包装即可制备出乙组份；

在乙组份中：

上述触变剂是聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、有机膨润土、气相二氧化硅中的任一种，或是任两种的混合物，或是任三种的混合物，或是四种的混合物；

上述绢云母粉是湿法绢云母粉，要求湿法绢云母粉的粒径达到800目；

上述聚酰胺固化剂的粘度要求达到6000～15000 mPa·s，其胺值要求达到200～400mgKOH/g；

上述酚醛胺固化剂的粘度要求达到800～2000 mPa·s，其胺值要求达到400～600mgKOH/g；

上述纳米二氧化硅为工业级用料；

Ⅲ勾兑：

使用时按甲组份：乙组份={2.5～3}：1的重量比进行勾兑即可制备出环氧重防腐涂料。

2.根据权利要求1所述一种具有坚韧性的环氧重防腐涂料制备方法，其特征是：在甲组份的制备过程中，腰果酚改性缩水甘油醚和环氧丙烷丁基醚共同组成活性稀释剂，该活性稀释剂的最佳配比是：

腰果酚改性缩水甘油醚：环氧丙烷丁基醚={4～6}：1。