CN104946086B

CN104946086B - 无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN104946086B
Application number: CN201510418406.6A
Authority: CN
Inventors: 许志敏; 王珍兰; 黄根民; 蔡平; 蔡一平; 朱红军; 许冠绍
Original assignee: Institute Of Material Structure Cojiangsu Hydraulic Research Institute
Current assignee: Institute Of Material Structure Cojiangsu Hydraulic Research Institute
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: CN104946086A

Abstract

无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料及其制备方法，涉及金属表面防腐处理技术领域，将无苯环氧树脂溶液、不饱和聚脂树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、填料和助剂在搅拌机内搅拌均匀，经调整粘度后，在施工前混入常温固化剂或低温固化剂。本发明克服了苯系溶剂给施工、操作人员带来的人体伤害，采用高效、无毒的改性磷酸盐为主的防锈颜料，制成的涂料具有环保、高性能、施工方便的优点，特别适用于水工、桥梁等各类钢结构的覆涂维护，也适合各类新建钢结构工程。

Description

无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属表面防腐处理技术领域，特别是涂料的技术。

背景技术

随着大量钢结构建筑物的兴建，钢结构防腐的涂覆和维护工作日益庞大，对金属制品表面的处理要求越来越高。为了防止钢铁腐蚀，人们在科学实验和生产实践中开发了许多防腐蚀方法，在众多的防腐蚀方法中，以涂料涂装防腐技术最为经济方便，因此得到了广泛应用。在钢结构进行防腐涂装前，为了保证涂层的防腐质量，必须对钢铁表面进行彻底的喷砂前处理。

开发对涂装前钢结构表面处理要求等级较低的低表面处理涂料(SurfaceTolerant Coatings)，特别是高性能的厚浆型长效防腐低表面处理涂料与水性低表面处理涂料，是目前涂料研究开发的热点，也是未来涂料的发展趋势。

低表面处理涂料又称表面容忍性涂料，可容忍钢材经简单或手工预处理后残存的锈斑、氧化皮、各种旧涂层、水分、盐分、油污等。还可能容忍高温、低温、高湿度等环境因素。主要针对不可能喷砂除锈达到sa2.5级别，而又要达到高级别防护目的所使用的涂料。

低表面处理环氧厚浆型涂料的基本原理是采用渗透性较好的树脂为基料，借助于渗透剂、极性溶剂的配合，使涂料具有好的渗透性，从而浸润和渗透锈层，并将其封闭。另外，依靠涂料中树脂的反应基团、活性颜料或铁锈转化剂与锈层中活泼有害的成分反应，生成稳定的抑制化合物，从而使整个锈层成为稳定的保护膜。

低表面处理环氧厚浆涂料是一种高固体份甲乙双组份涂料，由于涂料中溶剂小于30%，大大降低了涂料有机化合物（VOC）对大气环境的污染。但现有涂料中一般均含有较多的苯系溶剂,刺激性和毒性均很大，且效果较好的铬系防锈颜料毒性问题也未解决，这些因素除污染环境外，还会对施工操作人员带来人体的毒害。

发明内容

本发明的目的是提出一种能克服以上现有缺陷的无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料。

本发明技术方案一是：无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料由无苯环氧树脂溶液、不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料、助剂和常温固化剂组成。

本发明技术方案二是：无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料，由无苯环氧树脂溶液、不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料、助剂和低温固化剂组成。

由于国内目前尚无规范规定有关低表面处理环氧厚浆涂料的技术要求与指标，发明人根据低表面处理涂料的特性，参考国内外现行钢结构高性能重防腐涂料的有关规定，提出了本发明的无苯、无毒长效低表面处理环氧厚浆涂料的各项技术指标。

本发明以选用渗透性较强、低相对分子质量的6101-BY－80无苯环氧树脂溶液为成膜物质，并掺加304不饱和聚酯树脂，以改善其韧性；采用刺激性低的丙酮、乙醇配制成附着力较高的无苯环氧溶剂；防锈颜料则选用一种经超细化和钼酸锌改性、有机改性的新颖、高效、无毒纽碧莱106改性磷酸锌或德国凯佰磷酸锌为主要防锈颜料，并适当配以稳定性较好的铁红和密封性较好的片状铝粉和云母氧化铁颜料；选用密封性、耐磨性较好的绢云母粉和滑石粉作为填料；选用防流挂性较好的100 A凹土作触变剂；至于助剂，则选用常规的分散剂、消泡剂和流平剂。

本发明的涂料配方所用材料均为无毒、绿色环保的材料，对人体无伤害，且其技术性能达到或超过了预期的无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料的技术指标。

本发明开创性地使用丙酮、乙醇作为环氧厚浆涂料的溶剂，克服了苯系溶剂给施工、操作人员带来的人体伤害，采用高效、无毒的改性磷酸盐为主的防锈颜料，制成的涂料具有环保、高性能、施工方便的优点，特别适用于水工、桥梁等各类钢结构的覆涂维护，也适合各类新建钢结构工程，符合新型涂料的发展方向。

另外，本发明还提出以上涂料的制备方法。

方法是：将无苯环氧树脂溶液、不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料和助剂在搅拌机内搅拌均匀，经乙醇调整粘度至30000～50000mPas后（达到该粘度范围可顺利施工），在施工前混入常温固化剂或低温固化剂。由于双组份环氧涂料固化时间较短，故必须在施工前混入乙组份常温固化剂或低温固化剂以利涂料涂装。

本发明的改性磷酸锌优选纽碧莱106改性磷酸锌或德国凯佰磷酸锌。

具体实施方式

一、制备工艺：

1、制备涂料HS202-1：

原料称重：

14种甲组份原料，合计数为：2.8218kg，具体称量为：

1）无苯环氧树脂溶液：1.2 kg；本例选用南通星辰合成材料有限公司的生产的型号为6101-BY－80的环氧树脂溶液。

2）不饱和聚酯树脂：0.10 kg；本例选用上海新华树脂厂生产的型号为304的不饱和聚酯树脂。

3）丙酮：0.075 kg。

4）乙醇：0.075 kg。

5）改性磷酸锌：0.2 kg；本例选用上海纽碧莱颜料国际贸易有限公司经销的型号为106的改性磷酸锌，为一种无毒性防锈颜料。

也可选用德国凯佰磷酸锌。

6）铝粉：0.1 kg。

7）铁红：0.1 kg。

8）云母氧化铁（红）：0.4 kg。

9）云母粉：0.23 kg。

10）滑石粉：0.23 kg。

11）100A凹土触变剂：0.06 kg。

12）YCK2110分散剂：0.040 kg。

13）YCK1300流平剂：0.0044 kg。

14）YCK645消泡剂：0.0074 kg。

乙组份原料：

无毒、常温（5℃以上）固化剂——无溶剂改性芳脂胺：0.4007kg。

本例选用上海君江新材料销售有限公司生产的低表面处理用环氧改性芳脂胺固化剂，型号为0965。

涂料加工过程：

将以上称量的14种甲组份原料在搅拌机内搅拌均匀后，以乙醇调整粘度至30000～50000mPas，即得甲组份涂料。

在施工前混入称量的乙组份原料，即取得涂料HS202-1。

2、制备涂料HS202-2：

14种甲组份原料，合计数为：2.8218kg，具体称量为：

1）6101-BY－80无苯环氧树脂溶液：1.2 kg；

2）304不饱和聚酯树脂：0.10 kg；

3）丙酮：0.075 kg；

4）乙醇：0.075 kg；

5）纽碧莱106改性磷酸锌或德国凯佰磷酸锌：0.2 kg；

6）铝粉：0.1 kg；

7）铁红：0.1 kg；

8）云母氧化铁（红）：0.4 kg；

9）云母粉：0.23 kg；

10）滑石粉：0.23 kg；

11）100A凹土触变剂：0.06 kg；

12）YCK2110分散剂：0.040 kg；

13）YCK1300流平剂：0.0044 kg；

14）YCK645消泡剂：0.0074 kg；

乙组份原料：

绿色环保低温（－5℃～－10℃）固化剂——6015水性腰果壳液固化剂：0.7kg。

涂料加工过程：

在施工前混入称量的乙组份原料，即取得涂料HS202-2。

二、制成的涂料主要性能：

拟研制的低表面处理涂料的各项技术性能指标和试验方法表1

以下试验按表1的方法进行操作，结果如下。

涂料的物化、机械性能见表2，涂料的耐盐雾、耐老化性能见表3，不同表面处理涂料试件附着力、耐盐雾性能对比见表4。

涂料的物化、机械性能表2

涂料的物化、机械性能表2（续）

由表2可见，HS202-1、 HS202-2的物理、机械性能均达到或超过设定的技术指标。

涂料的耐盐雾、耐老化性能表3

由表3可见，HS202-1、 HS202-2的长期性能（耐盐雾、耐老化性能）均达到或超过设定的技术指标。

不同表面处理涂料试件附着力、耐盐雾性能对比表4

由表4可见，带锈、带锈带漆、除锈带水三种试件与除锈试件比较，其附着力有少许降低，但降低率均未超过5%，且降低后的数据仍大于预期指标3MPa。带锈、带锈带漆、除锈带水的试件经500h耐盐雾试验后无异常，经1000h耐盐雾性试验后，试件边角产生了少量锈蚀或气泡，而除锈试件仍然合格。

三、本发明产品与同类型涂料的性能对比，见表5及表5（续）：

同类型涂料带锈、带水涂装性能对比表5

同类型涂料带锈、带水涂装性能对比表5（续）

由表5及续表可见，本所研制的HS202-1、 HS202-2无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料的性能优于国内其它低表面处理涂料。

Claims

1.无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料，由无苯环氧树脂溶液、不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料、助剂和常温固化剂组成；所述改性磷酸锌为纽碧莱106或德国凯佰磷酸锌；无苯环氧树脂溶液和不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料、助剂的混合质量比为1.2：0.10：0.075：0.075：0.2：0.1：0.1：0.4：0.06：0.46：0.0518；所述填料由云母粉和滑石粉组成，所述助剂由分散剂、流平剂和消泡剂组成。

2.根据权利要求1所述涂料，其特征在于所述无苯环氧树脂溶液、不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料和助剂的总质量与常温固化剂的质量比为1：0.142。

3.无苯、无毒、长效低表面处理环氧厚浆涂料，由无苯环氧树脂溶液、不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料、助剂和低温固化剂组成；所述改性磷酸锌为纽碧莱106或德国凯佰磷酸锌；无苯环氧树脂溶液和不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料、助剂的混合质量比为1.2：0.10：0.075：0.075：0.2：0.1：0.1：0.4：0.06：0.46：0.0518；所述填料由云母粉和滑石粉组成，所述助剂由分散剂、流平剂和消泡剂组成。

4.根据权利要求3所述涂料，其特征在于所述无苯环氧树脂溶液、不饱和聚酯树脂、丙酮、乙醇、改性磷酸锌、铁红、铝粉、云母氧化铁、凹土、填料和助剂的总质量与低温固化剂的质量比为1：0.248。