CN105017938A - 一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法，本发明制备的防腐涂料具有无溶剂，抗冲击性好，在5℃下，涂料粘度较低，表干和实干速度快等特点。同时，研制漆膜选用的树脂、颜填料、助剂等均采用低毒和无毒的材料，其对运输的自来水没有污染，对人体健康无影响，卫生要求符合GB？5369-2008《船用饮水舱涂料通用技术条件》，并达到了国家相关饮用水涂料卫生检验的标准。本发明无毒、无溶剂、固化快且抗冲击性能高好，能够广泛应用于城市输水管道、船舶饮水舱、食品储罐的防腐蚀领域，具有广阔的应用前景。

Description

一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法，具体涉及一种无溶剂、高抗冲击、低温快干饮用水管道的防腐涂料及其制备方法。

【背景技术】

已知的，饮用水管道防腐涂料主要采用环氧树脂涂料，常见的环氧涂料可分为溶剂型环氧涂料、高固体份环氧涂料和无溶剂型环氧涂料。目前各类饮用水管道多采用传统的溶剂型涂料，漆膜干燥后，部分溶剂长期滞留在漆膜中，对环境、水质带来了一定程度的污染，而且饮用水管道内部往往空间狭窄，通风不良，涂装溶剂型涂料过程中，挥发溶剂不易去除，危害人体健康。无溶剂环氧涂料作为一种不含挥发性溶剂的液体涂料，成膜后挥发性物质少，低VOC排放，防腐性能优异，无毒，不污染水质，为饮水管道内的空气质量、防腐性及水质的卫生安全提供了可靠的保障，并且无溶剂涂料一次成膜厚，一次成膜可达300～500μm，涂装效率高，符合现代涂装发展要求。因此，采用无溶剂型环氧涂料逐渐取代高固体份和溶剂型涂料，成为了目前饮用水管道防腐领域的趋势。

中国专利、公开号为CN103360905A，公开日为2013年10月23日，专利名称为一种环氧饮水舱涂料及制备方法，在其发明中，甲乙双组份均采用了乙醇和丁酮的稀释剂，在降低涂料成本的同事，也保证了较好的溶解度和粘度，但当漆膜干燥后，仍会有部分溶剂不易完全挥发出来，对漆膜性能有一定影响。

中国专利、公开号为CN101210147A，公开日为2008年07月02日，专利名称为大型容器内壁无溶剂无毒涂料，其成膜物质主要由环氧值为0.48～0.54的几种双酚A型树脂和改性芳香胺固化剂构成。制备的涂料粘度较小，施工方便。但是由于其主要采用了分子量较小的环氧树脂，漆膜交联密度较大，脆性大，在高冲击强度下，容易出现漆膜的开裂和脱落。

无溶剂环氧涂料通常使用低分子量的环氧树脂，目前无溶剂环氧涂料产品主要存在以下两个方面的问题：

（1）漆膜交联密度较大，普遍存在脆性大、耐冲击性差等共性缺点，尤其是在高冲击强度作用下，漆膜易出现开裂、脱落等现象，因此必须采取有效的措施提高漆膜的柔韧性，以防止在安装或使用过程中由于工件的相互碰撞导致漆膜的开裂和脱落；

（2）一般的无溶剂环氧涂料在较低温度（5℃）下，易出现粘度增加，反应速度慢，固化时间长等特点，通常需要高温加热涂料，加快反应速度等，耗费大量的人力等。

因此，急需开发一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法。

【发明内容】

为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法，本发明制备的防腐涂料具有无溶剂，抗冲击性好，在5℃下，涂料粘度较低，表干和实干速度快等特点。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于饮用水管道的防腐涂料，防腐涂料包括甲组分和乙组分，所述甲组分的成分按重量份包括如下成分：

双酚A型环氧树脂            60～70份；

双酚F型环氧树脂            30～40份；

活性稀释剂                 10～15份；

增韧剂                     15～20份；

润湿分散剂                 1～2份；

增稠触变剂                 5～8份；

钛白粉                     18～23份；

滑石粉                     18～23份；

石英粉                     13～17份；

沉淀硫酸钡                 25～35份；

消泡剂                     1～2份；

所述乙组分的成分按重量份包括如下成分：

改性聚酰胺                  50～60份；

改性脂环胺                  40～50份；

固化剂促进剂                5～10份；

所述甲组分和乙组分的重量配比为（3.0～4.5）：1。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料，所述双酚A型环氧树脂为E44。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料，所述双酚F型环氧树脂为深圳佳迪达化工有限公司生产的双酚F型缩水甘油醚NPEF-170，环氧当量为160-180g/eq。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料，所述活性稀释剂为深圳佳迪达化工有限公司的AGE环氧活性稀释剂，牌号为JD-348。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料，所述润湿分散剂和消泡剂分别是德国毕克助剂公司的BYK-9076和BYK-054。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料，所述增韧剂为上海经天新材料科技有限公司的JT-312碳氢树脂。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料，所述增稠触变剂为有机膨润土，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料，所述改性聚酰胺为美国气体化学公司的Ancamide2050，所述改性脂环胺为美国气体化学公司的Ancamide1618，活拨氢当量为113，所述固化剂促进剂为美国气体化学公司的K-54。

一种用于饮用水管道的防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

一、制备甲组分：

首先分别称取适量的双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、增韧剂、润湿分散剂、增稠触变剂和钛白粉，然后将上述组分一同放入高速分散机中分散30～40分钟，分散完毕后再放入砂磨机中研磨至细度≤60μm获得甲组分的上磨料组，将上磨料组转至分散机中，然后分别称取适量的滑石粉、石英粉、沉淀硫酸钡以及消泡剂形成甲组分的下磨料组，然后将下磨料组加入到分散机中，在分散机600～800转/分转速下分散30～40分钟，最后用活性稀释调整其粘度并经筛网过滤后即得到甲组分，将甲组分包装待用；

二、制备乙组分：

分别称取适量的改性聚酰胺、改性脂环胺和固化剂促进剂一同放入分散机中进行混合，在分散机600～800转/分转速下分散20～30分钟并经筛网过滤后即得到乙组分，将乙组分包装待用；

三、制备防腐涂料：

具体使用时将甲组分和乙组分按（3.0～4.5）：1进行混合分散，分散均匀后即可获得防腐涂料。

所述的用于饮用水管道的防腐涂料的制备方法，所述筛网为60目筛网。

采用如上所述的技术方案，具有如下有益效果：

本发明所述的一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法，本发明制备的防腐涂料具有无溶剂，抗冲击性好，在5℃下，涂料粘度较低，表干和实干速度快等特点。同时，研制漆膜选用的树脂、颜填料、助剂等均采用低毒和无毒的材料，其对运输的自来水没有污染，对人体健康无影响，卫生要求符合生要求符合GB 5369-2008《船用饮水舱涂料通用技术条件》，并达到了国家相关饮用水涂料卫生检验的标准。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

本发明所述的一种用于饮用水管道的防腐涂料，防腐涂料包括甲组分和乙组分，所述甲组分的成分按重量份包括如下成分：

双酚A型环氧树脂   60～70份；双酚F型环氧树脂      30～40份；

活性稀释剂       10～15份；增韧剂               15～20份；

润湿分散剂        1～2份；增稠触变剂         5～8份；

钛白粉          18～23份；滑石粉             18～23份；

石英粉           13～17份；沉淀硫酸钡         25～35份；

消泡剂      1～2份；

所述乙组分的成分按重量份包括如下成分：

改性聚酰胺     50～60份；改性脂环胺        40～50份；

固化剂促进剂    5～10份；

所述甲组分和乙组分的重量配比为（3.0～4.5）：1。

其中所述双酚A型环氧树脂为E44，所述双酚F型环氧树脂为深圳佳迪达化工有限公司生产的双酚F型缩水甘油醚NPEF-170，环氧当量为160-180g/eq，本树脂具有低粘度、高流动性的特点，较适用于无溶剂环氧体系，在降低体系粘度的同时能有效提高漆膜的抗冲击性和粘接强度；

所述活性稀释剂为深圳佳迪达化工有限公司的AGE环氧活性稀释剂，牌号为JD-348，本稀释剂用于降低树脂体系粘度，参与固化、柔韧性好、挥发性低、低毒，具有优异的颜填料润湿能力，是理想的环氧活性稀释剂，采用本活性稀释剂避免了使用非活性稀释剂带来的毒性；

所述润湿分散剂和消泡剂分别是德国毕克助剂公司的BYK-9076和BYK-054，助剂均通过了美国FDA的认证，其分散效率和消泡效率高，并能有效降低体系的粘度；

所述增韧剂为上海经天新材料科技有限公司的JT-312碳氢树脂，本增韧剂为高碳直链芳基聚合物，与环氧树脂相容性好，能改善和提高树脂的柔韧性和抗酸性，提高漆膜的抗冲击性能。

所述增稠触变剂为有机膨润土，所述钛白粉为金红石型钛白粉，钛白粉、滑石粉、石英粉和沉淀硫酸钡，均对人体无害；

所述改性聚酰胺为美国气体化学公司的Ancamide2050，适用于无溶剂型聚酰胺-环氧树脂体系，固化后漆膜具有较高的光泽度、柔韧性和抗冲击性能。所述改性脂环胺为美国气体化学公司的Ancamide1618，活拨氢当量为113，在保证漆膜良好的光泽度和耐水性下，能够有效降低涂料的粘度，所述固化剂促进剂为美国气体化学公司的K-54，能够加快涂料低温下的反应速率，提高漆膜对钢材的粘接力，加快漆膜的固化速度。

一种用于饮用水管道的防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

一、制备甲组分：

首先分别称取适量的双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、增韧剂、润湿分散剂、增稠触变剂和钛白粉，然后将上述组分一同放入高速分散机中分散30～40分钟，分散完毕后再放入砂磨机中研磨至细度≤60μm获得甲组分的上磨料组，将上磨料组转至分散机中，然后分别称取适量的滑石粉、石英粉、沉淀硫酸钡以及消泡剂形成甲组分的下磨料组，然后将下磨料组加入到已经加入上磨料组的分散机中，在分散机600～800转/分转速下分散30～40分钟，最后用活性稀释调整其粘度并经60目筛网过滤后即得到甲组分，将甲组分包装待用；

二、制备乙组分：

分别称取适量的改性聚酰胺、改性脂环胺和固化剂促进剂一同放入分散机中进行混合，在分散机600～800转/分转速下分散20～30分钟并经60目筛网过滤后即得到乙组分，将乙组分包装待用；

三、制备防腐涂料：

具体使用时将甲组分和乙组分按（3.0～4.5）：1进行混合分散，分散均匀后即可获得防腐涂料。

本发明对原材料的选用原则如下：

甲组分中添加双酚F型环氧树脂和活性稀释剂能够有效降低甲组分的粘度，方便涂料在低温下施工。甲组分中的增韧剂为低粘度的非活性碳氢树脂，其作用是在保证漆膜其他性能的同时，显著提高漆膜的柔韧性和抗冲击性能。甲组分中的颜填料尽量选用对人体无害、吸油量较小的材料如石英粉、沉淀硫酸钡等。

乙组分选用改性聚酰胺和改性脂环胺复配，使漆膜既具有聚酰胺类固化剂良好的柔韧和耐冲击、耐化学品性能，也具有脂环胺类固化剂粘度低和光泽性好的特点，同时在固化剂中加入适量的固化剂促进剂，能够加快涂料低温下的反应速率，显著提高漆膜的粘接力。

本发明产生如下有益效果：

1、在低温（5℃）下，涂料混合粘度为2000～3000mPa.s，粘度低，表干时间为1 h，实干为6 h，具有较好的施工性。

2、漆膜抗冲击效果较好，样板制备采用6mm钢板，5J能量冲击漆膜，电火花检漏无漏点，符合HG/T 4337-2012《钢质输水管道无溶剂液体环氧涂料》的标准要求。

3、固含量≥95%，系无溶剂产品，环保无毒。该涂料经中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所检验，其极性毒性试验符合《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价标准》（GB/T 17219-1998）中浸泡试验基本项目的卫生要求。

4、本产品无毒、无溶剂、固化快且抗冲击性能高好，能够广泛应用于城市输水管道、船舶饮水舱、食品储罐的防腐蚀领域，具有广阔的应用前景。

本发明的具体实施例如下：

甲组分：

原料名称	含量	实施例1	实施例2	实施例3
					双酚A型环氧树脂	60～70	60	65	70
双酚F型环氧树脂	30～40	40	35	30
					活性稀释剂	10～15	10	13	15
增韧剂	15～20	15	18	20
					润湿分散剂	1～2	1	1.5	2
增稠触变剂	5～8	5	6.5	8
					钛白粉	18～23	18	20	23
滑石粉	18～23	18	20	23
					石英粉	13～17	13	15	17
沉淀硫酸钡	25～35	25	30	35
					消泡剂	1～2	1	1.5	2

乙组分：

原料名称	含量	实施例1	实施例2	实施例3
					改性聚酰胺	50～60	60	55	50
改性脂环胺	40～50	40	45	50
					固化剂促进剂	5～10	10	8	5

实施例1：

甲组分的制备：按重量份分别取上磨料组中60份的双酚A型环氧树脂、40份的双酚F型树脂、15份的增韧剂、1份的润湿分散剂、5份的增稠触变剂、18份的钛白粉一同放入高速分散机中分散30～40分钟，分散完毕后再放入砂磨机中研磨至细度≤60um，将研磨后的所述上磨料组转至分散机中，然后按重量份分别加入所述下磨料组中18份的滑石粉、13份的石英粉、25份的沉淀硫酸钡以及1份的消泡剂，在分散机600～800转/分转速下分散30～40分钟，最后用10份的活性稀释调整其粘度并经60目筛网过滤后即得到甲组分，将甲组分包装待用；

乙组分的制备：按重量份分别取60份的改性聚酰胺、40份的改性脂环胺和10份的固化剂促进剂一同放入分散机中进行混合，在分散机600～800转/分转速下分散20～30分钟并经60目筛网过滤后即得到乙组分，将乙组分包装待用；

使用时将甲乙两组分按照重量比4.12:1比例混合后喷涂。制备的漆膜具有如下性能指标：

1、在低温（5℃）下，涂料混合粘度为2000-3000mPa.s，粘度低，表干时间为1 h，实干为6 h，不需要加热处理即可施工，具有较好的施工性。

2、漆膜抗冲击效果较好，样板制备采用6mm钢板，5J能量冲击漆膜，1750±250V电火花检测无漏点。

3、附着力≥10MPa，耐盐雾1500小时，漆膜无变化。

4、48h，98℃纯净水浸泡，漆膜不起泡，漆膜无变化。

实施例2：

甲组分的制备：按重量份分别取上磨料组中65份的双酚A型环氧树脂、35份的双酚F型树脂、18份的增韧剂、1.5份的润湿分散剂、6.5份的增稠触变剂、20份的钛白粉一同放入高速分散机中分散30～40分钟，分散完毕后再放入砂磨机中研磨至细度≤60um，将研磨后的所述上磨料组转至分散机中，然后按重量份分别加入所述下磨料组中20份的滑石粉、15份的石英粉、30份的沉淀硫酸钡以及1.5份的消泡剂，在分散机600～800转/分转速下分散30～40分钟，最后用13份的活性稀释调整其粘度并经60目筛网过滤后即得到甲组分，将甲组分包装待用；

乙组分的制备：按重量份分别取55份的改性聚酰胺、45份的改性脂环胺和8份的固化剂促进剂一同放入分散机中进行混合，在分散机600～800转/分转速下分散20～30分钟并经60目筛网过滤后即得到乙组分，将乙组分包装待用；

使用时将甲乙两组分按照重量比3.68:1比例混合后喷涂。甲乙组份混合后制备的涂料施工性能和漆膜性能与实施例1相似。

实施例3：

甲组分的制备：按重量份分别取上磨料组中70份的双酚A型环氧树脂、30份的双酚F型树脂、20份的增韧剂、2份的润湿分散剂、8份的增稠触变剂、23份的钛白粉一同放入高速分散机中分散30～40分钟，分散完毕后再放入砂磨机中研磨至细度≤60um，将研磨后的所述上磨料组转至分散机中，然后按重量份分别加入所述下磨料组中23份的滑石粉、17份的石英粉、35份的沉淀硫酸钡以及2份的消泡剂，在分散机600～800转/分转速下分散30～40分钟，最后用15份的活性稀释调整其粘度并经60目筛网过滤后即得到甲组分，将甲组分包装待用；

乙组分的制备：按重量份分别取50份的改性聚酰胺、50份的改性脂环胺和5份的固化剂促进剂一同放入分散机中进行混合，在分散机600～800转/分转速下分散20～30分钟并经60目筛网过滤后即得到乙组分，将乙组分包装待用。

使用时将甲乙两组分按照重量比3.10:1比例混合后喷涂。甲乙组份混合后制备的涂料施工性能和漆膜性能与实施例1相似。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，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发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：防腐涂料包括甲组分和乙组分，所述甲组分的成分按重量份包括如下成分：

双酚A型环氧树脂            60～70份；

双酚F型环氧树脂            30～40份；

活性稀释剂                 10～15份；

增韧剂                     15～20份；

润湿分散剂                 1～2份；

增稠触变剂                 5～8份；

钛白粉                     18～23份；

滑石粉                     18～23份；

石英粉                     13～17份；

沉淀硫酸钡                 25～35份；

消泡剂                     1～2份；

所述乙组分的成分按重量份包括如下成分：

改性聚酰胺                  50～60份；

改性脂环胺                  40～50份；

固化剂促进剂                5～10份；

所述甲组分和乙组分的重量配比为（3.0～4.5）：1。

2.根据权利要求1所述的用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：所述双酚A型环氧树脂为E44。

3.根据权利要求1所述的用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：所述双酚F型环氧树脂为深圳佳迪达化工有限公司生产的双酚F型缩水甘油醚NPEF-170，环氧当量为160-180g/eq。

4.根据权利要求1所述的用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：所述活性稀释剂为深圳佳迪达化工有限公司的AGE环氧活性稀释剂，牌号为JD-348。

5.根据权利要求1所述的用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：所述润湿分散剂和消泡剂分别是德国毕克助剂公司的BYK-9076和BYK-054。

6.根据权利要求1所述的用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：所述增韧剂为上海经天新材料科技有限公司的JT-312碳氢树脂。

7.根据权利要求1所述的用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：所述增稠触变剂为有机膨润土，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

8.根据权利要求1所述的用于饮用水管道的防腐涂料，其特征是：所述改性聚酰胺为美国气体化学公司的Ancamide2050，所述改性脂环胺为美国气体化学公司的Ancamide1618，活拨氢当量为113，所述固化剂促进剂为美国气体化学公司的K-54。

9.实施权利要求1～8任一权利要求所述的一种用于饮用水管道的防腐涂料的一种用于饮用水管道的防腐涂料的制备方法，其特征是：具体包括如下步骤：

一、制备甲组分：

首先分别称取适量的双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、增韧剂、润湿分散剂、增稠触变剂和钛白粉，然后将上述组分一同放入高速分散机中分散30～40分钟，分散完毕后再放入砂磨机中研磨至细度≤60μm获得甲组分的上磨料组，将上磨料组转至分散机中，然后分别称取适量的滑石粉、石英粉、沉淀硫酸钡以及消泡剂形成甲组分的下磨料组，然后将下磨料组加入到分散机中，在分散机600～800转/分转速下分散30～40分钟，最后用活性稀释调整其粘度并经筛网过滤后即得到甲组分，将甲组分包装待用；

二、制备乙组分：

分别称取适量的改性聚酰胺、改性脂环胺和固化剂促进剂一同放入分散机中进行混合，在分散机600～800转/分转速下分散20～30分钟并经筛网过滤后即得到乙组分，将乙组分包装待用；

三、制备防腐涂料：

具体使用时将甲组分和乙组分按（3.0～4.5）：1进行混合分散，分散均匀后即可获得防腐涂料。

10.根据权利要求9所述的用于饮用水管道的防腐涂料的制备方法，其特征是：所述筛网为60目筛网。