CN105368241A

CN105368241A - 一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN105368241A
Application number: CN201510655112.5A
Authority: CN
Inventors: 高延敏; 贾方方; 李照磊
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Yantai Rumai waterproof and Anticorrosion Material Co.,Ltd.
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2035-10-12
Also published as: CN105368241B

Abstract

本发明公开了一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，由A组分和B组分按质量比为A：B＝(5-10)：1组成，其中A组分按质量百分比由水性环氧酯树脂为5-15％，氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂为10-30％，氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂为10-15％，云母为15-20％，滑石粉为15-20％，消泡剂为5-8％，乳化剂为9-12％，去离子水为10-15％组成；B组分按质量百分比由自乳化型固化剂为5-16％，三乙烯二胺为15-20％，二乙烯三胺为15-20％，亚硝酸钠为10-15％，磷酸锌为25-32％，去离子水为10-20％组成。本发明的涂料具有耐磨性能和耐腐蚀性好的特点以及原料易得、价格便宜的优势。本发明还公开了含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物的制备方法。

Description

一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于化工材料领域，具体涉及一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是一种重要的防腐材料，粘度较高，为改善施工性能，使用时需要加入溶剂或活性稀释剂。但这些物质容易扩散到空气中，给环境造成了污染，为改变这种现状，人们提出对环氧树脂进行水性化处理，从而解决环氧树脂涂料在使用过程中产生的环境污染问题。

现阶段，水性环氧树脂的制备有两个基本思路：水乳液型和水稀释型。前者依靠乳化剂先将环氧树脂配制成乳液，再进行涂料制备，是一种比较简单的操作方法，但使用范围较窄；后者则是通过对环氧树脂进行改性，在环氧树脂主体上引入一系列亲水基团，如羧基，羟基等，从而使环氧树脂能自然的溶于水中，制成水稀释型环氧树脂。但是，无论是水乳液型环氧树脂还是水稀释型环氧树脂，在解决环境污染问题的同时都牺牲了涂料的防腐蚀性能。因此，如何解决环保与防腐之间的矛盾，成为水性涂料领域亟待解决的问题。

研究发现，水性环氧树脂涂料的防腐性能不仅与树脂有关，也与涂料中所用的固化剂有密切关系。其中，现阶段已知的环氧树脂固化剂如脂肪胺类固化剂，芳香胺类固化剂等，都与水性环氧树脂存在相容性问题。

有文献报道了将水溶性的固化剂变成乳化剂，使固化剂兼具乳化功能，以此来解决相容性问题。但是其存在的不足是，所获得的漆膜耐水性能和防腐蚀性能都与理想耐腐蚀涂层存在差距。因此，发明一种新的水性环氧树脂固化剂，是解决水性环氧树脂涂料防腐蚀问题的有效方法。

从分子设计的角度来看，含有苯环的分子骨架具有相当不错的可设计性与可调整性，尤其是苯环上含有烷基部分，对乳化性能具有良好的促进作用。

本发明即从分子骨架的角度出发，重新设计了一种环氧树脂固化剂，该固化剂同时具有乳化环氧树脂的能力，提高了固化剂与水性环氧树脂的相容性，在保持固化能力的同时，对环氧树脂进行乳化，保证了水性环氧树脂良好的固化性能，使水性环氧树脂涂料达到了规定的防腐与环保标准。

发明内容

本发明的目的是为了进一步拓宽水性涂料的应用领域，解决金属防腐涂料在使用过程中产生的环境污染与安全问题，而提供一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物及其制备方法。

为达到上述目的，本发明实现目的所采用的技术方案是：

一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，由A组分和B组分按质量比为A：B＝(5-10)：1组成，其中A组分按质量百分比由水性环氧酯树脂为5-15％，氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂为10-30％，氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂为10-15％，云母为15-20％，滑石粉为15-20％，消泡剂为5-8％，乳化剂为9-12％，去离子水为10-15％组成；B组分按质量百分比由自乳化型固化剂为5-16％，三乙烯二胺为15-20％，二乙烯三胺为15-20％，亚硝酸钠为10-15％，磷酸锌为25-32％，去离子水为10-20％组成。

所述的水性环氧树脂由双酚A型环氧树脂改性所得，其生产过程示意为：

其中n＝1000-4000，m＝800-2000。BPO是过氧化二苯甲酰，为合成树脂的引发剂。

所述的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂是指氯乙烯单体，醋酸乙烯酯单体，丙烯酸丁酯单体在引发剂和乳化剂的作用下，用去离子水进行乳液聚合所得，具有如下分子结构式：

其中n＝100-4000，m＝100-2000，k＝100-4000。需要强调的是，所述的乳化剂为非离子型乳化剂。

所述的氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂是指氯乙烯单体和醋酸乙烯酯单体，在引发剂和乳化剂的作用下，用去离子水进行乳液聚合所得，具有如下分子结构式：

其中n＝100-4000，m＝100-2000。需要强调的是，所述的乳化剂为非离子型乳化剂。

所述的A组分中的乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚，其分子式为(C₂H₄O)nC₁₄H₁₂O。

所述的B组分中的自乳化型固化剂具有如下分子结构式：

其中n＝1-6。

所述自乳化型固化剂通过如下制备方法得到：

其中n＝1-6。DMF为二甲基甲酰胺，是常用化学反应溶剂；DMAP为4-二甲氨基吡啶，是一种超强亲核的酰化作用催化剂。

为实现上述目的，本发明所采用的另一技术方案是：

一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物及其制备方法，包括如下步骤：

1、将A组分中的水性环氧酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂、云母、滑石粉、消泡剂和乳化剂按质量比用去离子水溶解，搅拌配置成乳液，备用；

2、在50℃的温度和1000r/min的转速下，将步骤1制得的乳液在三辊研磨机上研磨至粒径为0.1-5μm，室温放置；

3、将B组分中的自乳化型固化剂、三乙烯二胺、二乙烯三胺、亚硝酸钠和磷酸锌按质量比用去离子水溶解，搅拌均匀，制成溶液，备用；

4、使用时，将A和B组分按质量比A：B＝(5-10)：1进行充分搅拌，混合均匀，然后涂刷，常温固化1-3小时即可表干。

本发明与现有技术相比所具有的特点和有益效果主要是：

1、将水溶性的固化剂改性成乳化剂，使固化剂兼具乳化功能。

2、本发明从固化剂的角度出发，很好的解决了水性涂料的腐蚀弊端，最大程度的阻隔了水和氧气的腐蚀破坏，有很强的附着力及耐腐蚀性，有效解决了当前市场上水性防腐蚀涂料存在的缺陷。

3、本发明相对现有技术而言，角度新颖，方法独特，具有可迁移性，为进一步改善水性涂料的防腐蚀性能和固化效果提供了全新的参考方向。

4、本发明的防腐涂料原料易得、价格便宜，制备工艺简单，总成本低，易于推广应用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下列举实施例，对本发明进行进一步的详细说明。本领域技术人员应当理解，所述的实施例仅仅用于帮助理解本发明，并不用于限定本发明。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所依附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一、组合物的配方

1、按质量百分比配制组合物A组分及含量：

2、按质量百分比配制组合物B组分及含量：

3、按质量比配制组合物含量：A：B＝10：1。

二、制备方法

将A组分中的水性环氧酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂、云母、滑石粉、消泡剂和乳化剂按质量比用去离子水溶解，搅拌配置成乳液，备用；

在50℃的温度和1000r/min的转速下，将步骤1制得的乳液在三辊研磨机上研磨至粒径为0.1-5μm，室温放置；将B组分中的自乳化型固化剂、三乙烯二胺、二乙烯三胺、亚硝酸钠和磷酸锌按质量比用去离子水溶解，搅拌均匀，制成溶液，备用；本发明的涂料在使用时，将A和B组分按质量比A：B＝(5-10)：1进行充分搅拌，混合均匀，然后涂刷，常温固化1-3小时即可表干。

三、有益效果

本实施例所得组合物涂覆在马口铁上，常温即可固化，1h达到表干；采用划格法测得附着力达到1级；通过盐雾试验测得，110h后盐雾腐蚀测试无明显腐蚀病灶。

实施例2

一、组合物的配方

1、按质量百分比配制组合物A组分及含量：

2、按质量百分比配制组合物B组分及含量：

3、按质量比配制组合物含量：A：B＝9：1。

二、制备方法同实施例1

三、有益效果

本实施例所得组合物涂覆在马口铁上，常温即可固化，1h达到表干；用划格法测得附着力达到1级；通过盐雾试验测得，130h后盐雾腐蚀测试无明显腐蚀病灶。

实施例3

一、组合物的配方

1、按质量百分比配制组合物A组分及含量：

2、按质量百分比配制组合物B组分及含量：

3、按质量比配制组合物含量：A：B＝8：1。

二、制备方法同实施例1

三、有益效果

本实施例所得组合物涂覆在马口铁上，常温即可固化，1h达到表干；用划格法测得附着力达到1级；通过盐雾试验测得，165h后盐雾腐蚀测试无明显腐蚀病灶。

实施例4

一、组合物的配方

1、按质量百分比配制组合物A组分及含量：

2、按质量百分比配制组合物B组分及含量：

3、按质量比配制组合物含量：A：B＝6：1。

二、制备方法同实施例1

三、有益效果

本实施例所得组合物涂覆在马口铁上，常温即可固化，1h达到表干；用划格法测得附着力达到1级；通过盐雾试验测得，195h后盐雾腐蚀测试无明显腐蚀病灶。

实施例5

一、组合物的配方

1、按质量百分比配制组合物A组分及含量：

2、按质量百分比配制组合物B组分及含量：

3、按质量比配制组合物含量：A：B＝5：1。

二、制备方法同实施例1

三、有益效果

本实施例所得组合物涂覆在马口铁上，常温即可固化，1h达到表干；用划格法测得附着力达到1级；通过盐雾试验测得，220h后盐雾腐蚀测试无明显腐蚀病灶。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，其特征在于：由A组分和B组分按质量比为A：B＝(5-10)：1组成，其中A组分按质量百分比由水性环氧酯树脂为5-15％，氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂为10-30％，氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂为10-15％，云母为15-20％，滑石粉为15-20％，消泡剂为5-8％，乳化剂为9-12％，去离子水为10-15％组成；B组分按质量百分比由自乳化型固化剂为5-16％，三乙烯二胺为15-20％，二乙烯三胺为15-20％，亚硝酸钠为10-15％，磷酸锌为25-32％，去离子水为10-20％组成。

2.根据权利要求1所述的一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，其特征在于：所述的水性环氧树脂由双酚A型环氧树脂改性所得，其生产过程示意为：

其中n＝1000-4000，m＝800-2000，BPO是过氧化二苯甲酰，为合成树脂的引发剂。

3.根据权利要求1所述的一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，其特征在于：所述的氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂是指氯乙烯单体，醋酸乙烯酯单体，丙烯酸丁酯单体在引发剂和乳化剂的作用下，用去离子水进行乳液聚合所得，具有如下分子结构式：

其中n＝100-4000，m＝100-2000，k＝100-4000，其中所述乳化剂为非离子型乳化剂。

4.根据权利要求1所述的一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，其特征在于：所述的氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂是指氯乙烯单体和醋酸乙烯酯单体，在引发剂和乳化剂的作用下，用去离子水进行乳液聚合所得，具有如下分子结构式：

其中n＝100-4000，m＝100-2000，其中所述乳化剂为非离子型乳化剂。

5.根据权利要求1所述的一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，其特征在于：所述的A组分中的乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚，其分子式为(C₂H₄O)nC₁₄H₁₂O。

6.根据权利要求1所述的一种含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物，其特征在于：所述的B组分中的自乳化型固化剂具有如下分子结构式：

其中n＝1-6，

所述自乳化型固化剂通过如下制备方法得到：

其中n＝1-6，DMF为二甲基甲酰胺，是常用化学反应溶剂；DMAP为4-二甲氨基吡啶，是一种超强亲核的酰化作用催化剂。

7.一种根据权利要求1所述的含自乳化型固化剂的防腐涂料组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将A组分中的水性环氧酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯树脂、云母、滑石粉、消泡剂和乳化剂按质量比用去离子水溶解，搅拌配置成乳液，备用；

(2)在50℃的温度和1000r/min的转速下，将步骤(1)制得的乳液在三辊研磨机上研磨至粒径为0.1-5μm，室温放置；

(3)将B组分中的自乳化型固化剂、三乙烯二胺、二乙烯三胺、亚硝酸钠和磷酸锌按质量比用去离子水溶解，搅拌均匀，制成溶液，备用；

(4)使用时，将A和B组分按质量比A：B＝(5-10)：1进行充分搅拌，混合均匀，然后涂刷，常温固化1-3小时即可。