CN105694662B - 一种无溶剂环氧煤焦油防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无溶剂环氧煤焦油防腐涂料及其制备方法和应用，属于涂层防腐领域。该涂料包括第一组分：1重量份的双酚A型环氧树脂、0.5‑1.5重量份的双酚F型环氧树脂、0.1‑1重量份的酚醛环氧树脂、0.1‑1重量份的石油树脂、0.1‑1重量份的活性稀释剂、0.1‑1重量份的煤焦油、1‑2重量份的湿法绢云母、1‑2重量份的滑石粉、1‑2重量份的重晶石、0.005‑0.05重量份的炭黑、0.01‑0.1重量份的铝银浆、0.01‑0.1重量份的磷铁粉、0.01‑0.1重量份的陶土、0.001‑0.01重量份的硅油和第二组分：0.01‑0.2重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。本发明防腐涂料固含量为100％，能够有效提高涂层的耐阴极剥离性能以及与带锈基材之间的附着力。

Description

一种无溶剂环氧煤焦油防腐涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及防腐技术领域，特别涉及一种无溶剂环氧煤焦油防腐涂料及其制备方法。

背景技术

环氧类涂料是一种以环氧树脂为主要成膜物质的涂料，由于其具有优良的防腐性能和机械性能，常被用来涂敷在钢制结构基材表面来对其进行防腐。目前常用的环氧类涂料大多通过将环氧树脂溶于溶剂中制备得到，其固含量通常低于98％。然而在使用过程中，溶剂的大量挥发不仅易污染环境，还影响所制备的涂层的性能，例如，使涂层产生针孔，从而降低其防腐性能。为了解决上述问题，有必要提供一种无溶剂的环氧防腐涂料。

举例来说，CN101284969A公开了一种无溶剂的环氧煤焦油防腐涂料及其制造工艺，该涂料包括甲、乙两种组分，其中甲组分包括：20-50质量单位的环氧树脂、10-15质量单位的活性稀释剂、0.5-2质量单位的流变助剂、0.5-2质量单位的流平剂、1-3质量单位的润湿分散剂、0.5-2质量单位的气相二氧化硅以及36-55质量单位的矿物填充料；乙组分包括：15-20质量单位的胺类固化剂、25-30质量单位的煤焦油、0.5-2质量单位的消泡剂、0.3-2质量单位的流平剂、0.5-2质量单位的润湿分散剂、0.7-2质量单位的气相二氧化硅以及45-55质量单位的矿物填充料。

发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术提供的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料不易涂敷在基材的生锈表面上，且耐阴极剥离性能较差。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种利于涂敷在基材生锈表面且具有优异的耐阴极剥离性能的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料及其制备方法。具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，包括第一组分和第二组分；

所述第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、0.5-1.5重量份的双酚F型环氧树脂、0.1-1重量份的酚醛环氧树脂、0.1-1重量份的石油树脂、0.1-1重量份的活性稀释剂、0.1-1重量份的煤焦油、1-2重量份的湿法绢云母、1-2重量份的滑石粉、1-2重量份的重晶石、0.005-0.05重量份的碳黑、0.01-0.1重量份的铝银浆、0.01-0.1重量份的磷铁粉、0.01-0.1重量份的陶土、0.001-0.01重量份的硅油；

所述第二组分包括：0.01-0.2重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

作为优选，所述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料中，所述第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、1重量份的双酚F型环氧树脂、0.5重量份的酚醛环氧树脂、0.3重量份的石油树脂、0.5重量份的活性稀释剂、0.6重量份的煤焦油、1.5重量份的湿法绢云母、1.6重量份的滑石粉、1重量份的重晶石、0.01重量份的碳黑、0.02重量份的铝银浆、0.05重量份的磷铁粉、0.01重量份的陶土、0.002重量份的硅油；

所述第二组分包括：0.05重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

具体地，作为优选，所述石油树脂为C5石油树脂和/或C9石油树脂。

具体地，作为优选，所述活性稀释剂为脂肪族缩水甘油醚或者缩水甘油酯类环氧化合物。

具体地，作为优选，所述低分子量聚酰胺树脂固化剂的分子量的范围为600-2000。

第二方面，本发明实施例提供了一种上述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料的制备方法，包括：

制备第一组分：根据第一组分中各成分的重量份比例，将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、石油树脂、活性稀释剂和煤焦油混合均匀，得到第一混合物，向该第一混合物中加入湿法绢云母、滑石粉、重晶石、碳黑、铝银浆、磷铁粉、陶土和硅油后进行高速分散处理1-4分钟，得到第二混合物，对该第二混合物进行研磨处理，得到第一组分；

制备第二组分：根据第二组分中各成分的重量份比例，将腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和低分子量聚酰胺树脂固化剂混合均匀，得到第二组分。

作为优选，上述高速分散处理的时间为2分钟。

具体地，所述研磨处理通过使用砂磨机来实现。

第三方面，本发明实施例还提供了一种上述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料在钢制结构表面防腐中的应用。

具体地，通过采用刷涂或喷涂的方式，将所述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料涂敷在所述钢制结构的表面。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，其固含量为100％，通过上述各成分之间协同配比作用，使得所制备的涂层不仅保持了优异的防腐、耐磨、坚韧、抗水汽渗透和抗冲击性能，而且在各环氧树脂、石油树脂以及铝银浆的共同作用下，提高了涂层的耐阴极剥离性能。进一步地，由于该防腐涂料中含有磷铁粉，能够有效与金属基材表面的锈蚀物发生络合反应，避免了涂敷时的除锈步骤，使涂层能够有效与基材的生锈表面相结合，提高了涂层与基材之间的附着力。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明提供了一种无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，包括第一组分和第二组分；

第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、0.5-1.5重量份的双酚F型环氧树脂、0.1-1重量份的酚醛环氧树脂、0.1-1重量份的石油树脂、0.1-1重量份的活性稀释剂、0.1-1重量份的煤焦油、1-2重量份的湿法绢云母、1-2重量份的滑石粉、1-2重量份的重晶石、0.005-0.05重量份的碳黑、0.01-0.1重量份的铝银浆、0.01-0.1重量份的磷铁粉、0.01-0.1重量份的陶土、0.001-0.01重量份的硅油；

第二组分包括：0.01-0.2重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

本发明实施例提供的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，其固含量为100％，通过上述各成分之间协同配比作用，使得所制备的涂层不仅保持了优异的防腐、耐磨、坚韧、抗水汽渗透和抗冲击性能，而且在各环氧树脂、石油树脂以及铝银浆的共同作用下，提高了涂层的耐阴极剥离性能。进一步地，由于该防腐涂料中含有磷铁粉，能够有效与金属基材表面的锈蚀物发生络合反应，避免了涂敷时的除锈步骤，使涂层能够有效与基材的生锈表面相结合，提高了涂层与基材之间的附着力。

进一步地，本发明实施例还提供了一种优选的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料中，其中第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、1重量份的双酚F型环氧树脂、0.5重量份的酚醛环氧树脂、0.3重量份的石油树脂、0.5重量份的活性稀释剂、0.6重量份的煤焦油、1.5重量份的湿法绢云母、1.6重量份的滑石粉、1重量份的重晶石、0.01重量份的碳黑、0.02重量份的铝银浆、0.05重量份的磷铁粉、0.01重量份的陶土、0.002重量份的硅油；

第二组分包括：0.05重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

本发明实施例选用粘度相对较低的双酚A型环氧树脂来提高涂料固化反应的交联密度；选用比双酚A型环氧树脂粘度更低的双酚F型环氧树脂，其与双酚A型环氧树脂和酚醛环氧树脂进行协同作用，能够有效降低成膜环氧树脂的粘度，利于涂料的施工，不仅能提高涂层的耐磨、坚韧和防腐性能，且利于提高涂层的耐阴极剥离性能。煤焦油具有优良的耐化学品腐蚀性能，其与上述各环氧树脂进行共混，能够改善涂料的成膜性能并提高涂层的耐化学腐蚀性及稳定性。片状湿法卷云母和滑石粉作为填料加入，能够提高涂层的抗水汽渗透性能，进一步提高其防腐性能。硅油能够降低涂料的表面张力，起到消泡作用，能够改善涂层的外观，提高其致密性。陶土的添加能够提高涂料的防尘和防流挂性能。而铝银浆能够起到阴极保护的作用，其进一步提高了涂层的耐阴极剥离性能。磷铁粉能够有效与金属基材表面的锈蚀物发生络合反应，形成稳定致密的结合面，避免了涂敷时的除锈步骤，使涂层能够有效与基材的生锈表面相结合，提高了涂层与基材之间的附着力。

可以理解的是，上述各成分为本领域常规产品，其可以为可商购的常规产品。举例来说，上述石油树脂可以为C5石油树脂和/或C9石油树脂。

上述活性稀释剂可以为脂肪族缩水甘油醚或者缩水甘油酯类环氧化合物。

上述腰果壳油改性酚醛胺类固化剂可以为通过苯酚、甲醛、腰果壳油和多元胺为主要原料合成的改性酚醛胺类固化剂。

具体地，作为优选，上述低分子量聚酰胺树脂固化剂的分子量的范围为600-2000，优选为800-1500。

第二方面，本发明实施例提供了一种上述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料的制备方法，包括：

制备第一组分：根据上述第一组分中各成分的重量份比例，将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、石油树脂、活性稀释剂和煤焦油混合均匀，得到第一混合物，向该第一混合物中加入湿法绢云母、滑石粉、重晶石、碳黑、铝银浆、磷铁粉、陶土和硅油后进行高速分散处理1-4分钟，得到第二混合物，对该第二混合物进行研磨处理，得到第一组分；

制备第二组分：根据第二组分中各成分的重量份比例，将腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和低分子量聚酰胺树脂固化剂混合均匀，得到第二组分。

将第一组分和第二组分混合后即可形成本发明实施例提供的防腐涂料。本发明实施例提供的方法简单，易操作，受原料粘度的影响较小。

作为优选，上述高速分散处理的时间为2分钟。为了提高研磨效率，上述研磨处理通过使用砂磨机来实现。

第三方面，本发明实施例提供了一种上述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料在钢制结构表面防腐中的应用。

具体地，通过采用刷涂或喷涂的方式，将所述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料涂敷在所述钢制结构的表面。

举例来说，可以通过将第一组份和第二组分混合均匀，然后将混合后的涂料刷涂在钢制结构表面，尤其是钢制管道或者PCCP管道的表面。或者，将第一组分和第二组分分别装入高压喷涂机的相应的喷腔内，利用喷涂机喷涂在钢制结构的表面。

以下将通过具体的实施例进一步的描述本发明。在以下具体实施例中未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

其中，以下各实施例中所使用的各原料的具体信息如下：

实施例1

本实施例提供了一种固含量为100％的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，包括第一组分和第二组分：

其中，第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、0.5重量份的双酚F型环氧树脂、0.2重量份的酚醛环氧树脂、0.1重量份的石油树脂、0.1重量份的活性稀释剂、0.3重量份的煤焦油、1重量份的湿法绢云母、2重量份的滑石粉、1.5重量份的重晶石、0.005重量份的碳黑、0.01重量份的铝银浆、0.1重量份的磷铁粉、0.01重量份的陶土、0.001重量份的硅油。

第二组分包括：0.2重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

该涂料通过以下制备方法进行制备：

制备第一组分：根据第一组分中各成分的重量份比例，将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、石油树脂、活性稀释剂和煤焦油混合均匀，得到第一混合物，向该第一混合物中加入湿法绢云母、滑石粉、重晶石、碳黑、铝银浆、磷铁粉、陶土和硅油后进行高速分散处理1分钟，得到第二混合物，利用研磨机对该第二混合物进行研磨处理，得到第一组分待用。

制备第二组分：根据第二组分中各成分的重量份比例，将腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和低分子量聚酰胺树脂固化剂混合均匀，得到第二组分待用。

实施例2

本实施例提供了一种固含量为100％的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，包括第一组分和第二组分：其中第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、1重量份的双酚F型环氧树脂、0.5重量份的酚醛环氧树脂、0.3重量份的石油树脂、0.5重量份的活性稀释剂、0.6重量份的煤焦油、1.5重量份的湿法绢云母、1.6重量份的滑石粉、1重量份的重晶石、0.01重量份的碳黑、0.02重量份的铝银浆、0.05重量份的磷铁粉、0.01重量份的陶土、0.002重量份的硅油；

第二组分包括：0.05重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

该涂料通过以下制备方法进行制备：

制备第一组分：根据第一组分中各成分的重量份比例，将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、石油树脂、活性稀释剂和煤焦油混合均匀，得到第一混合物，向该第一混合物中加入湿法绢云母、滑石粉、重晶石、碳黑、铝银浆、磷铁粉、陶土和硅油后进行高速分散处理2分钟，得到第二混合物，利用研磨机对该第二混合物进行研磨处理，得到第一组分待用。

制备第二组分：根据第二组分中各成分的重量份比例，将腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和低分子量聚酰胺树脂固化剂混合均匀，得到第二组分待用。

实施例3

本实施例提供了一种固含量为100％的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，包括第一组分和第二组分：

其中，第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、1.5重量份的双酚F型环氧树脂、1重量份的酚醛环氧树脂、0.8重量份的石油树脂、0.7重量份的活性稀释剂、0.1重量份的煤焦油、1重量份的湿法绢云母、1.2重量份的滑石粉、2重量份的重晶石、0.03重量份的碳黑、0.07重量份的铝银浆、0.01重量份的磷铁粉、0.07重量份的陶土、0.01重量份的硅油。

第二组分包括：0.1重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

该涂料通过以下制备方法进行制备：

制备第一组分：根据第一组分中各成分的重量份比例，将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、石油树脂、活性稀释剂和煤焦油混合均匀，得到第一混合物，向该第一混合物中加入湿法绢云母、滑石粉、重晶石、碳黑、铝银浆、磷铁粉、陶土和硅油后进行高速分散处理3分钟，得到第二混合物，利用研磨机对该第二混合物进行研磨处理，得到第一组分待用。

制备第二组分：根据第二组分中各成分的重量份比例，将腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和低分子量聚酰胺树脂固化剂混合均匀，得到第二组分待用。

实施例4

本实施例提供了一种固含量为100％的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，包括第一组分和第二组分：

其中，第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、0.9重量份的双酚F型环氧树脂、0.7重量份的酚醛环氧树脂、1重量份的石油树脂、1重量份的活性稀释剂、1重量份的煤焦油、2重量份的湿法绢云母、1重量份的滑石粉、1.4重量份的重晶石、0.05重量份的碳黑、0.1重量份的铝银浆、0.07重量份的磷铁粉、0.1重量份的陶土、0.005重量份的硅油。

第二组分包括：0.15重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

该涂料通过以下制备方法进行制备：

制备第一组分：根据第一组分中各成分的重量份比例，将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、石油树脂、活性稀释剂和煤焦油混合均匀，得到第一混合物，向该第一混合物中加入湿法绢云母、滑石粉、重晶石、碳黑、铝银浆、磷铁粉、陶土和硅油后进行高速分散处理4分钟，得到第二混合物，利用研磨机对该第二混合物进行研磨处理，得到第一组分待用。

制备第二组分：根据第二组分中各成分的重量份比例，将腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和低分子量聚酰胺树脂固化剂混合均匀，得到第二组分待用。

实施例5

本实施例利用实施例1-4提供的防腐涂料对钢制管道进行防腐处理，其中，所使用的钢制管道表面均有40-80％左右的生锈面积，本实施例可以随机取用该任意一种钢制管道。另外，将实施例1-4提供的防腐涂料的第一组份和第二组分混合均匀后，即可随机地采用人工刷涂或者高压喷涂机喷涂的方式将上述各防腐涂料涂敷在钢制管道表面形成800-1000微米厚度的涂层。

所形成的涂层在常温的环境条件下，能够迅速固化，表干为1.3h，实干为5h，10h后即可搬运吊装。

然后根据GB/T 23257-2009《埋地钢制管道聚乙烯防腐层》，对涂层的耐阴极剥离性能进行了测试。其中，测试条件如下：温度25℃，电压1.5V，3％的氯化钠溶液，测试时间为30天。其中，行业标准要求小于10mm。

根据拉拔法附着力测试方法(测试方法为SY/T 6854-2012附录A)来测试涂层与Sa2级基材(国标中规定的基材处理等级)之间的附着力。

利用抗冲击性能试验仪对所制备的涂层的抗冲击性能进行测试。

根据盐雾实验测试了所制备的耐盐雾性能。测试结果如表1所示：

表1涂层性能测试表

由表1可知，利用本发明实施例提供的固含量为100％的涂料所制备的涂层不仅具有优良的防腐性能(即抗冲击性能和耐盐雾性能)，还具有优异的耐阴极剥离性能以及优异的附着力，避免了涂敷时的除锈步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，包括第一组分和第二组分；

所述第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、0.5-1.5重量份的双酚F型环氧树脂、0.1-1重量份的酚醛环氧树脂、0.1-1重量份的石油树脂、0.1-1重量份的活性稀释剂、0.1-1重量份的煤焦油、1-2重量份的湿法绢云母、1-2重量份的滑石粉、1-2重量份的重晶石、0.005-0.05重量份的碳黑、0.01-0.1重量份的铝银浆、0.01-0.1重量份的磷铁粉、0.01-0.1重量份的陶土、0.001-0.01重量份的硅油；

所述第二组分包括：0.01-0.2重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量份 的低分子量聚酰胺树脂固化剂；

所述活性稀释剂为脂肪族缩水甘油醚或者缩水甘油酯类环氧化合物；

所述低分子量聚酰胺树脂固化剂的分子量的范围为600-2000。

2.根据权利要求1所述的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，其特征在于，所述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料中，所述第一组分包括：1重量份的双酚A型环氧树脂、1重量份的双酚F型环氧树脂、0.5重量份的酚醛环氧树脂、0.3重量份的石油树脂、0.5重量份的活性稀释剂、0.6重量份的煤焦油、1.5重量份的湿法绢云母、1.6重量份的滑石粉、1重量份的重晶石、0.01重量份的碳黑、0.02重量份的铝银浆、0.05重量份的磷铁粉、0.01重量份的陶土、0.002重量份的硅油；

所述第二组分包括：0.05重量份的腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和1重量份 的低分子量聚酰胺树脂固化剂。

3.根据权利要求1或2所述的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料，其特征在于，所述石油树脂为C5石油树脂和/或C9石油树脂。

4.一种权利要求1-3任一项所述的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料的制备方法，包括：

制备第一组分：根据所述第一组分中各成分的重量份比例，将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、石油树脂、活性稀释剂和煤焦油混合均匀，得到第一混合物，向所述第一混合物中加入湿法绢云母、滑石粉、重晶石、碳黑、铝银浆、磷铁粉、陶土和硅油后进行高速分散处理1-4分钟，得到第二混合物，对所述第二混合物进行研磨处理，得到所述第一组分；

制备第二组分：根据所述第二组分中各成分的重量份比例，将腰果壳油改性酚醛胺类固化剂和低分子量聚酰胺树脂固化剂混合均匀，得到所述第二组分。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高速分散处理的时间为2分钟。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述研磨处理通过使用砂磨机来实现。

7.一种权利要求1-3任一项所述的无溶剂环氧煤焦油防腐涂料在钢制结构表面防腐中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，通过采用刷涂或喷涂的方式，将所述无溶剂环氧煤焦油防腐涂料涂敷在所述钢制结构的表面。