CN106047089A - 半互穿网络的萤丹防腐涂料 - Google Patents

半互穿网络的萤丹防腐涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开的半互穿网络萤丹防腐涂料，A组分主要包括氯化聚乙烯树脂，特种柔韧树脂，环氧树脂，高岭土，萤石粉、着色颜料和溶剂等混合，B组分是芳香多胺或多异氰酸酯，与A组分中的环氧树脂产生固化反应；A、B组分的质量比为（4—6）：1，A、B组分在施工前按比例混合搅拌均匀，配制底漆，中间漆或面漆。本发明的萤丹防腐涂料，降低了体系粘度，达到提高萤丹防腐涂料VOC目的；固体分从30~40%提高到67~85%；VOC从650g/L降低至220~400g/L；本发明半互穿网络萤丹防腐涂料用量为0.37~0.39kg/m2；按干膜厚度150~160微米涂装要求，行业内当前萤丹涂料需要涂装8道，而本发明半互穿网络萤丹防腐涂料只需要涂装2道，大大节约施工成本。

Description

半互穿网络的萤丹防腐涂料
技术领域
本发明涉及高固体防腐涂料制备技术领域，具体涉及半互穿网络的重防腐涂料中的萤丹防腐涂料，降低涂料挥发性有机化合物(VOC)含量等技术。
背景技术
2015年中国涂料工业产量达到1717.5748万吨，防腐与维护涂料占总产量的14％，也就是说每年有240.46万吨防腐涂料的需求，按VOC420g/L计算，挥发性有机物将排放72万吨，这将直接对人类生存环境产生影响。因此降低防腐涂料VOC意义重大。
石油、化工行业对专项耐化学介质重防腐涂料提出要求，目前已纳入国家标准规范：中华人民共和国《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008；国家建筑标准设计图集08J333《建筑防腐蚀构造》；化工设备、管道外防腐蚀设计规定HG534-90等标准中增加了聚氯乙烯含氟涂料等多个品种，市场上虽然有类似产品，但因固体分太低(30～40％)，一次涂装15～20微米，VOC也严重超标(～650g/L)，达不到当前的涂装要求，不能适应市场需求；而且，在较高膜厚的重防腐涂层施工中，施工次数较多，增加了施工成本，不能达到减少VOC排放的目的。
发明内容
本发明针对现有技术中重防腐涂料中的萤丹防腐涂料存在的上述不足，其目的是提供一种半互穿网络的萤丹防腐涂料。本发明通过半互穿网络技术确保几种特殊改性树脂及交联剂交叉反应形成半互穿结构涂膜，优化确定半互穿网络萤丹防腐涂料的基础配方及生产工艺。
本发明的技术方案如下：
本发明的萤丹防腐涂料，相对于现有技术，具有如下特点：
1、该半互穿网络技术应用萤丹防腐涂料降低了体系粘度，达到提高萤丹防腐涂料VOC目的。
2、与行业萤丹涂料典型产品比较固体分从30～40％提高到67～85％；VOC从650g/L降低至220～400g/L。
3、按干膜厚度150～160微米涂装要求，行业内当前萤丹涂料用量为1.28kg/m2，本发明半互穿网络萤丹防腐涂料用量为0.37～0.39kg/m2。
4、按干膜厚度150～160微米涂装要求，行业内当前萤丹涂料需要涂装8道，而本发明半互穿网络萤丹防腐涂料只需要涂装2道，大大节约施工成本。
5、本发明半互穿网络萤丹防腐涂料性能指标达到或超过行业内当前萤丹涂料技术要求。
具体实施方式
本发明涉及到的半互穿网络萤丹防腐涂料，由A、B组分混合构成，A组分由氯化聚乙烯树脂，特种柔韧树脂，环氧树脂，芳香多胺或多异氰酸酯为基料加入着色颜料，萤丹，高岭土、助剂和溶剂组成；具体组分及其质量百分比如下：
其中氯化聚乙烯树脂为：聚氯乙烯，氯化橡胶，高氯化聚乙烯，氯醚树脂中任一种。氯化聚乙烯树脂的具体含量，可以选取5％、6％、7％、8％、9％、10％等，都能满足本发明需要。
其中特种柔韧树脂为石油树脂或线型聚酯树脂中任一种，或两种以1:(1—2)比例配合而成；如1:1，1:2，2:1等比例；具有与交联剂化学键合反应与氨基环氧固化链形成半互穿网络、增加漆膜坚韧性作用。特种柔韧树脂的具体含量，可以选取3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％等，都能满足本发明需要。
其中含氟树脂为氟改性丙烯酸树脂。具有与交联剂化学键合反应增加漆膜耐紫外线作用和降低湿膜表面张力，起到流平效应。含氟树脂的具体含量，可以选取3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％等，都能满足本发明需要。
其中环氧树脂为双酚A环氧树脂或酚醛环氧树脂中的任一种，或任两种以各自重量大于0％的比例混合而得；其能增加漆膜耐酸、耐碱化学介质性能。环氧树脂的具体含量，可以选取15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％等，都能满足本发明需要。
其中高岭土为现有的高岭土，本发明提供的为400℃煅烧的高岭土，或主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠的密度低、吸油小的填料(要求：松密度小于0.6g/cm3，吸油量不大于25g/100g)中的一种。高岭土的具体含量，可以选取10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等，都能满足本发明需要。
其中萤石粉为现有的萤石粉，本发明提供的萤石粉为含有Na3FeF6的含氟萤丹颜料。萤石粉的具体含量，可以选取5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％等，都能满足本发明需要。
其中着色颜料为氧化铁红，钛白粉，炭黑，酞菁蓝中的任一种，或其中任两种，或其中任三种，或四种，以各自重量大于0％的比例混合而得；单一种，或多种配合形成客户需求的颜色。着色颜料的具体含量，可以选取3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等，都能满足本发明需要。
其中防沉剂为气相二氧化硅，水合硅酸镁，有机膨润土，聚酰胺蜡中任一种。
其中分散剂为改性丙烯酸酯嵌段共聚物。
其中流平剂为现有技术的流平剂，或聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
其中流变剂为现有技术的流变剂，或聚酰胺或聚脲为基础的改性流变剂。
其中溶剂：选用环已酮，甲基异丁基甲酮，二甲苯，醋酸丁酯中任一种，或任两种以1：(1～3)比例混合而得，任意两种混合的较佳比例为1：1、1：2或1：3等。
B组分为交联剂起固化作用，也称为固化剂，为芳香胺，多异氰酸酯中任一种，与A组分中的环氧树脂产生固化反应；可以配制底漆，中间漆或面漆。可根据涂层作用和施工气温情况选择芳香胺或多异氰酸酯，如芳香胺就是夏天用，耐酸碱，与环氧树脂产生固化反应，作为底漆使用。A、B组分的质量比为(4—6)：1，A、B组分在施工前按比例混合搅拌均匀。A、B组分的质量比，具体可以选取4：1、4.3：1、4.5：1、4.8：1、5：1、5.3：1、5.5：1、5.8：1、6：1等，都能满足本发明需要。
本发明的半互穿网络萤丹防腐涂料，其关键技术：氯化聚乙烯树脂，特种柔韧树脂，环氧树脂，芳香多胺及多异氰酸酯的选择与配合。需要预先将水根据底漆、中间漆，面漆的要求选择相应的树脂，并进行混合试验，成膜试验后各项性能达到要求。
本发明防腐涂料，其制作不足步骤简述如下：
步骤一：部分溶剂按配比计量投入搅拌缸中搅拌下缓慢加入氯化聚乙烯树脂高速搅拌溶解完全后再加入环氧树脂，分散剂搅拌均匀。
步骤二：中速搅拌下加入高岭土，萤丹粉和着色颜料，搅拌均匀后转入砂磨机强力分散。
步骤三：分散达到细度要求后加入调漆阶段互穿网络树脂、助剂等原料，并进行颜色微量调整，再用配方中溶剂调节粘度，达到工艺要求的粘度范围。
其操作说明如下：
第一：环氧树脂,聚氯乙烯，特种柔韧树脂，含氟树脂按上述比例应用于A组分中(主剂)；交联剂单独作为B组分；施工前按比例混合搅拌均匀使用。
第二：氯化聚乙烯树脂为：聚氯乙烯，氯化橡胶，高氯化聚乙烯，氯醚树脂中任一种。特种柔韧树脂为石油树脂，线型聚酯树脂中任一种或两种以1:1,1:2,2:1等比例配合而成。含氟树脂为氟改性丙烯酸树脂。环氧树脂为双酚A环氧树脂或酚醛环氧树脂中的一种，或任两种以各自重量大于0％的比例混合而得。交联剂为芳香胺，多异氰酸酯中任一种配制底漆，中间漆或面漆。
实施例1：
1、PVF聚氯乙烯含氟萤丹底漆制备
(1)称取80％F-44酚醛环氧树脂二甲苯液250kg,45％聚氯乙烯二甲苯液80kg，分散剂10kg，溶剂70kg投入搅拌缸中速搅拌下缓慢依次投入计量好的防沉剂5kg、着色颜料100kg、高岭土250kg、萤石粉200kg逐渐提高搅拌速度，高速搅拌预分散20min以上，确认预分散充分。
(2)转入砂磨机用配方中分散溶剂调节粘度，调节分散温度研磨，分散至细度达到50微米以下。
(3)转入调漆缸中加入30kg特种柔韧性树脂，如线型聚酯，以及3kg流平剂、消泡剂1kg、3kg流变剂再用配方中溶剂调节粘度，达到工艺要求的粘度范围。
(4)按环氧当量配制芳香胺交联剂,如120活性氢当量的芳香胺100kg。
2、PVF聚氯乙烯萤丹中间漆制备
(1)称取80％F-44酚醛环氧树脂二甲苯液280kg，分散剂3kg，溶剂70kg投入搅拌缸中速搅拌下缓慢依次投入计量好的防沉剂3kg、片状云母粉150kg、高岭土270kg、萤石粉200kg逐渐提高搅拌速度，高速搅拌预分散20min.以上确认预分散充分。
(2)转入砂磨机用配方中分散溶剂调节粘度，调节分散温度研磨，分散至细度达到60微米以下。
(3)转入调漆缸中加入30kg特种柔韧性树脂如线型聚酯或线型石油树脂和3kg流平剂、消泡剂1kg、和云母氧化铁150kg高速搅拌，再用配方中流变剂调节粘度，达到工艺要求的粘度范围。
(4)按环氧当量配制芳香胺交联剂,如120活性氢当量的芳香胺95kg。
3、PVF聚氯乙烯含氟萤丹防腐面漆制备
(1)称取70％氯化改性丙烯酸树脂200kg,65％氟碳改性丙烯酸树脂230kg，分散剂15kg，溶剂70kg投入搅拌缸中速搅拌下缓慢依次投入计量好的着色颜料270kg、高岭土100kg、萤石粉70kg逐渐提高搅拌速度，高速搅拌预分散20min.以上确认预分散充分。
(2)转入砂磨机用配方中分散溶剂调节粘度，调节分散温度研磨，分散至细度达到20微米以下。
(3)转入调漆缸中加入40kg特种柔韧性树脂如线型聚酯或线型石油树脂和紫外光吸收剂10kg，位阻胺5kg，3kg流平剂、消泡剂1kg、3kg流变剂再用配方中溶剂调节粘度，达到工艺要求的粘度范围。
(4)按异氰酸酯含量20％的HDI三聚体配制交联剂，计算需185kg。
根据用户防腐年限需要，施工涂装建议涂层如下：
涂装方案一
涂装方案二
通过上表可以看出，通过2道或3道涂装实现本发明降低VOC、减少涂装道数节约施工成本的目的。
实施例2：
1、PVF聚氯乙烯含氟萤丹底漆制备
(1)称取300kg，高氯化聚乙烯70kg，分散剂10kg，溶剂70kg投入搅拌缸中速搅拌下缓慢依次投入计量好的防沉剂5kg、着色颜料100kg、高岭土250kg、萤石粉200kg逐渐提高搅拌速度，高速搅拌预分散20min.以上确认预分散充分。
(2)转入砂磨机用配方中分散溶剂调节粘度，调节分散温度研磨，分散至细度达到50微米以下。
(3)转入调漆缸中加入20kg特种柔韧性树脂如线型聚酯或线型石油树脂和3kg流平剂、消泡剂1kg、3kg流变剂再用配方中溶剂调节粘度，达到工艺要求的粘度范围。
(4)按羟基当量配制芳香族多异氰酸酯交联剂,如315当量的多异氰酸酯200kg。
2、PVF聚氯乙烯萤丹中间漆制备
(1)称取75％E-20环氧树脂二甲苯液280kg，分散剂3kg，溶剂70kg投入搅拌缸中速搅拌下缓慢依次投入计量好的防沉剂3kg、片状云母粉150kg、高岭土270kg、萤石粉200kg逐渐提高搅拌速度，高速搅拌预分散20min.以上确认预分散充分。
(2)转入砂磨机用配方中分散溶剂调节粘度，调节分散温度研磨，分散至细度达到60微米以下。
(3)转入调漆缸中加入20kg特种柔韧性树脂如线型聚酯或线型石油树脂和3kg流平剂、消泡剂1kg、和云母氧化铁150kg高速搅拌，再用配方中流变剂调节粘度，达到工艺要求的粘度范围。
(4)按羟基当量配制芳香族多异氰酸酯交联剂,如315当量的多异氰酸酯170kg。
3、PVF聚氯乙烯含氟萤丹防腐面漆制备
(1)称取70％改性丙烯酸树脂300kg,65％氟碳改性丙烯酸树脂130kg，分散剂15kg，溶剂70kg投入搅拌缸中速搅拌下缓慢依次投入计量好的着色颜料200kg、高岭土200kg、萤石粉30kg逐渐提高搅拌速度，高速搅拌预分散20min.以上确认预分散充分。
(2)转入砂磨机用配方中分散溶剂调节粘度，调节分散温度研磨，分散至细度达到20微米以下。
(3)转入调漆缸中加入30kg特种柔韧性树脂如线型聚酯或线型石油树脂和紫外光吸收剂10kg，位阻胺5kg，3kg流平剂、消泡剂1kg、3kg流变剂再用配方中溶剂调节粘度，达到工艺要求的粘度范围。
(4)按异氰酸酯含量20％的HDI三聚体配制交联剂，计算需200kg。
根据用户防腐年限需要，施工涂装建议涂层如下：
涂装方案一
涂装方案二
通过上表可以看出，通过2道或3道涂装实现本发明降低VOC、减少涂装道数节约施工成本的目的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种半互穿网络的萤丹防腐涂料，其特征在于：由A、B组分混合构成，A组分及其质量百分比如下：
氯化聚乙烯树脂 5~10 特种柔韧树脂 3~7 含氟树脂 3~7 环氧树脂 15~25 高岭土 10~20 萤石粉 5~15 着色颜料 3~20 防沉剂 0.5~1.0 分散剂 0.5~1.5 流平剂 0.2~0.7 流变剂 0.2~0.5 溶剂 15～30
其中氯化聚乙烯树脂为：聚氯乙烯，氯化橡胶，高氯化聚乙烯，氯醚树脂中任一种；
其中特种柔韧树脂为石油树脂或线型聚酯树脂中任一种，或两种以1:（1~2）比例配合而成；
其中含氟树脂为氟改性丙烯酸树脂；
其中环氧树脂为双酚A环氧树脂或酚醛环氧树脂中的任一种，或任两种以各自重量大于0%的比例混合而得；
其中萤石粉为含有Na3FeF6的含氟萤丹颜料；
其中着色颜料为氧化铁红，钛白粉，炭黑，酞菁蓝中的任一种，或其中任两种，或其中任三种，或全部四种，以各自重量大于0%的比例混合而得；
其中防沉剂为气相二氧化硅，水合硅酸镁，有机膨润土，聚酰胺蜡中任一种；
其中分散剂为改性丙烯酸酯嵌段共聚物；
其中流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；
其中流变剂为聚酰胺或聚脲为基础的改性流变剂；
其中溶剂：选用环已酮，甲基异丁基甲酮，二甲苯，醋酸丁酯中任一种，或任两种以1：(1~3) 比例混合；
B组分为交联剂，为芳香胺或多异氰酸酯中任一种，与A组分中的环氧树脂反应，起固化作用；
A、B组分的质量比为（4—6）：1，A、B组分在施工前按比例混合搅拌均匀。
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