CN107011769B - 一种无溶剂防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种无溶剂防腐涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无溶剂防腐涂料及其制备方法和应用，包括封闭底漆、面漆，二者配套使用，所得涂料具有极佳的耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐盐雾性能；底漆、面漆的配套性优良，涂层可以达完全固化交联，零VOC，溶剂无残留，而且施工时分散性好，流平性适中，触变性适中，涂层均匀、无明显桔皮、无针眼气泡，无杂质点存在，漆面流平丰满，光泽度好。

Description

一种无溶剂防腐涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料制备领域，具体涉及一种无溶剂防腐涂料及其制备方法和应用。
背景技术
现代社会中，钢铁与水泥的使用量是构成绝大多数建筑物的主体材料，在大气环境下，钢铁腐蚀与水泥的老化会造成建筑物的使用寿命下降，危及人们的财产及生命安全。
目前使用涂料对钢铁、水泥结构的进行保护是普遍的一种做法，常规涂料产品在一般情况下会存在附着力不佳，溶剂挥发气味大，耐久性不够强的问题。
发明内容
为解决上述技术难题，本发明提供一种无溶剂防腐涂料及其制备方法和应用，其具有附着力强、高防腐蚀性、施工性好，对环境的适应能力强的特点，可以应用于带锈及带水的场合，而且耐盐雾性能大大增强，克服了传统防腐蚀涂料的施工限制和使用局限性。
本发明提供的技术方案为：
一种无溶剂防腐涂料，所述无溶剂防腐涂料包括底漆和面漆，所述底漆包括以下重量份的原料：
所述面漆包括以下重量份的原料：
所述环氧树脂为无溶剂环氧树脂。
本发明还提供了一种无溶剂防腐涂料的制备方法，所述底漆的制备方法为：将70-80重量份环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入15-25重量份活性稀释剂、1-5重量份分散剂、0.5-5重量份膨润土，加完后，1000-1200转每分钟搅拌15-20分钟，后研磨至细度小于45微米，制得底漆。
所述底漆的制备方法为：将30-40重量份环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入5-12重量份活性稀释剂、1-3重量份分散剂、18-20重量份铁红颜料、5-8重量份磷酸锌、10-15重量份滑石粉、10-15重量份硫酸钡、0.3-0.6重量份石墨烯粉体、0.5-1重量份膨润土，加完后，1000-1200转每分钟搅拌15-20分钟，后研磨至细度小于45微米，制得面漆。
本发明还提供了由所述无溶剂防腐涂料形成的漆膜涂层，分别将底漆、面漆与固化剂调配之后，将调配后的底漆涂装于材料表面流平10分钟后，自然干燥4小时以上，再将调配后的面漆涂装于已经干燥的底漆层上，流平10分钟后，自然干燥24小时，形成漆膜涂层。
所述固化剂为脂环胺树脂。
所述底漆与所述固化剂的重量之比为2:1；所述面漆与所述固化剂的重量之比为5:1。
所述材料可以为钢铁、水泥或混凝结构材料。
本发明还提供了所述无溶剂防腐涂料的应用，可用于钢铁、水泥、混凝土结构材料及带锈带水的钢铁、水泥、混凝土结构材料的防腐防潮。
采用上述原料和制备方法得到的底漆，具有很好的封闭性。环氧树脂在附着力、水渗透性方面性能优异，但做无溶剂配方时，粘度太高，不易施工；活性稀释剂分子量小，具有极好的流动性，可以稀释环氧树脂降低粘度，同时参与反应，在提高整体的交联密度及耐水性能方面有极大帮助；在分散剂解决了颜填料在体系中的稳定性，而加入膨润土提高了涂料中的环氧树脂在涂刷情况下的抗流挂性及成膜厚度问题。此配方体系为无溶剂的体系，这样既解决了施工VOC及气味问题，又解决了一次成膜厚度问题。
采用上述原料和制备方法得到的面漆具有很好的分散性、触变性及成膜性能。同底漆类似，面漆配方中采用环氧树脂，其在附着力、水渗透性方面性能优异，但做无溶剂配方时，粘度太高，不易施工；活性稀释剂分子量小，具有极好的流动性，可以稀释环氧树脂降低粘度，同时参与反应，提高整体的交联密度及耐水性能方面有帮助；分散剂解决了颜填料在体系中的分散问题，铁红颜料一方面做为颜料成份，另一方面可以提升体系的致密性及柔韧性，磷酸锌加入提升了漆膜的耐盐雾性能，滑石粉与硫酸钡加入增加了漆膜的硬度与耐磨性，石墨烯粉体的层状结构可以大幅提升面漆的水汽阻隔性能，从而提高了配套体系的耐盐雾腐蚀性能；加入膨润土提高了环氧树脂在涂刷情况下的抗流挂性及成膜厚度问题。
本发明在涂料的成膜过程中，选择了脂环胺树脂作为底漆和面漆的固化剂，这是因为在带潮带锈的结构材料的表面进行涂料涂装时，脂环胺树脂能保证漆膜的快速固化，交联密度较高，能够保证成膜后的漆膜具有优异的性能。
本发明提供的无溶剂防腐涂料，包括封闭底漆、面漆，二者配套使用，所得涂料具有极佳的耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐盐雾性能；底漆、面漆的配套性优良，涂层可以达完全固化交联，零VOC，溶剂无残留，而且施工时分散性好，流平性适中，触变性适中，涂层均匀、无明显桔皮、无针眼气泡，无杂质点存在，漆面流平丰满，光泽度好。
具体实施方式
下面以实施例1～4及比较例1～3对本发明进行详细说明。
实施例1～4：
一种无溶剂防腐涂料，包括底漆和面漆，各实施例中底漆和面漆包括如表1中所示的重量份及原料。
其中，底漆的制备方法为：将配方量的环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入配方量的活性稀释剂、分散剂、膨润土，加完后，1000-1200转每分钟搅拌15-20分钟，后研磨至细度小于45微米，制得底漆。
面漆的制备方法为：将配方量的环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入配方量的活性稀释剂、分散剂、铁红颜料、磷酸锌、滑石粉、硫酸钡、石墨烯粉体、膨润土，加完后，1000-1200转每分钟搅拌15-20分钟，后研磨至细度小于45微米，制得面漆。
表1
将以上各实施例得到的底漆、面漆分别与固化剂调配后，涂装于钢铁工件表面，具体方法为：
将底漆与固化剂按重量比2：1调配，刷涂于钢铁工件表面，流平10分钟后，自然干燥4小时以上施工下一层面漆；
将面漆与固化剂按重量比5：1调配，刷涂于已经干燥后的底漆层上，流平10分钟后，自然干燥24小时后。所述固化剂为脂环胺树脂，如表2所示：
表2
物料名称 牌号 供应商 重量份
1 脂环胺树脂 4012 立骅 100
对形成的漆膜涂层进行性能测试，测试结果见表6。
比较例1
一种无溶剂防腐涂料，包括底漆和面漆，底漆和面漆包括如表3中所示的重量份及原料。
其中，所述底漆的制备方法，包括以下步骤：将配方量的环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入二甲苯、分散剂和膨润土，加完后，700-1200转/分钟条件下搅拌10min，然后，研磨至细度小于45微米；制得底漆。
所述面漆的制备方法，包括以下步骤：将配方量的环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入二甲苯与分散剂，加完后，在700-1200转/分钟条件下搅拌10min；在300-700转/分钟条件下继续搅拌，在搅拌条件下加入铁红颜料、磷酸锌和滑石粉、硫酸钡、石墨烯粉体、膨润土，加完后，在700-1200转/分钟条件下搅拌10min；过研磨机到细度小于45微米，80目过滤，得面漆。
表3
将比较例1得到的底漆、面漆分别与固化剂调配后，涂装于钢铁工件表面，具体方法为：
将底漆与固化剂按重量比2：1调配，刷涂于钢铁工件表面，流平10分钟后，自然干燥4小时以上施工下一层面漆；
将面漆与固化剂按重量比5：1调配，刷涂于已经干燥后的底漆层上，流平10分钟后，自然干燥24小时后，对漆膜性能进行检测，检测结果见表6。
所述固化剂包括以下重量份的原料，如表4所示：
其制备方法为：取聚酰胺树脂70重量份，加入30重量份的二甲苯溶剂，300-700转/分钟条件下搅拌，200目过滤，制得固化剂。
表4
物料名称 型号 供应商 重量份
1 聚酰胺树脂 650 立骅 70
2 二甲苯 国产 30
比较例2
一种无溶剂防腐涂料，包括底漆和面漆，底漆和面漆包括如表5中所示的重量份及原料。
表5
其中，所述底漆的制备方法，包括以下步骤：将配方量的环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入活性稀释剂、分散剂和膨润土，加完后，700-1200转/分钟条件下搅拌10min，然后，研磨至细度小于45微米，制得底漆。
所述面漆的制备方法，包括以下步骤：将配方量的环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入稀释剂与分散剂，加完后，在700-1200转/分钟条件下搅拌10min；在300-700转/分钟条件下继续搅拌，在搅拌条件下加入铁红颜料、磷酸锌和滑石粉、硫酸钡、膨润土，加完后，在700-1200转/分钟条件下搅拌10min；过研磨机到细度小于45微米，80目过滤，得面漆。
将比较例2得到的底漆、面漆分别与固化剂调配后，涂装于钢铁工件表面，具体方法为：
将底漆与固化剂按重量比2：1调配，刷涂于钢铁工件表面，流平10分钟后，自然干燥4小时以上施工下一层面漆；
将面漆与固化剂按重量比5：1调配，刷涂于已经干燥后的底漆层上，流平10分钟后，自然干燥24小时后。所述固化剂为脂环胺树脂，如表2所示：
对形成的漆膜涂层进行性能测试，测试结果见表6。
表6各实施例及比较例制备的无溶剂防腐涂料的性能测试结果
表6中各性能测试标准如下：
1体系要求
底面为环氧体系，施工于钢铁、水泥、混凝土等材料表面，起到隔阻水气及防止腐蚀的效果。
2外观
2.1容器内必须无灰尘、颗粒、杂质；
2.2颜色与包装上标注颜色名称、型号相符；
2.3涂料流动性要好，不能成拉皮状或固化胶联。
3储存期
常温下，未开启涂料保质期大于等于12个月，开启后保质期大于等于6个月。
4适应于施工的性能
涂料分散性好，流平性适中，触变性适中，涂层均匀、无明显桔皮、无针眼气泡，无杂质点存在。
5适应于固化烘干的性能；
底面漆无须加热烘烤，自然干燥，经固化后涂层达完全固化交联，溶剂无残留不回粘。涂层应无变色。
6硬度
2H中华铅笔负荷500g测试，涂层应无凹痕，破损现象。
7附着力
碳钢板上的油漆涂层固化后，用拉拔法测试附着力。
8耐泡水：
将样品周边用环氧胶封边，放置于40℃±2℃中性热水槽中，泡水10天后取出，恢复2小时后测试，油漆涂层面应无膨胀，无水泡，无脱落，无失光现象。
9耐汽油：500g/100次
棉球沾汽油蘸汽油擦拭样品，来回擦拭100次，要求涂层，无破损，无分离现象，涂层不露出底材。
10耐中性盐雾测试：
将样品周边用环氧胶封边，按GB/T1771-1991标准测试，油漆涂层面应无膨胀，无水泡，无脱落，无失光现象，划线扩蚀小于1毫米。
从以上测试结果可以看出，本发明公开的无溶剂防腐涂料，具有良好的附着力，硬度适中，耐醇、耐汽油、耐盐雾腐蚀，对于钢铁、水泥、混凝土等结构材料具有良好的防护作用。
上述参照实施例对无溶剂防腐涂料及其制备方法和应用进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述无溶剂防腐涂料包括底漆和面漆，所述底漆由以下重量份的原料组成：
环氧树脂 70 – 80份；
活性稀释剂 15 - 25份；
分散剂 1 - 5份；
膨润土 0.5 - 5份；
所述面漆由以下重量份的原料组成：
环氧树脂　 　　30 - 40份；
活性稀释剂　　　5 - 12份；
分散剂 1 - 3份；
铁红颜料　 　　18 - 20份；
磷酸锌　 　 5 - 8份；
滑石粉　　 　10 - 15份；
硫酸钡　 　　10 - 15份；
石墨烯粉体 0.3 - 0.6份；
膨润土　 　　0.5 - 1份。
2.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述环氧树脂为无溶剂环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述底漆的制备方法为：将70-80重量份环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入15-25重量份活性稀释剂、1 -5 重量份分散剂、0.5-5重量份膨润土，加完后，1000-1200转每分钟搅拌15-20分钟，后研磨至细度小于45微米，制得底漆。
4.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述面漆的制备方法为：将30-40重量份环氧树脂在300-700转/分钟条件下搅拌，在搅拌条件下加入5-12重量份活性稀释剂、1 -3 重量份分散剂、 18-20重量份铁红颜料、5-8重量份磷酸锌、10-15重量份滑石粉、10-15重量份硫酸钡、0.3-0.6重量份石墨烯粉体、0.5-1重量份膨润土，加完后，1000-1200转每分钟搅拌15-20分钟，后研磨至细度小于45微米，制得面漆。
5.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料形成的漆膜涂层，其特征在于：分别将底漆、面漆与固化剂调配之后，将调配后的底漆涂装于材料表面流平10分钟后，自然干燥4小时以上，再将调配后的面漆涂装于已经干燥的底漆层上，流平10分钟后，自然干燥24小时，形成漆膜涂层。
6.根据权利要求5所述的漆膜涂层，其特征在于：所述固化剂为脂环胺树脂。
7.根据权利要求5或6所述的漆膜涂层，其特征在于：所述底漆与所述固化剂的重量之比为2:1；所述面漆与所述固化剂的重量之比为5:1。
8.根据权利要求5或6所述的漆膜涂层，其特征在于：所述材料可以为钢铁、水泥或混凝结构材料。
9.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料的应用，其特征在于：所述无溶剂防腐涂料可用于钢铁、水泥、混凝土结构材料及带锈带水的钢铁、水泥、混凝土结构材料的防腐防潮。
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