CN107312457A - 水性双组分煤沥青防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水性双组分煤沥青防腐涂料，包括A、B两种组分，其中，A组分包括：乳化煤沥青、水性环氧树脂乳液、有机硅改性丙烯酸树脂、SBS改性剂、分散剂、消泡剂和润湿剂；B组分包括固化剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、硫酸钡、分散剂、消泡剂和水；水性环氧树脂含有聚氧乙烯基团和至少两个环氧基。该水性双组分煤沥青防腐涂料，具有较低的VOC，而且由于采用了水性环氧乳液和有机硅改性丙烯酸树脂作为成膜物质，并配合煤沥青和SBS改性剂一起，使得该水性双组分煤沥青防腐涂料综合了环氧树脂、有机硅改性丙烯酸树脂和煤沥青的优点，有良好的耐化学药品性、耐水性，是一种高性能的防腐绝缘涂料，具有广泛的应用前景。

Description

水性双组分煤沥青防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于水性涂料领域，具体地，涉及一种水性双组分煤沥青防腐涂料及其制备方法。

背景技术

目前油性煤沥青重防腐涂料因其良好的防腐性能而在石油管道、集装箱底漆、井下作业等方面广泛使用，但油性煤沥青重防腐涂料也有着一般油漆的缺点，如高VOC(可挥发有机物)排放，随着我国快速发展，面临着巨大环保压力，这一问题更加突出。

为此，现有技术中出现了改性的沥青涂料，试图减少VOC排放。如申请公布号为CN104845422A的发明专利申请公开了“一种环保型改性沥青涂料及其制备方法”，该方案没有采用挥发性有机溶剂，但是，依然属于油性涂料。而且其施工成膜性能欠佳，不适合作为重防腐涂料。

而水性涂料作为新型的环保类涂料，其良好的使用效果和客观的应用前景已经得到业内的公认，所以，煤沥青涂料的水性化已经迫在眉睫。

因此，迫切需要提供一种水性煤沥青防腐涂料来满足日益多样化的需求。

发明内容

为了解决以上提到现有技术存在的技术问题中的至少一种，本发明公开了一种水性双组分煤沥青防腐涂料，包括A、B两种组分，其中：

A组分，以质量份计，包括：56-60份乳化煤沥青、42-58份水性环氧树脂乳液、10-16份有机硅改性丙烯酸树脂、3-6份SBS改性剂、0.5-0.8份分散剂、0.1-0.3份消泡剂和0.1-0.5份润湿剂；

B组分，以质量份计，包括：45-50份固化剂、8-10份复合磷酸锌、8-10份三聚磷酸铝、20-25份硫酸钡、0.5-0.8份分散剂、0.1-0.3份消泡剂和20-25份水；

所述水性环氧树脂乳液含有聚氧乙烯基团和至少两个环氧基。

在本发明的某些实施例中，所述乳化煤沥青的固含量为50％，所述水性环氧树脂的固含量为45％。

在本发明的某些实施例中，所述水性环氧树脂乳液与所述有机硅改性丙烯酸树脂的质量比为4:1。

在本发明的某些实施例中，所述固化剂为酸酐类固化剂。

在本发明的某些实施例中，所述分散剂为非离子型丙烯酸类高分子聚合物。

在本发明的某些实施例中，所述的消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物。

在本发明的某些实施例中，所述的基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷

本发明的另一方面还提供了所述的水性双组分煤沥青防腐涂料的制备方法，包括以下步骤，

A组分的制备：

步骤a1，在乳化煤沥青中加入SBS改性剂，600-900rpm分散10-15min；

步骤a2，在步骤a1得到的混合物中依次加入水性环氧树脂乳液、有机硅改性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂和润湿剂，继续搅拌10-15min，然后600-900rpm分散10-15min，得到A组分；

B组分的制备：

步骤b1，将固化剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、硫酸钡、分散剂、消泡剂和水混合，300-500rpm分散30-40min，形成均匀漆浆；

步骤b2，将均匀漆浆进行研磨，研磨至细度≤75μm并用200目过滤网过滤，得到B组分；

其中，A组分和B组分按照质量比5:1进行混合使用。

有益效果

本发明提供的水性双组分煤沥青防腐涂料，解决了煤沥青涂料的水性化问题，具有较低的VOC，而且由于采用了水性环氧乳液和有机硅改性丙烯酸树脂作为成膜物质，并配合煤沥青和SBS改性剂一起，使得该水性双组分煤沥青防腐涂料综合了环氧树脂和有机硅改性树脂的机械强度高，粘结力大、耐化学介质浸蚀和煤沥青的耐水、耐微生物、抗植物根系等优点，是一种高性能的防腐绝缘涂料，有良好的耐化学药品性和耐水性，适用于输油、输气、输水管道，自来水、煤气、管道、炼油厂、化工厂、污水处理厂的设备和管道的防腐，亦可作为海洋石油钻井平台及船舶水下部的防腐及矿山、井下设施的防腐涂料使用，具有很广泛的应用前景。

具体实施方式

在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本法实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法，测试条件为通常实验条件，如大气压力为一个大气压，环境温度为25℃。

为了更好的说明本发明内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

应理解，本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明公开的内容。本发明中所指的水，其组成及含量，如所含杂质含量等，须符合工业用水国家标准。本发明所述防腐，是指能在相对苛刻腐蚀环境里应用。除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的常规技术人员通常理解的相同含义。表示原料含量的单位均基于质量以份计。作为本发明中的其它原材料均指本领域内通常使用的原材料。另外，关于本发明的技术指标的测定方法均为本领域内使用标准方法，具体可参见最新的国家标准。

煤沥青是人造沥青的一种，一般为粘稠的液体、半固体或固体，色黑而有光泽，是煤焦油蒸馏加工去除液体馏分后的残余物。乳化煤沥青是指经过乳化的煤沥青。沥青的乳化过程是沥青以细小的颗粒均匀地分散到水中，形成稳定的乳液，当沥青与乳化剂接触后，乳化剂中的亲油性基团嵌入水分子中，同时通过胶体磨得高速剪切作用，以细小微粒状态分布于水溶液中，成为油包水的乳状液。

本发明公开的实施例中，SBS改性剂是微观两相分离体系，其中聚丁二烯链相当于连续相，聚苯乙烯链相当于结晶相，两相互补具有补强效果，不但提高了材料的强度和弹性，而且还具有耐低温和耐磨的效果。

本发明所述的水性环氧树脂由于含有聚氧乙烯基团和至少两个环氧基，可以使得水性环氧树脂不用外加乳化剂就能自分散于水中形成乳液。所述水性环氧树脂可以市场购买，也可以自己制备得到。在本发明的某些实施例中，采用先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反应，形成端基为环氧基的加成物，利用此加成物和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合，以三苯基磷为催化剂进行反应，即可得到含有亲水性聚氧乙烯和至少两个环氧基的水性环氧树脂。由于亲水链段包含在环氧树脂分子中，因而增强了涂膜的耐水性。并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯链段后，交联固化的网链分子量有所提高，交联密度下降，形成的涂膜有一定的增韧作用。

在本发明中，有机硅改性丙烯酸树脂是由含有活性羟基的聚丙烯酸酚树脂与含有活性烷氧基的有机硅低聚物反应制成的一类改性树脂，其具有良好的物理机械性能。所述有机硅改性丙烯酸树脂可以由自己制备得到，也可以在市场上直接购买得到。在本发明的实施例中，所述有机硅改性丙烯酸树脂购买自湖北新四海化工股份有限公司。

本发明的实施例中的分散剂为非离子型丙烯酸类高分子聚合物，例如TEGO760W。所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物，其含气相二氧化硅，例如TEGO902W。所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷，例如BYK346。所述固化剂为酸酐类固化剂，包括但不限于邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐甘油酯等。

本发明中，复合磷酸锌、三聚磷酸铝和硫酸钡作为复合颜填料使用，复合磷酸锌主要由磷酸锌、磷酸铁、氧化铝、二氧化硅组成。其中游离的磷酸根离子能够形成钝化膜与其他颜料离子交联形成络成物，起到保护作用。而三聚磷酸铝能与各种金属离子生成螯合物，在被涂物表面形成纯化膜，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用，且使用量少，单位成本低，适应性广，可与各种颜料、填料配合使用，也可与各种防锈颜料合用，可制备各种高性能防腐蚀涂料。在本发明中，复合磷酸锌、三聚磷酸铝和硫酸钡作为复合颜填料使用，制备得到的涂料防腐效果较好。

在本发明中，将SBS改性剂、水性环氧树脂和有机硅改性丙烯酸树脂物理共混，作为对乳化煤沥青改性的共混树脂，其综合了各个聚合物组分的性能，取长补短，克服了单一组分的缺点。

本发明公开的水性双组分煤沥青防腐涂料中，使用前将A、B两种组分混合，并用水调节施工黏度，在1.5小时内完成涂料施工，能够得到具有较好防腐性能的漆膜。

实施例

A组分的制备：

步骤a1，在乳化煤沥青(固含量为50％)中加入SBS改性剂，600-900rpm分散10-15min；

步骤a2，在步骤a1得到的混合物中依次加入水性环氧树脂乳液(固含量为45％)、有机硅改性丙烯酸树脂、消泡剂、分散剂和润湿剂，继续搅拌10-15min，然后600-900rpm分散10-15min，得到A组分；

B组分的制备：

步骤b1，将固化剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、硫酸钡、分散剂、0.1-0.3份消泡剂和水混合，300-500rpm分散30-40min，形成均匀漆浆；

步骤b2，将均匀漆浆进行研磨，研磨至细度≤75μm并用200目过滤网过滤，得到B组分；

其中，A组分和B两种组分按照质量比5:1进行混合使用。

其中实施例1-3中各组分的含量如表1所示。实施例1-3制备得到的防腐涂料的测试表征结果如表2所示。

对比例1

将实施例1中的50份水性环氧树脂和13份有机硅改性丙烯酸树脂换成65份丙烯酸树脂，其他条件与实施例1相同，制备得到水性双组分煤沥青防腐涂料，并对其进行性能测试表征，具体性能如表2所示。

对比例2

将实施例1中的9份复合磷酸锌、9份三聚磷酸铝和22份硫酸钡换成15份钛白粉和15份氧化锌，其他条件与实施例1相同，制备得到水性双组分煤沥青防腐涂料，并对其进行性能测试表征，具体性能如表2所示。

对比例3

将实施例1中的水性环氧树脂乳液改为不含聚氧乙烯基团的环氧树脂乳液，其他条件与实施例1相同，制备得到水性双组分煤沥青防腐涂料，并对其进行性能测试表征。

由表2可以看出，本发明提供的水性双组分煤沥青防腐涂料附着力强，表干时间短，能够很快的施工干燥，而且稳定性好，耐水、耐酸和耐盐雾性都很强，能够长时间保持稳定，因此具有较好的防腐效果，能够并广泛应用在

表1实施例1-3中的组分含量表

表2实施例1-3和对比例1-3制备的防腐涂料性能测试结果

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种水性双组分煤沥青防腐涂料，包括A、B两种组分，其中：

A组分，以质量份计，包括：56-60份乳化煤沥青、42-58份水性环氧树脂、10-16份有机硅改性丙烯酸树脂、3-6份SBS改性剂、0.5-0.8份分散剂、0.1-0.3份消泡剂和0.1-0.5份润湿剂；

B组分，以质量份计，包括：45-50份固化剂、8-10份复合磷酸锌、8-10份三聚磷酸铝、20-25份硫酸钡、0.5-0.8份分散剂、0.1-0.3份消泡剂和20-25份水；

所述水性环氧树脂乳液含有聚氧乙烯基团和至少两个环氧基。

2.根据权利要求1所述的水性双组分煤沥青防腐涂料，其中，

所述乳化煤沥青的固含量为50％，所述水性环氧树脂的固含量为45％。

3.根据权利要求1所述的水性双组分沥青防腐涂料，其中，

所述水性环氧树脂乳液与有机硅改性丙烯酸树脂的质量比为4:1。

4.根据权利要求1所述的水性双组分煤沥青防腐涂料，其中，

所述固化剂为酸酐类固化剂。

5.根据权利要求1所述的水性双组分煤沥青防腐涂料，其中，

所述分散剂为非离子型丙烯酸类高分子聚合物。

6.根据权利要求1所述的水性双组分煤沥青防腐涂料，其中，

所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物。

7.根据权利要求1所述的水性双组分煤沥青防腐涂料，其中，

所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷。

8.根据权利要求1-7任一项所述的水性双组分煤沥青防腐涂料的制备方法，包括以下步骤，

A组分的制备：

步骤a1，在乳化煤沥青中加入SBS改性剂，600-900rpm分散10-15min，

步骤a2，在步骤a1得到的混合物中依次加入水性环氧树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂和润湿剂，继续搅拌10-15min，然后600-900rpm分散10-15min，得到A组分；

B组分的制备：

步骤b1，将固化剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、硫酸钡、分散剂、消泡剂和水混合，300-500rpm分散30-40min，形成均匀漆浆，

步骤b2，将均匀漆浆进行研磨，研磨至细度≤75μm并用200目过滤网过滤，得到B组分；

其中，A组分和B组分按照质量比5:1进行混合使用。