CN107384118A - 改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料及其制备方法，包括偶联剂改性玄武岩鳞片，即将偶联剂用溶剂稀释或水解，在将玄武岩鳞片在偶联剂的稀释液或水解液中浸泡，浸泡10‑120min后过滤，100‑200℃下烘烤10‑120min。本发明涂料中对玄武岩鳞片进行预处理，水解后的偶联剂分子的亲水端与鳞片表面产生化学结合，疏水端在使用过程中与树脂形成良好结合，相对树脂中直接添加偶联剂，预处理能对鳞片进行均匀改性，鳞片能与树脂形成更好的化学结合，与环氧树脂有更好的浸润性，鳞片在树脂中能更好的均匀分布，提高涂层的防腐性能和力学性能。

Description

改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体涉及一种玄武岩鳞片涂料及其制备方法。
背景技术
在石油化工、海洋工程、建筑交通等行业中，腐蚀已经成为严重的问题，腐蚀的存在严重制约着经济的发展，同时带来严重的安全隐患。
自1957年美国发明玻璃鳞片防腐涂料以来，各国对鳞片类涂料的研究开发投入很大的资源，同时鳞片类涂料的实际效果在众多的工程领域得到验证。传统鳞片类涂料多采用玻璃鳞片为主要填料，但玻璃鳞片含有较高的碱性氧化物，耐酸、耐碱性能不足，耐候性、耐磨性也需要提高。
市售涂料中一般含有较多的有机溶剂，有机溶剂的挥发导致涂层的致密性下降，也带来安全隐患。随着环保意识的增强，相关政策法规也限制含溶剂涂料的发展。
因玄武岩鳞片表面有着大量的硅羟基，和有机成膜物质浸润性能较差，鳞片容易团聚，形成内部缺陷，影响涂层防腐性能和使用寿命，同时水分等腐蚀因子容易沿界面渗入，降低了涂层的防腐性能。在涂料制备过程中直接将偶联剂加入树脂中，对鳞片改性效果较差，无法满足实际需求。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料及其制备方法，进一步提高玄武岩鳞片涂料的防腐性能。
技术方案：本发明提供了一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，包括按照质量份数1～10:1混合的甲组分和乙组分，其中，
所述甲组分包括以下质量份数的组分：
所述乙组分包括以下质量份数的组分：
环氧固化剂 5～25；
第二稀释剂 1～10。
进一步，所述偶联剂改性玄武岩鳞片中，偶联剂为至少一种硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂，玄武岩鳞片为80～1000目。
进一步，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。
进一步，所述环氧固化剂为胺类固化剂。
进一步，所述第一稀释剂和第二稀释剂为至少一种活性稀释剂。
一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将消泡剂、分散剂、第一稀释剂加入到环氧树脂中，在速率300-500rpm下搅拌均匀；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加偶联剂改性玄武岩鳞片，通过搅拌和超声使鳞片均匀分散，得到甲组分；
(3)将环氧固化剂和第二稀释剂混合搅拌均匀，得到乙组分；
(4)将甲、乙两组分按质量份数配比混合后搅拌均匀，即制得改性玄武岩鳞片无溶剂环氧防腐涂料涂料；
其中，所述偶联剂改性玄武岩鳞片的改性方法包括以下步骤：
(201)玄武岩鳞片用去离子水、无水酒精超声清洗，烘干；
(202)将偶联剂用一定比例的溶剂稀释或水解；
(203)将玄武岩鳞片在偶联剂的稀释液或水解液中浸泡，浸泡10-120min后过滤，100-200℃下烘烤10-120min。
进一步，若步骤(202)偶联剂采用硅烷偶联剂，采用醇对其进行水解，偶联剂、水、醇的质量配比为0.5:9:1-5:9:1。
进一步，若步骤(202)偶联剂采用钛酸酯偶联剂，采用去离子水对其进行稀释。
有益效果：
1、本发明涂料中首先对玄武岩鳞片进行预处理，水解后的偶联剂分子的亲水端与鳞片表面产生化学结合，疏水端在使用过程中与树脂形成良好结合，相对树脂中直接添加偶联剂，预处理能对鳞片进行均匀改性，鳞片能与树脂形成更好的化学结合，与环氧树脂有更好的浸润性，鳞片在树脂中能更好的均匀分布，提高涂层的防腐性能和力学性能。
2、除具有普通鳞片涂料的迷宫效应外，玄武岩鳞片使得涂层具有更好的抗酸碱性能、耐候性与耐磨性。
3、本发明采用无溶剂环氧为成膜物质，使得产品绿色安全环保，符合政策要求，同时涂层性能也得到提升。
4、本发明的涂料性能优异，可用于海洋工程、石油化工、桥梁建筑等重防腐领域。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：
实施例1：一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，包括按照质量份数10:1混合的甲组分和乙组分；其中：
甲组分中包含：双酚A环氧树脂E-51，20质量份；毕克公司生产的BYK-A530消泡剂，0.1质量份；毕克公司生产的Disperbyk163分散剂，1质量份；80目玄武岩鳞片，5质量份；1,4-丁二醇二缩水甘油醚稀释剂5质量份；
乙组分中包含：酚醛胺固化剂，5质量份；1,4-丁二醇二缩水甘油醚稀释剂，1质量份。
制备过程如下：
1)玄武岩鳞片用去离子水、无水酒精超声清洗，烘干；
2)钛酸酯偶联剂TMC-931和去离子水按1:1稀释；
3)将玄武岩鳞片在偶联剂的稀释液中浸泡，浸泡10分钟后过滤，100℃烘烤120min；
4)将消泡剂、分散剂、稀释剂加入到环氧树脂中，在500rpm速率下搅拌20分钟，静置24小时，得到混合液。
5)在步骤3)得到的混合液中加入玄武岩鳞片，在300rpm速率下搅拌10分钟，之后超声分散10分钟，得到甲组份。
6)将固化剂和一定比例的稀释剂混合在500rpm速率下搅拌15分钟，得到乙组分。
7)在使用时将甲乙组分按质量比为10:1混合而成，在500rpm速率下搅拌10分钟，即制得重防腐无溶剂环氧玄武岩鳞片涂料。
实施例2：一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，包括按照质量份数5:1混合的甲组分和乙组分；其中：
甲组分中包含：双酚F环氧树脂，50质量份；毕克公司产BYK-A088消泡剂，0.5质量份；毕克公司产Disperbyk162分散剂，5质量份；苄基缩水甘油醚稀释剂，20质量份；500目改性目玄武岩鳞片，20质量份；
乙组分中包含：聚酰胺固化剂，10质量份；苄基缩水甘油醚稀释剂，5质量份。
制备过程如下：
1)玄武岩鳞片用去离子水、无水酒精超声清洗，烘干；
2)KH-560：水：甲醇按照质量比为0.5：9：1配置，用醋酸调节pH为5，加入溶液体积1％的丙三醇，搅拌均匀；
3)在40℃的恒温水域中水解反应36小时；
4)将玄武岩鳞片在KH-560的水解液中浸泡60分钟，过滤后在150℃下烧结反应中烧结反应60min，随炉冷却；
5)将消泡剂、分散剂、稀释剂加入到环氧树脂中，在300速率下搅拌20分钟，静置24小时，得到混合液。
6)在步骤4)得到的混合液中加入玄武岩鳞片、防锈填料，在300rpm速率下搅拌20分钟，之后超声分散10分钟，得到甲组份。
7)将固化剂和一定比例的稀释剂混合在300rpm速率下搅拌20分钟，得到乙组分。
8)在使用时将甲乙组分按质量比为5:1混合而成，在500rpm速率下搅拌10分钟，即制得重防腐无溶剂环氧玄武岩鳞片涂料。
实施例3：一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，包括按照质量份数1:1混合的甲组分和乙组分；其中：
甲组分中包含：双酚A环氧树脂E-44，45质量份；德谦化学公司生产的Defom5300消泡剂，0.3质量份；毕克公司产Disperbyk164分散剂，4质量份；1,6-已二醇二缩水甘油醚稀释剂，8质量份；1000目玄武岩鳞片，40质量份；
乙组分中包含：酚醛胺固化剂，25质量份；1,6-已二醇二缩水甘油醚稀释剂，10质量份。
制备过程如下：
1)玄武岩鳞片用去离子水、无水酒精超声清洗，烘干；
2)KH-550：水：甲醇按照质量比为20：72：8配置水解；
3)将玄武岩鳞片在KH-550的水解液中浸泡120分钟，过滤200℃烘烤80min；
4)将消泡剂、分散剂、稀释剂加入到环氧树脂中，在400rpm速率下搅拌15分钟，静置24小时，得到混合液。
5)在步骤3)得到的混合液中加入玄武岩鳞片、防锈填料，在500rpm速率下搅拌10分钟，之后超声分散15分钟，得到甲组份。
6)将固化剂和一定比例的稀释剂混合在500rpm速率下搅拌20分钟，得到乙组分。
7)在使用时将甲乙组分按质量比为1:1混合而成，在500rpm速率下搅拌10-20分钟，即制得重防腐无溶剂环氧玄武岩鳞片涂料。
实施例4：一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，包括按照质量份数7:1混合的甲组分和乙组分；其中：
甲组分中包含：双酚A环氧树脂E-51，50质量份；德谦化学公司生产的Defom5300消泡剂，1质量份；毕克公司产Disperbyk163分散剂，4质量份；C12-14脂肪缩水甘油醚稀释剂，15质量份；800目玄武岩鳞片，40质量份；
乙组分中包含：T-31固化剂，15质量份；C12-14脂肪缩水甘油醚稀释剂，8质量份。
制备过程如下：
1)玄武岩鳞片用去离子水、无水酒精超声清洗，烘干；
2)KH-550：水：甲醇按照质量比为5：9：1配置水解；
3)将玄武岩鳞片在KH-550的水解液中浸泡80分钟，过滤后200℃烘烤10min；
4)将消泡剂、分散剂、稀释剂加入到环氧树脂中，在450rpm速率下搅拌20分钟，静置24小时，得到混合液。
5)在步骤3)得到的混合液中加入玄武岩鳞片、防锈填料，在400rpm速率下搅拌20分钟，之后超声分散15分钟，得到甲组份。
6)将固化剂和一定比例的稀释剂混合在500rpm速率下搅拌15分钟，得到乙组分。
7)在使用时将甲乙组分按质量比为1:1混合而成，在400rpm速率下搅拌20分钟，即制得重防腐无溶剂环氧玄武岩鳞片涂料。
实施例1-3中所制备重防腐无溶剂环氧玄武岩鳞片防腐涂料的测试的结果如表1所示：
表1

Claims (8)

1.一种改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，其特征在于：包括按照质量份数1～10:1混合的甲组分和乙组分，其中，
所述甲组分包括以下质量份数的组分：
所述乙组分包括以下质量份数的组分：
环氧固化剂 5～25；
第二稀释剂 1～10。
2.根据权利要求1所述的改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，其特征在于：所述偶联剂改性玄武岩鳞片中，偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，玄武岩鳞片为80～1000目。
3.根据权利要求1所述的改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，其特征在于：所述环氧固化剂为胺类固化剂。
5.根据权利要求1所述的改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料，其特征在于：所述第一稀释剂和第二稀释剂为至少一种活性稀释剂。
6.根据权利要求1～5任意一条所述的改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将消泡剂、分散剂、第一稀释剂加入到环氧树脂中，在速率300-500rpm下搅拌均匀；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加偶联剂改性玄武岩鳞片，通过搅拌和超声使鳞片均匀分散，得到甲组分；
(3)将环氧固化剂和第二稀释剂混合搅拌均匀，得到乙组分；
(4)将甲、乙两组分按质量份数配比混合后搅拌均匀，即制得改性玄武岩鳞片无溶剂环氧防腐涂料涂料；
其中，所述偶联剂改性玄武岩鳞片的改性方法包括以下步骤：
(201)玄武岩鳞片用去离子水、无水酒精超声清洗，烘干；
(202)将偶联剂用溶剂稀释或水解；
(203)将玄武岩鳞片在偶联剂的稀释液或水解液中浸泡，浸泡10-120min后过滤，100-200℃下烘烤10-120min。
7.根据权利要求6所述的改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于：若步骤(202)偶联剂采用硅烷偶联剂，采用醇对其进行水解，偶联剂、水、醇的质量配比为0.5:9:1-5:9:1。
8.根据权利要求6所述的改性玄武岩鳞片无溶剂环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于：若步骤(202)偶联剂采用钛酸酯偶联剂，采用去离子水对其进行稀释。
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