CN109021772A - 一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，涉及防腐涂料技术领域，旨在解决现有技术中防腐涂料含有有毒挥发性有机溶剂、VOC排放量大污染环境的问题，其技术方案要点是：包括A组分和B组分；A组分包括按重量份计的：有机硅改性环氧树脂45‑55份、多缩水甘油醚8‑12份、颜料12‑18份、填料8‑12份、防沉剂0.3‑0.7份、抗裂助剂0.8‑1.2份、增柔剂1.8‑2.2份、偶联剂0.4‑0.6份；B组分为无毒型固化剂，且由脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物中至少两种混合而成。该种防腐涂料具有无有机溶剂掺加、零VOC排放的特点。本发明的另一目的是提供一种制备上述防腐涂料的方法，制得的防腐涂料具有抗臭氧、耐紫外线性能佳，固化得到的涂层防污、耐磨性好的优势。

Description

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防腐涂料及其制备技术领域，更具体地说，它涉及一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料及其制备方法。

背景技术

防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。

现有授权公告号CN103509429B的中国专利公开了一种本发明公开了一种具有强抗氧化、防酸碱腐蚀性能的防腐涂料及其制备方法，原料的配比中包含：复合树脂30%-60%、耐臭氧氧化添加剂10%-30%、缓蚀剂0.5%-10%、填料20%-40%、分散液1%-10%、有机溶剂5%-20%。

但是，上述防腐涂料需要以有机溶剂为原料，而大部分有机溶剂都具有挥发性甚至一定毒性，这类溶剂型的涂料在涂覆后，大量溶剂会挥发分散到空气中，成为污染源，不利于环保。因而，如何研发一种无VOC排放且性能优良的防腐涂料是业内有待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其具有零VOC排放、抗臭氧耐紫外线性能佳、涂层防污耐磨性好的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，包括A组分和B组分；

A组分包括按重量份计的如下组分，

有机硅改性环氧树脂 45-55份

多缩水甘油醚 8-12份

颜料 12-18份

填料 8-12份

防沉剂 0.3-0.7份

抗裂助剂 0.8-1.2份

增柔剂 1.8-2.2份

偶联剂 0.4-0.6份，

B组分为无毒型固化剂，所述无毒型固化剂为脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物中至少两种的混合物。

通过采用上述技术方案，至少具有如下优点：

一、配方中不使用有毒、挥发性有机溶剂，零VOC排放，100%无溶剂，绿色环保；二、经有机硅改性的环氧树脂具有优良的防水、防锈、耐高温性能；三、选用有机硅改性环氧树脂作为主要组分，制得的防腐涂料具有良好的抗臭氧氧化、耐气候性能，不易因日晒等造成防腐涂料涂层粉化、起皮甚至脱落；四、抗裂助剂、增柔剂和偶联剂的掺入，使得涂料固化后能形成形成致密的涂层，具有足够的强度和韧性，耐磨性和防污性能佳；五、颜料的掺入能赋予涂料不同的颜色，使得涂料适用于不同的场合；六、填料的掺入对涂层的机械性能和耐候性能具有进一步提升作用；七、防沉剂能起到保持涂料混合物稳定的作用，避免颜料、填料等在涂料混合物体系内聚集、分层或者沉淀；八、采用脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物中至少两种混合得到的无毒型固化剂，使得防腐涂料能够在各种使用环境下快速固化形成涂层，对使用环境的湿度、温度等耐受性能佳。

进一步地，所述颜料为钛白粉或者铬铜黑。

通过采用上述技术方案，钛白粉或者铬铜黑均为性能优异的无机颜料，比表面积大与其他材料之间的亲和性好，且对防腐涂料涂层的机械性能有提升作用。

进一步地，所述填料为石英粉、滑石粉、陶瓷粉、云母粉中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，上述无机填料的掺入具有增加防腐涂料各组分之间的粘结力、提高防腐涂层的机械性能和抗磨性能的作用。

进一步地，所述防沉剂为有机膨润土或气相二氧化硅。

通过采用上述技术方案，气相二氧化硅具有多孔性，无毒无味无污染，耐高温，其化学惰性以及特殊的触变性能明显改善固化后的防腐涂层的耐磨性。有机膨润土中蒙脱石的层片状结构能在涂料混合物体系中溶胀分散成胶体级粘粒，可以使得混合物体系中的有颜料、填料等组分均匀稳定分散。有机膨润土或气相二氧化硅作为防沉剂能调节液态防腐涂料混合物体系的稳定性，起到防止颜料、填料等无机微粒聚集结块、分层或者沉淀的作用。

进一步地，所述抗裂助剂为片状纤维粉。

通过采用上述技术方案，纤维粉具有细腻、均匀、硬度高、分散性能好等优点，片状纤维粉的掺入可大大改善涂料混合物体系的触变性，可显著提高涂料的附着力、耐洗刷性、耐沾污性，提高涂层的强度和表面光洁度，并具有很好的防沉降作作用。

进一步地，所述增柔剂为液体聚硫橡胶或液体丁腈橡胶。

通过采用上述技术方案，液体聚硫橡胶或液体丁腈橡胶化学稳定性、耐臭氧、耐老化性能优良，且与环氧树脂有良好的相容性，树脂固化后能在环氧树脂的交联结构中引入柔性链段，降低环氧树脂本体模量，增大韧性，同时提升了防腐涂料涂层抗臭氧、耐紫外线和抗老化性能。

进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂，其通式为,

其中R为环氧基，X为甲氧基、乙氧基、或甲氧基乙氧基。

通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂中的环氧基能与环氧树脂相容并发生偶联反应，而甲氧基、乙氧基、或甲氧基乙氧基水解时即生成硅醇（Si(OH)₃），而与无机物质结合形成硅氧烷。通过使用硅烷偶联剂，可在树脂组分和无机组分的界面之间架起“分子桥”，起到增强防腐涂料涂层机械强度和增加粘接强度的作用。

进一步地，所述无毒型固化剂由脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物按质量比1:1：0.5混合而得。

通过采用上述技术方案，脂肪胺类固化剂能在常温下使环氧树脂固化，固化速度快、粘度低；聚酰胺类固化剂能提升树脂固化时对环境湿度的适应性，增加固化后涂层的柔性；脂肪胺加成物则能提高环氧树脂的固化速度，使得涂料可以快速固化形成涂层。

本发明的另一目的是提供一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，采用该种方法制备的防腐涂料具有零VOC排放、抗臭氧耐紫外线性能佳、涂层防污耐磨性好的优势。

为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，包括如下步骤，

步骤一、将有机硅改性环氧树脂、多缩水甘油醚混合后，搅拌均匀得到混合物料一；

步骤二、将颜料、填料、防沉剂、抗裂助剂、增柔剂和偶联剂依次加入到步骤一中得到的混合物料一中搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、通过研磨机将步骤二中得到的混合物料二研磨至细度15μm以下，过滤，包装，得到组分A；

步骤四、选择脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物中至少两种混合后搅拌均匀得到组分B。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、配方中不使用有毒、挥发性有机溶剂，零VOC排放，绿色环保；

2、经有机硅改性的环氧树脂具优良的防水、防锈、耐寒性能，选用有机硅改性环氧树脂作为主要组分，制得的防腐涂料具有良好的抗臭氧氧化、耐气候性能，不易因日晒等造成防腐涂料涂层粉化、起皮甚至脱落；

3、抗裂助剂、增柔剂和偶联剂的掺入，使得涂料固化后能形成形成致密的涂层，具有足够的强度和韧性，耐磨性和防污性能佳；

4、颜料的掺入能赋予涂料不同的颜色，使得涂料适用于不同的场合；

5、填料的掺入对涂层的机械性能和耐候性能具有进一步提升作用，固化后得到涂层具有高硬度和高耐磨性；

6、作为防沉剂的有机膨润土或气相二氧化硅能起到保持涂料混合物稳定的作用，避免颜料、填料等在涂料混合物体系内聚集、分层或者沉淀；

7、采用脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物中至少两种混合得到的无毒型固化剂，能够缩短防腐涂料的固化时间、涂料对使用环境适应性好，固化得到的涂层耐热性能好、力学性能优异。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1-5

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，包括A组分和B组分，使用时将A组分和B组分混合后进行涂覆即可。

按重量份计，A组分中各组分含量如表1所示：

各实施例中所用作为防沉剂的气相二氧化硅也可以用有机膨润土替代；所用有机硅改性环氧树脂为市售常见的有机硅改性环氧树脂。

各实施例中所用填料为石英粉、滑石粉粉末、陶瓷粉、云母粉中的一种或者多种。实施例1-5中所用填料的具体物质组成如表2所示：

各实施例中所用片状纤维粉均为最大粒径≤15μm的片状聚乙烯粉；所用液体聚硫橡胶也可以用液体丁腈橡胶替代。

所用硅烷偶联剂的通式为：

其中R为环氧基，X为甲氧基、乙氧基、或甲氧基乙氧基。

B组分为无毒型固化剂，实施例1-5中无毒型固化剂均由脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物按质量比1:1:0.5的比例混合而成。各实施例中B组分的具体物质组成如表3所示：

所用聚酰胺类固化剂选用低分子量聚酰胺树脂，其分子其分子量范围在500-1500内；所用脂肪胺加成物为己二胺与环氧乙烷、或乙二胺与环氧乙烷加成反应所得产物，具有加快环氧树脂固化的作用。

实施例6

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一、按照重量份称取有机硅改性环氧树脂45份、多缩水甘油醚8份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用有机硅改性环氧树脂与实施例1中相同；

步骤二、往混合物料一中依次加入按照重量份称取的颜料12份、填料8份、气相二氧化硅0.3份、片状聚乙烯纤维粉0.8份、增柔剂1.8份、硅烷偶联剂0.4份混合后搅拌均匀得到混合物料二；增柔剂、硅烷偶联剂、颜料和填料的物质选择与实施例1相同；

步骤三、通过研磨机将混合物料二研磨至细度15μm以下，过滤，包装，得到组分A；

步骤四、根据表3中实施例1的B组分的物质组成，选择脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物，按照质量比1:1:0.5的比例混合后搅拌均匀得到组分B。

实施例7

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一、按照重量份称取有机硅改性环氧树脂47份、多缩水甘油醚8份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用有机硅改性环氧树脂与实施例2中相同；

步骤二、往混合物料一中依次加入按照重量份称取的颜料14.5份、填料8份、气相二氧化硅0.4份、片状聚乙烯纤维粉0.9份、增柔剂1.9份、硅烷偶联剂0.4份混合后搅拌均匀得到混合物料二；增柔剂、硅烷偶联剂、颜料和填料的物质选择与实施例2相同；

步骤三、通过研磨机将混合物料二研磨至细度15μm以下，过滤，包装，得到组分A；

步骤四、根据表3中实施例2的B组分的物质组成，选择脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物，按照质量比1:1:0.5的比例混合后搅拌均匀得到组分B。

实施例8

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一、按照重量份称取有机硅改性环氧树脂50份、多缩水甘油醚10份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用有机硅改性环氧树脂与实施例3中相同；

步骤二、往混合物料一中依次加入按照重量份称取的颜料15份、填料10份、气相二氧化硅0.5份、片状聚乙烯纤维粉1份、增柔剂2份、硅烷偶联剂0.5份混合后搅拌均匀得到混合物料二；增柔剂、硅烷偶联剂、颜料和填料的物质选择与实施例3相同；

步骤三、通过研磨机将混合物料二研磨至细度15μm以下，过滤，包装，得到组分A；

步骤四、根据表3中实施例3的B组分的物质组成，选择脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物，按照质量比1:1:0.5比例混合后搅拌均匀得到组分B。

实施例9

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一、按照重量份称取有机硅改性环氧树脂52份、多缩水甘油醚11份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用有机硅改性环氧树脂与实施例4中相同；

步骤二、往混合物料一中依次加入按照重量份称取的颜料16.5份、填料11份、气相二氧化硅0.6份、片状聚乙烯纤维粉1.1份、增柔剂2.1份、硅烷偶联剂0.6份混合后搅拌均匀得到混合物料二；增柔剂、硅烷偶联剂、颜料和填料的物质选择与实施例4相同；

步骤三、通过研磨机将混合物料二研磨至细度15μm以下，过滤，包装，得到组分A；

步骤四、根据表3中实施例4的B组分的物质组成，选择脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物，按照质量比1:1:0.5比例混合后搅拌均匀得到组分B。

实施例10

一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一、按照重量份称取有机硅改性环氧树脂55份、多缩水甘油醚12份混合后搅拌均匀得到混合物料一；所用有机硅改性环氧树脂与实施例5中相同；

步骤二、往混合物料一种依次加入按照重量份称取的颜料18份、填料12份、气相二氧化硅0.7份、片状聚乙烯纤维粉1.2份、增柔剂2.2份、硅烷偶联剂0.6份混合后搅拌均匀得到混合物料二；增柔剂、硅烷偶联剂、颜料和填料的物质选择与实施例5相同；

步骤三、通过研磨机将混合物料二研磨至细度15μm以下，过滤，包装，得到组分A；

步骤四、根据表3中实施例5的B组分的物质组成，选择脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物，按照质量比1:1:0.5比例混合后搅拌均匀得到组分B。

性能测试

选用实施例1-5的抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料作为试样1-5，以市售常规防腐涂料作为对照样。分别对试样1-5及对照样的挥发性有机物含量（VOC含量）、耐冲击性、附着力、耐臭氧性、生物毒性、涂层硬度等级、耐盐雾性、耐紫外线性能指标进行测试，试验结果如下表所示：

由上表实验数据可知，试样1-5为食品级无毒性，耐冲击性能、附着性能、耐臭氧性能和耐盐雾性均优于对照样；本发明的防腐涂料VOC含量全部为零，完全符合国家环保要求；由试样涂覆形成的涂层的硬度均达到5H级，明显优于普通防腐涂料；试样1-5经紫外灯长时间照射，涂层无视觉可见变化，无起皮或者粉化。即本发明的防腐涂料或者采用本发明的制备方法制备的防腐涂料，相较于市售普通防腐涂料，环保性能、机械性能、防腐性能、耐紫外线性能以及耐盐雾性能更为优异，涂覆后形成的涂层硬度高，具有优异的耐紫外线、耐高温、耐磨损、抗臭氧性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：包括A组分和B组分；

A组分包括按重量份计的如下组分，

有机硅改性环氧树脂 45-55份

多缩水甘油醚 8-12份

颜料 12-18份

填料 8-12份

防沉剂 0.3-0.7份

抗裂助剂 0.8-1.2份

增柔剂 1.8-2.2份

偶联剂 0.4-0.6份，

B组分为无毒型固化剂，所述无毒型固化剂为脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物中至少两种的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述颜料为钛白粉或者铬铜黑。

3.根据权利要求1所述的一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述填料为石英粉、滑石粉、陶瓷粉、云母粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述防沉剂为有机膨润土或气相二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述抗裂助剂为片状纤维粉。

6.根据权利要求1所述的一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述增柔剂为液体聚硫橡胶或液体丁腈橡胶。

7.根据权利要求1所述的一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂，其通式为,

其中R为环氧基，X为甲氧基、乙氧基、或甲氧基乙氧基。

8.根据权利要求1所述的一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料，其特征在于：所述无毒型固化剂由脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物按质量比1:1：0.5混合而得。

9.一种抗臭氧耐紫外线无毒陶瓷防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、将有机硅改性环氧树脂、多缩水甘油醚混合后，搅拌均匀得到混合物料一；

步骤二、将颜料、填料、防沉剂、抗裂助剂、增柔剂和偶联剂依次加入到步骤一中得到的混合物料一中搅拌均匀得到混合物料二；

步骤三、通过研磨机将步骤二中得到的混合物料二研磨至细度15μm以下，过滤，包装，得到组分A；

步骤四、选择脂肪胺类固化剂、聚酰胺类固化剂和脂肪胺加成物中至少两种混合后搅拌均匀得到组分B。