CN109096858A - 一种防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防腐涂料技术领域，公开了一种自由基引发固化的防腐涂料及其制备方法，所述防腐涂料包括树脂、单体、单体的聚合物、助剂及自由基引发剂，利用单体取代溶剂，调节涂料的流动性以适应不同的覆膜要求；同时，固化过程中所述单体还可以参加聚合反应，原子利用率高，且整个过程没有任何挥发性有机物质的产生，符合绿色环保的要求。在紫外光照射或加热条件下，自由基引发剂即可引发聚合反应的发生，固化速度快，效率高，节省能源。

Description

一种防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明防腐涂料技术领域，具体涉及一种自由基引发固化的防腐涂料及其制备方法。

背景技术

金属材料腐蚀是指金属单质被氧化成各类不同价态的金属氧化物的过程。按腐蚀作用的性质，金属材料的腐蚀可分为电化学腐蚀、化学腐蚀、物理腐蚀等几种。与此对应的防腐方法有电化学保护、缓蚀剂缓蚀以及保护层防护。保护层防护是利用覆盖层的致密性、耐腐蚀性将金属基体与腐蚀性介质隔离，达到保护金属材料的目的。保护层分金属保护层和非金属保护层，而非金属保护层又分为无机涂层和有机涂层。相比以搪瓷、陶瓷等氧化物为主的无机涂层，有机涂层因施工方便，防腐效果好而得到广泛应用。有机涂层是有机涂料涂覆在金属表面经固化后形成的保护膜，虽然不能完全阻止腐蚀介质的侵袭，但在很大程度上将金属基体与外界环境隔离，能有效减慢腐蚀速度，保护金属材料，延长金属设备使用寿命，是迄今为止最为有效、最经济实用和应用最为普遍的方法之一。虽然有机涂层在金属材料的防腐中应用最广、最有效，但也有一定的缺陷进而限制了其在特定条件下的使用。如：作为涂料工业的支柱产品之一的环氧树脂涂料易被氧、水和氯离子等侵袭，存在耐热性差、耐酸性差、耐紫外线差和涂膜性大等缺点。因此，制备出具备优异耐腐蚀性能的新型有机涂料成为研究的热点。

中国专利文献CN103059706A公开了一种高固体份光固化含氟聚氨酯-丙烯酸酯涂料(PFUA)及其制备方法，所制备的涂料固含量高，耐热、耐候、耐玷污性能好，可用于钢材耐腐。所述涂料的原料组成包括光固化含氟聚氨酯-聚丙烯酸酯树脂、溶剂、光引发及、流平剂及消泡剂。然而，在制备含氟聚丙烯酸酯树脂的过程中需要使用醋酸丁或二甲苯溶剂，高温条件下，醋酸丁酯及二甲苯溶剂易挥发，容易造成环境污染，不符合绿色环保的要求。同时，含氟丙烯酸树脂的成本较高，也不利于工业化应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的有机涂料在使用过程中存在挥发性物质逸出的问题，从而提供一种自由基引发固化的防腐涂料；同时，本发明还提供了所述防腐涂料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种防腐涂料，按重量份数计，其原料组成包括：树脂1～10份；单体10～70份；聚合物5～15份；助剂20～30.5份；自由基引发剂0.5～5份。

进一步地，所述树脂为改性环氧树脂、改性聚酯树脂、改性聚氨酯树脂、改性聚醚树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。

进一步地，所述单体为丙烯酸或丙烯酸酯中的一种或两种。

更进一步地，所述丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯中的一种或多种。

进一步地，所述聚合物为丙烯酸聚合物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯橡胶中的一种或几种；所述聚合物的聚合度n为10～20。

进一步地，所述助剂包括：分散剂0.05～0.2份；流平剂0.05～0.2份。

更进一步地，所述助剂还包括消泡剂。

进一步地，所述自由基引发剂为光引发剂或热引发剂中的一种或两种，两种混合使用时所述光引发剂的用量大于所述热引发剂的用量。

本发明还提供了一种制备上述防腐涂料的方法，包括：

将除所述自由基引发剂外的其他原料混匀后加入所述自由基引发剂，混匀，即得所述防腐涂料的粗品。

进一步地，将所述单体及所述聚合物混匀；加入所述树脂，混匀；再加入所述助剂，混匀；最后加入所述自由基引发剂，混匀，即得所述防腐涂料的粗品。

进一步地，对所述防腐涂料的粗品进行过滤处理即得所述防腐涂料。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的防腐涂料，包括树脂、单体、单体的聚合物、助剂及自由基引发剂，利用单体取代溶剂，调节涂料的流动性以适应不同的覆膜要求；同时，固化过程中所述单体还可以参加聚合反应，原子利用率高，且整个过程没有任何挥发性有机物质的产生，符合绿色环保的要求。在紫外光照射或加热条件下，自由基引发剂即可引发聚合反应的发生，固化速度快，效率高，节省能源。

2.本发明提供的防腐涂料，自由基引发剂进一步包括光引发剂及热引发剂，利用光引发剂引发自由基反应的反应热继续引发热引发剂引发自由基反应，反应迅速，能量利用率高，得到的涂层固化效果好。

3.本发明提供的防腐涂料的制备方法，通过控制投料的先后顺序，避免了搅拌分散过程中聚合反应的发生；所述方法还包括对混合后的原料成分进行过滤处理的操作，去除了体系中存在的固体杂质，提高了所得涂料的纯度；所用原料易商业化购买、制备工艺简单、成本低、固化速率快，且制得的防腐涂料具有非常好的耐腐蚀性能，便于工业化推广应用，具有非常好的应用前景及经济价值。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

下述实施例中，丙烯酸酯橡胶和光引发剂购自于双键化工股份有限公司；分散剂、添加剂和流平剂均购自于德国毕克化学公司。

实施例1

本实施例提供了一种防腐涂料，其原料组成为：丙烯酸乙酯25g、丙烯酸丁酯30g、丙烯酸酯橡胶321HT 12g、酚醛环氧树脂10g、分散剂BYK-163 0.1g、流平剂BYK-310 0.1g、消泡剂BYK-141 20.8g，光引发剂DOUBLECURE-184 2.0g。

上述防腐涂料的制备过程为：将丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及丙烯酸酯橡胶置于搅拌器中搅拌至透明，加入酚醛环氧树脂，继续搅拌至透明，然后加入分散剂、消泡剂继续搅拌，待体系混合均匀后加入流平剂，搅拌至体系混合均匀，最后加入光引发剂，搅拌至体系混合均匀后过滤出料。

实施例2

本实施例提供了一种防腐涂料，其原料组成为：丙烯酸乙酯20g、丙烯酸异戊酯35g、丙烯酸酯橡胶321HT 12g、硅烷改性聚氨酯树脂7g、分散剂BYK-163 0.1g、流平剂BYK-310 0.1g、消泡剂BYK-141 23.8g、光引发剂DOUBLECURE-1256 2.0g。

上述防腐涂料的制备过程为：将丙烯酸乙酯、丙烯酸异戊酯及丙烯酸酯橡胶置于搅拌器中搅拌至透明，加入硅烷改性聚氨酯树脂，继续搅拌至透明，然后加入分散剂、消泡剂继续搅拌，待体系混合均匀后加入流平剂，搅拌至体系混合均匀，最后加入光引发剂，搅拌至体系混合均匀后过滤出料。

实施例3

本实施例提供了一种防腐涂料，其原料组成为：丙烯酸辛酯35g、丙烯酸甲酯25g、丙烯酸酯橡胶321HT 12g、有机硅改性聚酯树脂5g、分散剂BYK-163 0.1g、流平剂BYK-3100.1g、消泡剂BYK-141 20.8g、光引发剂DOUBLECURE-998 2.0g。

上述防腐涂料的制备过程为：将丙烯酸甲酯、丙烯酸辛酯及丙烯酸酯橡胶置于搅拌器中搅拌至透明，加入有机硅改性聚酯树脂，继续搅拌至透明，然后加入分散剂、消泡剂继续搅拌，待体系混合均匀后加入流平剂，搅拌至体系混合均匀，最后加入光引发剂，搅拌至体系混合均匀后过滤出料。

实施例4

本实施例提供了一种防腐涂料，其原料组成为：丙烯酸乙酯25g、丙烯酸丁酯30g、丙烯酸酯橡胶321HT 5g、酚醛环氧树脂5g、有机硅改性聚酯树脂5g、硅烷改性聚氨酯树脂7g、分散剂BYK-1630.1g、流平剂BYK-3100.1g、消泡剂BYK-14120.8g、光引发剂DOUBLECURE-BDK2.0g。

上述防腐涂料的制备过程为：将丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及丙烯酸酯橡胶置于搅拌器中搅拌至透明，加入酚醛环氧树脂、有机硅改性聚酯树脂、硅烷改性聚氨酯树脂，继续搅拌至透明，然后加入分散剂、消泡剂继续搅拌，待体系混合均匀后加入流平剂，搅拌至体系混合均匀，最后加入光引发剂，搅拌至体系混合均匀后过滤出料。

实施例5

本实施例提供了一种防腐涂料，其原料组成为：丙烯酸25g、丙烯酸丁酯30g、丙烯酸酯橡胶321HT 5g、酚醛环氧树脂5g、有机硅改性聚酯树脂5g、硅烷改性聚氨酯树脂7g、分散剂BYK-1630.1g、流平剂BYK-3100.1g、消泡剂BYK-14120.8g、光引发剂DOUBLECURE-TPO2.0g。

上述防腐涂料的制备过程为：将丙烯酸、丙烯酸丁酯及丙烯酸酯橡胶置于搅拌器中搅拌至透明，加入酚醛环氧树脂、有机硅改性聚酯树脂、硅烷改性聚氨酯树脂，继续搅拌至透明，然后加入分散剂、消泡剂继续搅拌，待体系混合均匀后加入流平剂，搅拌至体系混合均匀，最后加入光引发剂，搅拌至体系混合均匀后过滤出料。

实施例6

本实施例提供了一种防腐涂料，其原料组成为：丙烯酸10g、丙烯酸聚合物15g(聚合度n＝10)、丙烯酸树脂1g、分散剂BYK-163 0.05g、流平剂BYK-310 0.05g、消泡剂BYK-14119.9g、光引发剂DOUBLECURE-2000.5g。

上述防腐涂料的制备过程为：将除光引发剂外的其他原料置于搅拌器中搅拌至体系混合均匀，加入光引发剂，继续搅拌至体系混合均匀后过滤出料。

实施例7

本实施例提供了一种防腐涂料，其原料组成为：甲基丙烯酸甲酯35g、丙烯酸辛酯35g、丙烯酸聚合物15g(聚合度n＝20)、丙烯酸树脂1g、分散剂BYK-163 0.2g、流平剂BYK-310 0.2g、消泡剂BYK-141 30.1g、光引发剂DOUBLECURE-184 3.0g、热引发剂过氧化苯甲酰2.0g。

上述防腐涂料的制备过程为：将除光引发剂和热引发剂外的其他原料置于搅拌器中搅拌至体系混合均匀，加入光引发剂和热引发剂，继续搅拌至体系混合均匀后过滤出料。

实验例

将实施例1-7的防腐涂料通过例如：喷漆枪、刮刀、浸涂或辊涂等方式涂敷到某线材表面，经过浸渍、流平、固化、充分固化及卷丝处理工序得到覆膜线材。通过耐盐雾试验、耐水试验及耐弯折试验分别测定覆膜的各项性能，结果如下表1所示。

其中：耐盐雾试验、耐水试验及耐弯折试验的具体操作方法如下：

1.耐盐雾试验：按照国标GB/T1771-2007(中性盐雾)中的实验方法，配制浓度为3wt％的氯化钠水溶液，35℃下，分别对覆膜线材进行24小时连续喷雾并观察涂层是否有变化。

2.耐水试验：与耐盐雾试验操作类似，不同之处在于，雾滴中没有盐分，而是用蒸馏水替代，并观察涂层是否有变化。

3.弯折试验：分别将覆膜线材对折后反向拉，形成小的圆形，并观察涂层是否有开裂、脱落现象。

表1覆膜的各项性能

试验	耐盐雾试验	耐水试验	耐弯折试验
				实施例1	无变化	无变化	无开裂、无脱落
实施例2	无变化	无变化	无开裂、无脱落
				实施例3	无变化	无变化	无开裂、无脱落
实施例4	无变化	无变化	无开裂、无脱落
				实施例5	无变化	无变化	无开裂、无脱落
实施例6	无变化	无变化	无开裂、无脱落
				实施例7	无变化	无变化	无开裂、无脱落

从上表1可知，本发明所制备的防腐涂料涂敷于线材上并经进一步加工得到的覆膜，其性能并且覆膜性能优异，完全能满足线材在防腐方面的使用要求。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种防腐涂料，其特征在于，按重量份数计，其原料组成包括：树脂1～17份；单体10～70份；聚合物5～15份；助剂20～30.5份；自由基引发剂0.5～5份。

2.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于，所述树脂为改性环氧树脂、改性聚酯树脂、改性聚氨酯树脂、改性聚醚树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的防腐涂料，其特征在于，所述单体为丙烯酸或丙烯酸酯中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的防腐涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述聚合物为丙烯酸聚合物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯橡胶中的一种或几种；所述聚合物的聚合度n为10～20。

6.根据权利要求1-5任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述助剂包括：分散剂0.05～0.2份；流平剂0.05～0.2份。

7.根据权利要求1-6任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述助剂还包括消泡剂。

8.根据权利要求1-7任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述自由基引发剂为光引发剂或热引发剂中的一种或两种，两种混合使用时所述光引发剂的用量大于所述热引发剂的用量。

9.一种制备权利要求1-8任一项所述的防腐涂料的方法，其特征在于，包括：

将除所述自由基引发剂外的其他原料混匀后加入所述自由基引发剂，混匀，即得所述防腐涂料的粗品。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述单体及所述聚合物混合均匀；加入所述树脂，混匀；再加入所述助剂，混匀；最后加入所述自由基引发剂，混匀即得所述防腐涂料的粗品。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，对所述防腐涂料的粗品进行过滤处理即得所述防腐涂料。