CN109181481A - 管道防腐环氧涂料及其生产方法 - Google Patents

管道防腐环氧涂料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种管道防腐环氧涂料及其生产方法，包括以下重量份数的原料：环氧树脂80～120份，丙烯酸树脂50～70份，蓖麻油多缩水甘油醚5～10份，石英粉15～30份，聚丙烯纤维15～20份，重晶石15～20份，碳氟烷基一元醇10～15份，抗开裂剂5～10份，助剂0.5～2份，制得的管道防腐环氧涂料具有良好的耐洗刷性能和耐水性能，抗开裂性能强，具有憎水憎油性能，可以有效的阻止污水中的油污附着在水泥管道内壁，以及防止污水中的酸性物质和微生物对管道内壁的腐蚀，同时提升管道的耐磨性，加强了涂料对管道的附着力。

Description

管道防腐环氧涂料及其生产方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种管道防腐环氧涂料及其生产方法。
背景技术
管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。管道-管道的敷设城市里的给水、排水、供热、供煤气的管道的干线和长距离的输油输气管道大多敷设在地下，而工厂里的工艺管道为便于操作和维修多敷设在地上。
管道的应用途径非常多，在工业生产中有非常重要的作用。用于管道表面的涂料，也必须具有较好的特性，才能满足管道使用的需要。常规的管道在使用过程中，对管道涂料的耐水性能要求较高，因为一些特定的环境下湿度较大，如果管道涂料的耐水性较差，在使用后会产生涂料脱落的现象。除了耐水性这个指标外，管道涂料的耐洗刷性也非常重要，耐洗刷性能较差，在经过多次冲刷后，管道涂料也会产生脱落的情况，影响着管道的正常使用。
许多工程都需要使用管道，许多管道都埋在地下，由于季节变换，温度变化大，会使得地下管道热胀冷缩，夏季高温与冬季寒冷都会导致管道发生开裂现象。从而导致管道内气体或液体泄漏，又由于管道位于地下，维修十分繁琐，因此管道一道发生开裂，将会在造成资源浪费的同时更会埋下安全隐患，为人们的生活带来损失和危险。
输送生活污水的混凝土管道，由于生活污水之中多含有油，油在管道内壁容易形成油泥粘附于其上，堵塞管道。另外水中微生物和腐蚀性物质容易渗透进入管道空隙中，造成管道腐蚀，缩短管道寿命。现有的技术中，主要是在管道内涂上防护层，其目的加强管道的耐磨性，还防止微生物和腐蚀性物质渗透入管道空隙中造成管道腐蚀，延长了管道寿命。常见的防护层有纳米氧化铜或官能沸石涂料。这些涂料虽然有一定抗菌能力，对混凝土管附着力差，易浸出，对污水中油侵蚀无明显的防护效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种管道防腐环氧涂料及其生产方法，具有良好的耐洗刷、耐水、抗开裂、憎水憎油等性能，防腐防油，同时提升管道的耐磨性，加强了涂料对管道的附着力。
管道防腐环氧涂料，包括以下重量份数的原料：
环氧树脂 80 ～ 120份；
丙烯酸树脂 50 ～ 70 份；
蓖麻油多缩水甘油醚 5 ～ 10份；
石英粉 15 ～ 30份；
聚丙烯纤维 15 ～ 20份；
重晶石 15 ～ 20份；
碳氟烷基一元醇 10 ～ 15份；
抗开裂剂 5 ～ 10份；
助剂 0.5 ～ 2份。
所述环氧树脂，为n的平均值小于2，软化点低于50℃的环氧树脂；
所述丙烯酸树脂，为热固性丙烯酸树脂；
所述的石英粉的二氧化硅含量＞95％，粒径为0.3～0.5mm 的类球形颗粒；
所述重晶石，白度为大于或等于88%，目数为1250 ～ 3000 目；
所述的碳氟烷基一元醇为全氟丁基乙醇、全氟己基乙醇、全氟辛基乙醇、全氟癸烷基乙醇、全氟十二烷基乙醇中的任意两种按照重量比例1：1混合；
所述的抗开裂剂，为苯基-β-萘胺、N,N-二苯基对苯二胺、N-苯基N′-异丙基对苯二胺的一种或一种以上；
所述助剂，为防沉剂 、消泡剂、分散剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂的混合物，重量比例为3:2:1.5:2:3:0.8；
所述防沉剂，为BYK410、有机膨润土、滑石粉的混合物，重量比例为1:8:3；
所述消泡剂，为聚二甲基硅氧烷；
所述分散剂，为分散剂ANT204或BYK-110；
所述流平剂，为流平剂BYK-310和 BYK-333按照重量比例2:1混合；
所述偶联剂，为三叔丁氧基乙烯基硅烷、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷的一种或重量比例为1:1两种混合；
所述抗流挂助剂，为NAD-12 纳米级改性脲、BYK-410 改性脲、BYK-430 改性脲按照重量比例3:4:1混合。
管道防腐环氧涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将环氧树脂与丙烯酸树脂于45～60℃水浴加热，搅拌均匀20～45min，得到混合物A,备用；
（2）将混合物A与蓖麻油多缩水甘油醚混合，投入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，搅拌均匀20～50min，加入碳氟烷基一元醇，于45～80kHz超声40～60分钟，再依次加入聚丙烯纤维、重晶石、石英粉、抗开裂剂和助剂，搅拌并逐渐升温至80～120℃，保持0.5～1h，降温至40～45℃，于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
各原料在本发明的涂料中起到的作用：
1、环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。作为本发明涂料中的主料，有着优良的耐水性、耐腐蚀性、耐化学药品性。
2、丙烯酸树脂，热固型丙烯酸树脂，thermosetting acrylic resin，在结构中带有一定的官能团，和环氧树脂中的官能团反应形成网状结构。热固性丙烯酸树脂除具有丙烯酸树脂的一般性能以外。通过高固体树脂的合成工艺，树脂的相对分子量一般低至2000，因此在施工粘度下，涂料的固体成分可到30～70%。本涂料使用热固型丙烯酸树脂，由于其、在高温烘烤不变色，不泛黄，所以耐热性很好，同时耐水性也得到提高。
3、蓖麻油多缩水甘油醚
蓖麻油多缩水甘油醚，加入管道涂料中的目的是作为环氧树脂的活性稀释剂，使得本涂料具有优异的耐水性，与环氧树脂混溶，使本涂料具有高的柔韧性及耐冲击性。
4、石英粉，又称硅微粉，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，用于本涂料中，不仅能起到填充作用，还能减少分散剂的用量，减少树脂的用量。
5、重晶石，Barite，重晶石是以硫酸钡（BaSO4）为主要成分的非金属矿产品，重晶石化学性质稳定，不溶于水和盐酸，无磁性和毒性。用于本涂料中，除具有高填充性外，由于重晶石的低比表面积与粒径分部性及易流动性，使得涂料于加工过程中具有低磨损性，还由于其极佳的光泽性与颗粒的精细度，使得本涂料即使长期暴露中也可得到保护，可增加表面硬度，颜色稳定性。
6、碳氟烷基一元醇，为碳氟化合物，因分子中的含氟烃基，即是憎水基又是憎油基，因而它不仅可降低水的表面张力，还由于氟碳化合物本身的表面张力低于碳氢化合物，因而还降低碳氢化合物的表面张力。是增水憎油剂。管道涂料有些是运输生活污水，含有油，油在管道内壁容易形成油泥粘附于其上，堵塞管道，将其添加到本发明的管道涂料，增强了防水性能与憎油性。
7、许多工程都需要使用管道，许多管道都埋在地下，由于季节变换，温度变化大，会使得地下管道热胀冷缩，夏季高温与冬季寒冷都会导致管道发生开裂现象。从而导致管道内气体或液体泄漏，又由于管道位于地下，维修十分繁琐，因此管道一旦发生开裂，将会在造成资源浪费的同时更会埋下安全隐患，为人们的生活带来损失和危险。所以本发明的管道涂料必须添加抗开裂剂，延缓开裂，抗开裂性能极佳，使用寿命增加。
8、防沉剂，是一类涂料的流变控制剂，它使涂料具有触变性，黏度大大提高；消泡剂，避免在制作涂料的过程中发生泡沫；
分散剂，作用是减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的物料分散体，改性物料粒子表面性质，调整物料粒子的运动性，缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降；
流平剂，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性，改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加复盖性，使成膜均匀、自然；
偶联剂，是有机成膜物质和无机填料之间的桥梁，使填料更好，更快的分散在有机质中。能够提高涂层的附着力（使有机质和涂层面的结合更紧密）提高涂层的耐久性，耐候性，坚韧性（使有机质和填充涂料的结合更紧密）涂料颜色更均匀（降低填料的分散粘度，在有机质中分散的更均匀）；
抗流挂助剂，是指可以提高油漆的粘度，在油漆固化或施工过程中可以阻止流挂的一类化合物。
与现有技术相比，本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、本发明使用环氧树脂为主料，涂料有着优良的耐水性、耐腐蚀性、耐化学药品性；加入热固型丙烯酸树脂，提高耐热性和耐水性；蓖麻油多缩水甘油醚，是作为环氧树脂的活性稀释剂，使得本涂料具有优异的耐水性，与环氧树脂混溶，使本涂料具有高的柔韧性及耐冲击性；石英粉，在本涂料中不仅能起到填充作用，还能减少树脂、分散剂的用量；重晶石，也具有高填充性，还增加涂料表面硬度，颜色稳定性；本发明为管道涂料，所以碳氟烷基一元醇，增强了本发明的防水性能与憎油性；添加抗开裂剂，延缓开裂，抗开裂性能极佳，使用寿命增加。
2、本发明的管道防腐环氧涂料适用于地下管道，主要为输送生活污水的混凝土管道。
3、制备得到的管道涂料具有良好的耐洗刷性能和耐水性能，抗开裂性能强，，具有憎水憎油性能，可以有效的阻止污水中的油污附着在水泥管道内壁，以及防止污水中的酸性物质和微生物对管道内壁的腐蚀，同时提升管道的耐磨性，加强了涂料对管道的附着力。
具体实施方式
实施例1
管道防腐环氧涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂80份；丙烯酸树脂50份；蓖麻油多缩水甘油醚5份；石英粉15份；聚丙烯纤维15份；重晶石15份；碳氟烷基一元醇10份；抗开裂剂5份；助剂0.5份。
所述的石英粉，粒径为0.3mm；所述重晶石，白度为88%，目数为1250目；所述的碳氟烷基一元醇为全氟丁基乙醇和全氟己基乙醇按照重量比例1：1混合；所述的抗开裂剂，为苯基-β-萘胺；所述分散剂，为分散剂ANT204。
管道防腐环氧涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将环氧树脂与丙烯酸树脂于45℃水浴加热，搅拌均匀20min，得到混合物A,备用；
（2）将混合物A与蓖麻油多缩水甘油醚混合，投入反应釜中，580转/分钟搅拌，搅拌均匀20min，加入碳氟烷基一元醇，于45kHz超声40分钟，再依次加入聚丙烯纤维、重晶石、石英粉、抗开裂剂和助剂，搅拌并逐渐升温至80℃，保持0.5h，降温至40℃，于45kHz超声40分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例2
管道防腐环氧涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂90份；丙烯酸树脂55份；蓖麻油多缩水甘油醚7份；石英粉20份；聚丙烯纤维17份；重晶石17份；碳氟烷基一元醇12份；抗开裂剂7份；助剂1份。
所述的石英粉粒径为0.4mm；所述重晶石，白度为90%，目数为2000目；所述的碳氟烷基一元醇为全氟丁基乙醇和全氟辛基乙醇按照重量比例1：1混合；所述的抗开裂剂，为N,N-二苯基对苯二胺；所述分散剂，为分散剂BYK-110。
管道防腐环氧涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将环氧树脂与丙烯酸树脂于50℃水浴加热，搅拌均匀30min，得到混合物A,备用；
（2）将混合物A与蓖麻油多缩水甘油醚混合，投入反应釜中，580转/分钟搅拌，搅拌均匀30min，加入碳氟烷基一元醇，于50kHz超声50分钟，再依次加入聚丙烯纤维、重晶石、石英粉、抗开裂剂和助剂，搅拌并逐渐升温至90℃，保持0.5h，降温至45℃，于60kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例3
管道防腐环氧涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂100份；丙烯酸树脂60份；蓖麻油多缩水甘油醚8份；石英粉25份；聚丙烯纤维18份；重晶石18份；碳氟烷基一元醇14份；抗开裂剂8份；助剂1.5份。
所述的石英粉，粒径为0.5mm；所述重晶石，白度为88%，目数为2500目；所述的碳氟烷基一元醇为全氟己基乙醇和全氟十二烷基乙醇按照重量比例1：1混合；所述的抗开裂剂，为N-苯基N′-异丙基对苯二胺；所述分散剂，为分散剂ANT204。
管道防腐环氧涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将环氧树脂与丙烯酸树脂于45℃水浴加热，搅拌均匀30min，得到混合物A,备用；
（2）将混合物A与蓖麻油多缩水甘油醚混合，投入反应釜中，580转/分钟搅拌，搅拌均匀40min，加入碳氟烷基一元醇，于70kHz超声50分钟，再依次加入聚丙烯纤维、重晶石、石英粉、抗开裂剂和助剂，搅拌并逐渐升温至120℃，保持0.5h，降温至45℃，于70kHz超声50分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
实施例4
管道防腐环氧涂料，包括以下重量份数的原料：环氧树脂120份；丙烯酸树脂70份；蓖麻油多缩水甘油醚10份；石英粉30份；聚丙烯纤维20份；重晶石20份；碳氟烷基一元醇15份；抗开裂剂10份；助剂2份。
所述的石英粉粒径为0.5mm；所述重晶石，白度为88%，目数为3000目；所述的碳氟烷基一元醇为全氟辛基乙醇和全氟癸烷基乙醇按照重量比例1：1混合；所述的抗开裂剂，为N,N-二苯基对苯二胺；所述分散剂，为分散剂BYK-110。
管道防腐环氧涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将环氧树脂与丙烯酸树脂于60℃水浴加热，搅拌均匀45min，得到混合物A,备用；
（2）将混合物A与蓖麻油多缩水甘油醚混合，投入反应釜中，620转/分钟搅拌，搅拌均匀50min，加入碳氟烷基一元醇，于80kHz超声60分钟，再依次加入聚丙烯纤维、重晶石、石英粉、抗开裂剂和助剂，搅拌并逐渐升温至120℃，保持1h，降温至45℃，于80kHz超声60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
经检测，质量技术指标如下：

Claims (10)

1.一种管道防腐环氧涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
环氧树脂 80 ～ 120份；
丙烯酸树脂 50 ～ 70 份；
蓖麻油多缩水甘油醚 5 ～ 10份；
石英粉 15 ～ 30份；
聚丙烯纤维 15 ～ 20份；
重晶石 15 ～ 20份；
碳氟烷基一元醇 10 ～ 15份；
抗开裂剂 5 ～ 10份；
助剂 0.5 ～ 2份；
所述管道防腐环氧涂料的生产方法，步骤如下：
（1）将环氧树脂与丙烯酸树脂于45～60℃水浴加热，搅拌均匀20～45min，得到混合物A,备用；
（2）将混合物A与蓖麻油多缩水甘油醚混合，投入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，搅拌均匀20～50min，加入碳氟烷基一元醇，于45～80kHz超声40～60分钟，再依次加入聚丙烯纤维、重晶石、石英粉、抗开裂剂和助剂，搅拌并逐渐升温至80～120℃，保持0.5～1h，降温至40～45℃，于45～80kHz超声40～60分钟，过滤除去粗颗粒和杂质，即得涂料。
2.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述环氧树脂，为n的平均值小于2，软化点低于50℃的环氧树脂；所述丙烯酸树脂，为热固性丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述的石英粉的二氧化硅含量＞95％，粒径为0.3～0.5mm 的类球形颗粒；所述重晶石，白度为大于或等于88%，目数为1250 ～ 3000 目。
4.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述的碳氟烷基一元醇为全氟丁基乙醇、全氟己基乙醇、全氟辛基乙醇、全氟癸烷基乙醇、全氟十二烷基乙醇中的任意两种按照重量比例1：1混合。
5.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述的抗开裂剂，为苯基-β-萘胺、N,N-二苯基对苯二胺、N-苯基N′-异丙基对苯二胺的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述助剂，为防沉剂 、消泡剂、分散剂、流平剂、偶联剂和抗流挂助剂的混合物，重量比例为3:2:1.5:2:3:0.8。
7.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述防沉剂，为BYK410、有机膨润土、滑石粉的混合物，重量比例为1:8:3。
8.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述消泡剂，为聚二甲基硅氧烷。
9.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述分散剂，为分散剂ANT204或BYK-110；所述流平剂，为流平剂BYK-310和 BYK-333按照重量比例2:1混合；所述抗流挂助剂，为NAD-12 纳米级改性脲、BYK-410 改性脲、BYK-430 改性脲按照重量比例3:4:1混合。
10.根据权利要求1所述的管道防腐环氧涂料，其特征在于，所述偶联剂，为三叔丁氧基乙烯基硅烷、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷的一种或重量比例为1:1两种混合。
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