CN110054967B - 一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料及制备方法 - Google Patents

一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环氧富锌涂料制备技术领域，且公开了一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料及制备方法，包括以下重量份数配比的原料：45～60份Zn粉、15～25份Mn粉、10～15份磷酸锰粉、20～30份环氧树脂、5～8份稀释剂、2～5份分散剂、5～8份防沉剂、5～10份硅烷偶联剂，6～10份固化剂；采用Mn粉与磷酸锰粉替代环氧富锌涂料中的锌粉，在环氧树脂基体中加入稀释剂、分散剂、防沉剂与固化剂，使Mn粉、磷酸锰粉、锌粉在环氧树脂中分散均匀。本发明解决了现有环氧富锌涂料，当锌粉含量较高时，锌粉在环氧树脂中极易沉底，发生凝聚沉淀作用，导致涂料失效的技术问题，以及当锌粉含量较低时，涂料的耐腐蚀性能发生下降的技术问题。

Description

一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料及制备方法
技术领域
本发明涉及环氧富锌涂料制备技术领域，具体为一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料及制备方法。
背景技术
海水不仅是具有很强腐蚀性的天然电解质，而且还是富含有溶解氧、海洋生物和腐败的有机物，这些物质对由钢铁材质制作的采油平台结构件造成很大危害，目前一般采用富锌涂料对海洋环境下的钢铁结构件进行防腐蚀保护，其作用机理为：锌在干燥空气中不易变化，而在潮湿的空气中，表面能生成一种很致密的碱式碳酸锌薄膜，这种薄膜能有效保护内部锌不再被腐蚀，并且当保护层发生破坏而露出不太大的钢铁基体时，由于锌的电极电位低于铁的电极电位，故锌与钢铁基体形成微电池，锌可起到牺牲阳极保护作用，使钢铁基体成为阴极而受到保护。
富锌涂料根据成膜物质不同可分为有机富锌涂料和无机富锌涂料，其中，环氧富锌涂料是有机富锌涂料中最重要的一种，但是现有环氧富锌涂料存在以下问题：由于锌粉的密度为7.14g/cm3，而环氧树脂的密度一般为1.6～2.3g/cm3，所以锌粉在环氧树脂中极易沉底，一旦分散均匀的锌粉发生凝聚沉淀作用，将会导致环氧富锌涂料失效；而减少锌含量，能够在一定程度上降低锌粉凝聚沉淀作用的发生机率，不过与富锌型的环氧涂料相比较，低锌型的环氧涂料的耐腐蚀性能有所降低。
本发明提供一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料及制备方法，旨在解决现有环氧富锌涂料，当锌粉含量较高时，锌粉在环氧树脂中极易沉底，发生凝聚沉淀作用，导致涂料失效的技术问题，以及当锌粉含量较低时，涂料的耐腐蚀性能发生下降的技术问题。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料及制备方法，解决了现有环氧富锌涂料，当锌粉含量较高时，锌粉在环氧树脂中极易沉底，发生凝聚沉淀作用，导致涂料失效的技术问题，以及当锌粉含量较低时，涂料的耐腐蚀性能发生下降的技术问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料，包括以下重量份数配比的原料：45～60份Zn粉、15～25份Mn粉、10～15份磷酸锰粉、20～30份环氧树脂、5～8份稀释剂、2～5份分散剂、5～8份防沉剂、5～10份硅烷偶联剂，6～10份固化剂；
采用Mn粉与磷酸锰粉替代环氧富锌涂料中的锌粉，在环氧树脂基体中加入稀释剂、分散剂、防沉剂与固化剂，使Mn粉、磷酸锰粉、锌粉在环氧树脂中分散均匀，制备出高性能、低锌含量的环氧富锌涂料。
优选的，所述防沉剂为气相二氧化硅。
优选的，所述环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂，其环氧值0.48～0.54eq/100g。
一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取45～60份Zn粉、15～25份Mn粉、10～15份磷酸锰粉与无水乙醇一起置于球磨罐中球磨2～3h，制备得到混合粒料；
（2）将20～30份环氧树脂加入高速混合器中，在转速为300～500rpm的搅拌状态下，先加入5～8份稀释剂、2～5份分散剂与5～8份防沉剂，再缓慢加入步骤（1）中的混合粒料，转为600～800rpm搅拌1～2h；
（3）在转速为300～500rpm的搅拌状态下，向高速混合器中，先加入5～10份硅烷偶联剂，再加入6～10份固化剂，转为600～800rpm搅拌1～3h，制备得到高性能、低锌含量的环氧富锌涂料。
（三）有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明采用Mn粉与磷酸锰粉替代环氧富锌涂料中的锌粉，在双酚A型E51环氧树脂基体中加入正丁基缩水甘油醚稀释剂、硅酸钠分散剂、气相二氧化硅防沉剂与4,4'-二氨基二苯砜固化剂，使Mn粉、磷酸锰粉、锌粉在环氧树脂中分散均匀，制备出高性能、低锌含量的环氧富锌涂料；
将本发明制备的环氧富锌涂料均匀涂刷于钢板上，涂膜厚度50um，干燥封边后，室温浸泡于3.5%的氯化钠溶液中，按照漆膜的耐盐水性按照GB/T1771-99进行测定，结果为：1天后涂层完好，14天后涂层表面有个别小泡，35天后涂层表面1/5板有小泡。
具体实施方式
实施例一：
（1）称取45gZn粉、25gMn粉、10g磷酸锰粉与100g无水乙醇一起置于球磨罐中，在N2保护下进行球磨2h，之后干燥蒸发除去无水乙醇，过1340目筛，得到平均粒径≤10um的混合粒料；
（2）将20g双酚A型E51环氧树脂加入高速混合器中，在转速为300rpm的搅拌状态下，先加入5g正丁基缩水甘油醚稀释剂、2g硅酸钠分散剂与5g气相二氧化硅防沉剂，再缓慢加入步骤（1）中的混合粒料，转为600rpm搅拌1h；
（3）在转速为300rpm的搅拌状态下，向高速混合器中，先加入5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，再加入6g4,4'-二氨基二苯砜固化剂，转为600rpm搅拌1h，制备得到高性能、低锌含量的环氧富锌涂料；
（4）将上述环氧富锌涂料均匀涂刷于钢板上，涂膜厚度50um，干燥封边后，室温浸泡于3.5%的氯化钠溶液中，按照漆膜的耐盐水性按照GB/T1771-99进行测定，结果为：1天后涂层完好，14天后涂层表面有个别小泡，35天后涂层表面1/5板有小泡。
实施例二：
（1）称取60gZn粉、25gMn粉、10g磷酸锰粉与100g无水乙醇一起置于球磨罐中，在N2保护下进行球磨3h，之后干燥蒸发除去无水乙醇，过1340目筛，得到平均粒径≤10um的混合粒料；
（2）将30g双酚A型E51环氧树脂加入高速混合器中，在转速为500rpm的搅拌状态下，先加入8g正丁基缩水甘油醚稀释剂、5g硅酸钠分散剂与8g气相二氧化硅防沉剂，再缓慢加入步骤（1）中的混合粒料，转为800rpm搅拌2h；
（3）在转速为500rpm的搅拌状态下，向高速混合器中，先加入10gγ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，再加入10g4,4'-二氨基二苯砜固化剂，转为800rpm搅拌3h，制备得到高性能、低锌含量的环氧富锌涂料；
（4）将上述环氧富锌涂料均匀涂刷于钢板上，涂膜厚度50um，干燥封边后，室温浸泡于3.5%的氯化钠溶液中，按照漆膜的耐盐水性按照GB/T1771-99进行测定，结果为：1天后涂层完好，14天后涂层表面有个别小泡，35天后涂层表面1/5板有小泡。
实施例三：
（1）称取50gZn粉、20gMn粉、15g磷酸锰粉与100g无水乙醇一起置于球磨罐中，在N2保护下进行球磨2.5h，之后干燥蒸发除去无水乙醇，过1340目筛，得到平均粒径≤10um的混合粒料；
（2）将25g双酚A型E51环氧树脂加入高速混合器中，在转速为400rpm的搅拌状态下，先加入6g正丁基缩水甘油醚稀释剂、3g硅酸钠分散剂与6g气相二氧化硅防沉剂，再缓慢加入步骤（1）中的混合粒料，转为700rpm搅拌1～2h；
（3）在转速为400rpm的搅拌状态下，向高速混合器中，先加入8gγ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，再加入8g4,4'-二氨基二苯砜固化剂，转为700rpm搅拌2h，制备得到高性能、低锌含量的环氧富锌涂料；
（4）将上述环氧富锌涂料均匀涂刷于钢板上，涂膜厚度50um，干燥封边后，室温浸泡于3.5%的氯化钠溶液中，按照漆膜的耐盐水性按照GB/T1771-99进行测定，结果为：1天后涂层完好，14天后涂层表面有个别小泡，35天后涂层表面1/5板有小泡。
其中，双酚A型E51环氧树脂（环氧值0.48～0.54eq/100g，40℃时的粘度<2500Pa·s，南通星辰合成材料有限公司）；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂（简称KH-550，萨恩化学技术（上海）有限公司）。

Claims (1)

1.一种高性能、低锌含量的环氧富锌涂料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：45～60份Zn粉、15～25份Mn粉、10～15份磷酸锰粉、20～30份环氧树脂、5～8份稀释剂、2～5份分散剂、5～8份防沉剂、5～10份硅烷偶联剂，6～10份固化剂；
采用Mn粉与磷酸锰粉替代环氧富锌涂料中的锌粉，在环氧树脂基体中加入稀释剂、分散剂、防沉剂与固化剂，使Mn粉、磷酸锰粉、锌粉在环氧树脂中分散均匀，制备出高性能、低锌含量的环氧富锌涂料；
所述防沉剂为气相二氧化硅；
所述环氧树脂为双酚A型E51环氧树脂，其环氧值0.48～0.54eq/100g；
包括以下步骤：
（1）称取45～60份Zn粉、15～25份Mn粉、10～15份磷酸锰粉与无水乙醇一起置于球磨罐中球磨2～3h，制备得到混合粒料；
（2）将20～30份环氧树脂加入高速混合器中，在转速为300～500rpm的搅拌状态下，先加入5～8份稀释剂、2～5份分散剂与5～8份防沉剂，再缓慢加入步骤（1）中的混合粒料，转为600～800rpm搅拌1～2h；
（3）在转速为300～500rpm的搅拌状态下，向高速混合器中，先加入5～10份硅烷偶联剂，再加入6～10份固化剂，转为600～800rpm搅拌1～3h，制备得到高性能、低锌含量的环氧富锌涂料。
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