CN110128909A - 一种防腐隔热水性环氧底面合一涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种防腐隔热水性环氧底面合一涂料及其制备方法。所述涂料通过对乳液和固化剂进行选择，并调整助剂的种类和用量，使漆膜具有优异的防腐隔热效果和良好的力学性能。该涂料的制备方法是按照特定的顺序将各组分依此混匀即可，方法简单，不需特殊设备，适于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及工业涂料技术领域，具体涉及一种防腐隔热水性环氧底面合一涂料及其制备方法。
背景技术
现在，国内传统的防腐涂装体系主要有两种，分别是底漆+中涂漆+面漆复合防腐涂层体系或底漆+面漆复合防腐涂层体系。其中底漆主要对基材表面进行保护，同时提供良好的附着力和防腐性能；中涂漆的主要主要起到修补填充作用，使基材表面平整，利于面漆涂装，面漆主要起到装饰保护作用，具有高硬度、高耐磨性、高化学性能等特点。但这两种涂装工艺复杂、施工周期长、易造成整个涂层体系的配套性不好。
工业上还有许多场景在防腐要求的前提下同时要求较好的隔热性能，如储油罐。储油罐是一种储存油品的容器，是油库的主要设施，在管道运输中是输油管的油源接口。储油罐按材质可分为非金属油罐和金属油罐两大类。其中金属油罐因造价低、不易渗漏、施工方便、维护容易而得到广泛使用。由于金属的易腐蚀性和使用环境较为恶劣，该种材质的储油罐需涂覆防腐隔热涂料。目前油储罐用水性防腐隔热涂料一般是底漆+中涂+面漆，或底漆+面漆的复合涂层体系，其中底漆主要对基材表面进行保护，同时提供良好的附着力和防腐性能，中涂漆主要起到修补填充作用，使基材表面平整，利于面漆涂装，面漆主要起到装饰保护作用，具有高硬度、高耐磨性、高化学性能等特点。但这两种涂装工艺复杂，施工周期长，涂层间附着力不理想，整个涂层体系的配套性不好。
发明内容
针对以上技术现状，本发明提供一种防腐隔热水性环氧底面合一涂料及其制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种防腐隔热水性环氧底面合一涂料，由质量比5～6:1的A组分和B组分组成；
其中，A组分的原料质量组成如下：45-56％的水性环氧乳液，0.5-2％的水溶性封闭剂，30-40％的颜填料，0.3-0.4％的消泡剂，2-3％的分散剂，0.5-1％的基材润湿剂，1-2％的增稠剂，0.5-1％的防沉剂，0.2-0.5％的防锈助剂，1-3％的紫外线吸收剂，余量的去离子水；所述水性环氧乳液为质量比1:1～5的PZ 3961-1环氧乳液和STW603环氧乳液的混合物；所述水溶性封闭剂为DM-501；
B组分的原料质量组成如下：65～75％的胺类固化剂，25～35％的去离子水；所述胺类固化剂为质量比1:1～2.5的STW-703B和Aradur 3986的混合物。
本发明选择特定比例的PZ 3961-1和STW603环氧乳液作为成膜物质，PZ3961-1具有干燥速度快、附着力高、柔韧性好、硬度高、防腐性能良好等特性，STW603固含高，表干速度快，乳液粒径小，和PZ 3961-1混配有利于漆膜的充分固化，为漆膜优良的防腐性能提供了有力保障，并且，这两种环氧乳液搭配特定比例的颜填料，能有效反射和辐射红外线，使漆膜具有优异的隔热效果。上述混合环氧乳液搭配STW-703B和Aradur 3986固化剂，使漆膜快速固化和干燥，同时进一步提高漆膜的硬度和耐磨性。A组分中加入一定量的DM-501封闭剂，配合紫外线吸收剂，并调整其他助剂的种类和比例，能使漆膜表面形成光亮饱满的封闭膜层，使漆膜具有优异的防变色和防渗透性，大大提升漆膜的防腐隔热性能。
优选地，所述颜填料包括质量比10:1:(6～10):(2～5):(16～20):(2～5)的三聚磷酸铝、钛白粉、硅酸铝锌、超细硫酸钡、硅酸钙和碳黑。优选的颜填料不含铅、铬等重金属，和上述环氧乳液混配，使漆膜对金属基材具有良好的附着力，通过钝化和置换反应双重作用提高防腐性能，且能最大限度地反射和辐射红外线，进一步提高漆膜的隔热性。
优选地，所述消泡剂为质量比1:0.5～2的磷酸酯类消泡剂和有机硅类消泡剂的混合物，如法国先创的941PL和毕克的BYK-028；所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液，如毕克的BYK-190或BYK-194；所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物、非离子有机表面活性剂和有机硅双生结构表面活性剂中的至少一种，如迪高的Tego-100、Tego-510和tego-4100；所述增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂，如罗门哈斯的RM-12W；所述防沉剂为改性蜡乳液，如毕克的AQUATIX-8421；所述防锈助剂为氨基羧酸盐类助剂，如海洛斯的Flash-X 150；所述紫外线吸收剂为苯并三氮唑，如优卡930。
优选的各助剂可更进一步提高涂料的防腐隔热性，并提高易施工性。
本发明还提供上述防腐隔热水性环氧底面合一涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照A组分的原料配比将所述去离子水的60％、消泡剂、分散剂、颜填料、防沉剂依次加入备料锅中，搅拌，研磨得到前期浆；
步骤b，将水性环氧乳液和剩余去离子水依次加入调漆罐中，搅拌至均匀；
步骤c，把所述前期浆倒入所述调漆罐，搅拌均匀；
步骤d，向所述调漆罐中加入基材润湿剂、防锈助剂，水溶性封闭剂和紫外线吸收剂，搅拌均匀，最后加入增稠剂调整粘度，即得A组分；
步骤e，按照所述B组分的原料配比取胺类固化剂和去离子水，混匀即为B组分。
优选地，步骤a中，所述搅拌为600～800r/min下15～25min，所述研磨的细度为≤20μm。
优选地，步骤b中，所述搅拌为300～600r/min下10～15min。
优选地，步骤c中，所述搅拌为500～800r/min下10～15min。
优选地，步骤d中，所述搅拌为300～500r/min下10～15min。
本发明涂料的制备方法简单，不需要使用特殊设备，适于工业化生产应用。优选的搅拌和研磨条件使各组分之间充分接触，制备的涂料贮存性能稳定，施工性能良好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例的防腐隔热水性环氧底面合一涂料，由质量比6:1的A组分和B组分组成。
其中，A组分的原料质量组成如下：25％的PZ 3961-1环氧乳液，28.6％的STW603环氧乳液，0.5％的DM-501水溶性封闭剂，30％的颜填料(三聚磷酸铝：钛白粉：硅酸铝锌：硫酸钡：硅酸钙：碳黑＝10:10:2:16:4:1)，0.4％的消泡剂(941PL：BYK-028＝1:1)，2％的分散剂BYK-190，1％的基材润湿剂Tego-100，2％的增稠剂RM-12W，0.5％的防沉剂AQUATIX-8421，0.5％的防锈助剂Flash-X 150，1％的紫外线吸收剂优卡930，8.5％的去离子水；
B组分的原料质量组成如下：30％的STW-703B固化剂，40％的Aradur3986固化剂，30％的去离子水。
本实施例涂料的制备方法如下：
步骤a，按照A组分的原料配比将所述去离子水的60％、消泡剂、分散剂、颜填料、防沉剂依次加入备料锅中，600r/min下搅拌25min，研磨至细度≤20μm得到前期浆；
步骤b，将水性环氧乳液和剩余去离子水依次加入调漆罐中，600r/min下搅拌10min；
步骤c，把所述前期浆倒入所述调漆罐，500r/min下搅拌15min；
步骤d，向所述调漆罐中加入基材润湿剂、防锈助剂，水溶性封闭剂和紫外线吸收剂，500r/min下搅拌10min，最后加入增稠剂调整粘度，即得A组分；
步骤e，按照所述B组分的原料配比取胺类固化剂和去离子水，混匀即为B组分。
使用时将A组分和B组分按比例混匀后进行涂装。
实施例2
本实施例的防腐隔热水性环氧底面合一涂料，由质量比5:1的A组分和B组分组成。
其中，A组分的原料质量组成如下：20％的PZ 3961-1环氧乳液，25％的STW603环氧乳液，0.5％的DM-501水溶性封闭剂，40％的颜填料(三聚磷酸铝：钛白粉：硅酸铝锌：硫酸钡：硅酸钙：碳黑＝7:10:3:20:5:1)，0.3％的消泡剂(941PL：BYK-028＝2:1)，3％的分散剂BYK-190，1％的基材润湿剂Tego-100，2％的增稠剂RM-12W，0.5％的防沉剂AQUATIX-8421，0.3％的防锈助剂Flash-X 150，2％的紫外线吸收剂优卡930，5.4％的去离子水；
B组分的原料质量组成如下：35％的STW-703B固化剂，35％的Aradur3986固化剂，30％的去离子水。
本实施例涂料的制备方法如下：
步骤a，按照A组分的原料配比将所述去离子水的60％、消泡剂、分散剂、颜填料、防沉剂依次加入备料锅中，600～800r/min下搅拌15～25min，研磨至细度≤20μm得到前期浆；
步骤b，将水性环氧乳液和剩余去离子水依次加入调漆罐中，300～600r/min下搅拌10～15min；
步骤c，把所述前期浆倒入所述调漆罐，500～800r/min下搅拌10～15min；
步骤d，向所述调漆罐中加入基材润湿剂、防锈助剂，水溶性封闭剂和紫外线吸收剂，300～500r/min下搅拌10～15min，最后加入增稠剂调整粘度，即得A组分；
步骤e，按照所述B组分的原料配比取胺类固化剂和去离子水，混匀即为B组分。
使用时将A组分和B组分按比例混匀后进行涂装。
实施例3
本实施例的防腐隔热水性环氧底面合一涂料，由质量比6:1的A组分和B组分组成。
其中，A组分的原料质量组成如下：15％的PZ 3961-1环氧乳液，38％的STW603环氧乳液，1％的DM-501水溶性封闭剂，30％的颜填料(三聚磷酸铝：钛白粉：硅酸铝锌：硫酸钡：硅酸钙：碳黑＝8:10:4:16:2:1)，0.3％的消泡剂(941PL：BYK-028＝2:1)，3％的分散剂BYK-190，0.6％的基材润湿剂Tego-100，1.5％的增稠剂RM-12W，1％的防沉剂AQUATIX-8421，0.3％的防锈助剂Flash-X 150，3％的紫外线吸收剂优卡930，6.3％的去离子水；
B组分的原料质量组成如下：20％的STW-703B固化剂，50％的Aradur3986固化剂，30％的去离子水。
本实施例涂料的制备方法如下：
步骤a，按照A组分的原料配比将所述去离子水的60％、消泡剂、分散剂、颜填料、防沉剂依次加入备料锅中，600～800r/min下搅拌15～25min，研磨至细度≤20μm得到前期浆；
步骤b，将水性环氧乳液和剩余去离子水依次加入调漆罐中，300～600r/min下搅拌10～15min；
步骤c，把所述前期浆倒入所述调漆罐，500～800r/min下搅拌10～15min；
步骤d，向所述调漆罐中加入基材润湿剂、防锈助剂，水溶性封闭剂和紫外线吸收剂，300～500r/min下搅拌10～15min，最后加入增稠剂调整粘度，即得A组分；
步骤e，按照所述B组分的原料配比取胺类固化剂和去离子水，混匀即为B组分。
使用时将A组分和B组分按比例混匀后进行涂装。
实施例4
本实施例的防腐隔热水性环氧底面合一涂料，由质量比6:1的A组分和B组分组成。
其中，A组分的原料质量组成如下：12％的PZ 3961-1环氧乳液，43％的STW603环氧乳液，1％的DM-501水溶性封闭剂，30％的颜填料(三聚磷酸铝：钛白粉：硅酸铝锌：硫酸钡：硅酸钙：碳黑＝10:10:5:16:3:1)，0.3％的消泡剂(941PL：BYK-028＝1:2)，3％的分散剂BYK-190，0.6％的基材润湿剂Tego-100，1.5％的增稠剂RM-12W，0.5％的防沉剂AQUATIX-8421，0.3％的防锈助剂Flash-X 150，2％的紫外线吸收剂优卡930，5.8％的去离子水；
B组分的原料质量组成如下：35％的STW-703B固化剂，40％的Aradur3986固化剂，25％的去离子水。
本实施例涂料的制备方法和实施例1相同。
实施例5
本实施例的防腐隔热水性环氧底面合一涂料，由质量比6:1的A组分和B组分组成。
其中，A组分的原料质量组成如下：10％的PZ 3961-1环氧乳液，46％的STW603环氧乳液，2％的DM-501水溶性封闭剂，30％的颜填料(三聚磷酸铝：钛白粉：硅酸铝锌：硫酸钡：硅酸钙：碳黑＝6:10:2:16:5:1)，0.3％的消泡剂(941PL：BYK-028＝1:1)，2％的分散剂BYK-190，1％的基材润湿剂Tego-100，1-2％的增稠剂RM-12W，0.5％的防沉剂AQUATIX-8421，0.2％的防锈助剂Flash-X 150，2％的紫外线吸收剂优卡930，4.5％的去离子水；
B组分的原料质量组成如下：30％的STW-703B固化剂，35％的Aradur3986固化剂，35％的去离子水。
本实施例涂料的制备方法和实施例1相同。
对比例1
将实施例1中的STW603环氧乳液替换为650，其他与实施例1相同。
对比例2
将实施例1中的Aradur 3986固化剂替换为WH-900，其他与实施例1相同。
对比例3
将实施例1中的DM-501封闭剂替换为酷克W8封闭剂，其他与实施例1相同。
对实施例1和对比例1～3的涂料进行性能检测，检测项目和标准如表1所示：
表1漆膜性能检测项目和要求
检测结果如表2所示。
表2漆膜性能检测结果
实施例2～5的涂料与实施例1效果相当，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种防腐隔热水性环氧底面合一涂料，其特征在于，由质量比5～6:1的A组分和B组分组成；
其中，A组分的原料质量组成如下：45-56％的水性环氧乳液，0.5-2％的水溶性封闭剂，30-40％的颜填料，0.3-0.4％的消泡剂，2-3％的分散剂，0.5-1％的基材润湿剂，1-2％的增稠剂，0.5-1％的防沉剂，0.2-0.5％的防锈助剂，1-3％的紫外线吸收剂，余量的去离子水；所述水性环氧乳液为质量比1:1～5的PZ 3961-1环氧乳液和STW603环氧乳液的混合物；所述水溶性封闭剂为DM-501；
B组分的原料质量组成如下：65～75％的胺类固化剂，25～35％的去离子水；所述胺类固化剂为质量比1:1～2.5的STW-703B和Aradur 3986的混合物。
2.如权利要求1所述的防腐隔热水性环氧底面合一涂料，其特征在于，所述颜填料包括质量比10:1:(6～10):(2～5):(16～20):(2～5)的钛白粉、碳黑、三聚磷酸铝、硅酸铝锌、硫酸钡和硅酸钙。
3.如权利要求1所述的防腐隔热水性环氧底面合一涂料，其特征在于，所述消泡剂为质量比1:0.5～2的磷酸酯类消泡剂和有机硅类消泡剂的混合物；和/或：
所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液；和/或：
所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物、非离子有机表面活性剂和有机硅双生结构表面活性剂中的至少一种；和/或：
所述增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂；和/或：
所述防沉剂为改性蜡乳液；和/或：
所述防锈助剂为氨基羧酸盐类助剂；和/或：
所述紫外线吸收剂为苯并三氮唑。
4.如权利要求1～3任一项所述防腐隔热水性环氧底面合一涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a，按照A组分的原料配比将所述去离子水的60％、消泡剂、分散剂、颜填料、防沉剂依次加入备料锅中，搅拌，研磨得到前期浆；
步骤b，将水性环氧乳液和剩余去离子水依次加入调漆罐中，搅拌至均匀；
步骤c，把所述前期浆倒入所述调漆罐，搅拌均匀；
步骤d，向所述调漆罐中加入基材润湿剂、防锈助剂，水溶性封闭剂和紫外线吸收剂，搅拌均匀，最后加入增稠剂调整粘度，即得A组分；
步骤e，按照所述B组分的原料配比取胺类固化剂和去离子水，混匀即为B组分。
5.如权利要求4所述的防腐隔热水性环氧底面合一涂料的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述搅拌为600～800r/min下15～25min，所述研磨的细度为≤20μm。
6.如权利要求4所述的防腐隔热水性环氧底面合一涂料的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述搅拌为300～600r/min下10～15min。
7.如权利要求4所述的防腐隔热水性环氧底面合一涂料的制备方法，其特征在于，步骤c中，所述搅拌为500～800r/min下10～15min。
8.如权利要求4所述的防腐隔热水性环氧底面合一涂料的制备方法，其特征在于，步骤d中，所述搅拌为300～500r/min下10～15min。
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