CN110256942A - 一种新型水性环氧防腐导静电涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体公开了一种新型水性环氧防腐导静电涂料及其制备方法与应用。本发明自制出改性导电纤维浆，然后将水性环氧乳液、去离子水、金红石钛白、沉淀硫酸钡、绢云母、三聚磷酸铝、改性导电纤维浆5‑15%与各类助剂按质量百分数制备出新型水性环氧防腐导静电涂料。本发明制备出的新型水性环氧防腐导静电涂料，避免了一般的导静电涂料存在局部导电不稳定、分散不均匀的缺陷，与其他导静电涂料相比，具有优异的防腐防锈导静电功能，可运用到大多数浅色系水性导静电涂料中。

Description

一种新型水性环氧防腐导静电涂料及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别涉及一种新型水性环氧防腐导静电涂料。

背景技术

石油化工行业的快速发展，石油产品的生产与使用不断增加，其中石油罐的防腐防静电储备是储运的主要问题，如果油罐内静电不能及时有效的排导，将会存在油罐爆炸的危险。因此，采用优良的导静电涂料对油罐进行保护是最直接有效的方法。

目前市场上主要采用溶剂型涂料对油罐进行保护，其施工方法与施工环境都会对施工人员的身体健康造成影响。而市场上存在的少量水性导静电涂料，其防腐则达不到要求。同时市场上的水性环氧导静电涂料通常以导电云母粉、石墨烯或其他导电金属材料为导静电填料，存在局部导电性不稳定，导静电填料添加量大，只能生产深色系导静电涂料等问题。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明采用以下技术方案来实现目的：

一种新型水性环氧防腐导静电涂料，由以下原料按质量百分数组成：水性环氧乳液33-43％、去离子水10-20％、消泡剂0.2-0.5％、分散剂ⅰ 0.5-0.8％、金红石钛白10-15％、沉淀硫酸钡5-12％、绢云母2-7％、三聚磷酸铝5-12％、改性导电纤维浆5-15％、消泡剂ⅰ 0.1-0.2％、闪蚀抑制剂0.3-0.6％、基材润湿剂0.1-0.5％、增稠剂A 0.1-0.5％。

所述改性导电纤维浆，由以下原料按质量百分比组成：去离子水20-40％、基材润湿剂1-2％、消泡剂ⅰ 0.1-0.5％、分散剂0.8-1.5％、水性环氧树脂40-60％、碳纤维ⅰ 10-15％、碳纤维ⅱ 3-8％、消泡剂ⅱ 0.1-0.4％、增稠剂ⅰ 0.5-1％、增稠剂ⅱ 0.1-0.4％、助溶剂2-5％。

所述改性导电纤维浆的制备方法包括以下步骤：将去离子水20-40％、基材润湿剂1-2％、消泡剂ⅰ 0.1-0.5％、分散剂0.8-1.5％、水性环氧树脂40-60％按顺序加入容器，搅拌均匀，然后加入碳纤维ⅰ 10-15％、碳纤维ⅱ 3-8％，搅拌条件下加入消泡剂ⅱ 0.1-0.4％、增稠剂ⅰ 0.5-1％，高速搅拌至充分分散，然后滴加增稠剂ⅱ 0.1-0.4％，使其粘度达到规定要求，最后加入助溶剂2-5％，形成膏状液体，即得改性导电纤维浆。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂33-43％、去离子水10-20％、消泡剂ⅰ 0.2-0.5％、分散剂0.5-0.8％按顺序加入容器并分散均匀，然后加入金红石钛白10-15％、沉淀硫酸钡5-12％、绢云母2-7％和三聚磷酸铝5-12％，搅拌均匀并后进行研磨；然后加入改性导电纤维浆5-15％，搅拌分散均匀；然后加入消泡剂ⅰ0.1-0.2％和闪蚀抑制剂0.3-0.6％及基材润湿剂0.1-0.5％，搅拌均匀后按粘度要求滴加增稠剂A 0.1-0.5％，即得。

所述研磨过程中控制研磨温度在20-70℃，细度达40微米以下。

所述水性环氧乳液为YG-EP203水性环氧乳液，固含量为50±2％。

所述金红石钛白为国产，质量标准：国标。

所述沉淀硫酸钡为国产，质量标准：国标。

所述绢云母粉为国产，目数为1205目。

所述消泡剂ⅰ为有机硅类消泡剂，优选为Tech-391w。

所述分散剂为Tech-6076或Tego-760w。

所述闪电抑制剂为FA-179或FA-579。

所述基材润湿剂为Tech-245、Tech-246或Tego-KL245。

所述增稠剂A为缔合型聚氨酯类增稠剂，优选为WT-105A。

所述碳纤维ⅰ规格为3mm；所述碳纤维ⅱ规格为1mm。

所述消泡剂ⅱ为聚醚硅氧烷类高效水性消泡剂，优选为FoameX810。

所述增稠剂ⅰ为羟乙基纤维素，是一种非离子型水性增稠剂，优选为BermocollEBM3000。

所述增稠剂ⅱ为疏水改性碱溶涨类增稠剂，优选为COATEX RHEO 3800增稠剂。

所述助溶剂首选丙二醇甲醚。

本发明制备出的涂料，其技术指标如下表所示。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料的使用方法，搅拌条件下将水性环氧固化剂加入制备得到的新型水性环氧防腐导静电涂料中，用去离子水调至适合粘度，涂膜按照GB/T1727-1992标准制备，即可获得表面光滑、物理性能优良的漆膜；其中新型水性环氧防腐导静电涂料与水性环氧固化剂质量比为100：(15～20)。

所述水性环氧树脂固化剂为阳离子型：YG-EG040。

本发明的有益效果在于：

(1)改性碳纤维采用长短不同纤维搭配使用，可形成更加稳定的导静电框架，避免了溶剂型导静电涂料存在局部导电不稳定的缺点。

(2)与配方中直接加碳纤维相比，加改性碳纤维可使配料过程更快捷方便，使纤维在溶液中分散更充分，避免纤维分散不均匀充分造成的导电性不稳定。

(3)与其他导静电填料相比，加入改性碳纤维可使配方中导静电填料量减少，由此可增加其他具有防腐防锈功能的填料量，增加涂料的防腐防锈功能。

(4)本发明可运用到大多数浅色系水性导静电涂料中，增大了客户的选择空间。

(5)本发明中溶剂为去离子水，低成本，绿色环保，响应现国家大力提倡的环保号召。

(6)本次发明为一种新型环氧水性导静电涂料，工艺过程更为简单快捷，成产过程更为安全环保，所制涂层具有稳定的导静电性能与良好的耐腐蚀性能。

具体实施方式

结合具体实施例对本发明加以具体说明，但不局限于此特定实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于本发明的保护范围。其中甲代表甲组分，乙代表乙组分，实施例的数量均为质量份。各个实施例的制备方法如发明内容技术方案所述。

本发明中改性导电纤维浆中加入了两种碳纤维，且两种碳纤维的比例为(10-15)：(3-8)。这是由于水性环氧导静电涂料存在导电性能不稳定的缺陷，若仅仅采用一种碳纤维进行制备，会造成纤维接触不充分，导静电效果不好。且在该比例下的碳纤维的加入时，制备出的改性碳纤维具有良好的导静电优势。

实施例1。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料，由以下原料按质量百分数组成：

去离子水 16.6；

Tech-391w 0.3；

Tech-6076 0.8；

水性环氧乳液 40；

金红石钛白 12.5；

沉淀硫酸钡 6；

绢云母粉 5；

三聚磷酸铝 8；

改性碳纤维 10；

FA-179 0.4；

Tech-245 0.2；

WT-105A 0.2。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂40％、去离子水16.6％、消泡剂Tech-391w 0.2％、分散剂Tech-6076 0.8％按顺序加入容器并分散均匀，然后加入金红石钛白12.5％、沉淀硫酸钡6％、绢云母5％和三聚磷酸铝8％，搅拌均匀并后进行研磨；然后加入改性导电纤维浆10％，搅拌分散均匀；然后加入消泡剂Tech-391w 0.1％和闪蚀抑制剂FA-179 0.4％及基材润湿剂Tech-245 0.2％，搅拌均匀后按粘度要求滴加WT-105A，即得。

所述改性导电纤维浆的制备方法包括以下步骤：将去离子水26％、基材润湿剂Tech-245 1.2％、消泡剂ⅰ Tech-391w 0.2％、分散剂Tech-6076 1.0％、水性环氧树脂YG-EP203 50％，按顺序加入容器，搅拌均匀，然后加入碳纤维ⅰ 12％、碳纤维ⅱ 4.5％，搅拌条件下加入消泡剂ⅱ FoameX810 0.2％、增稠剂ⅰ Bermocoll EBM3000 0.6％，高速搅拌至充分分散，然后滴加增稠剂ⅱ COATEX RHEO 3800 0.3％，使其粘度达到规定要求，最后加入助溶剂丙二醇甲醚4％，形成膏状液体，即得改性导电纤维浆。

实施例2。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料，由以下原料按质量百分数组成：

去离子水 17.6；

Tech-391w 0.3；

Tego-760w 0.8；

水性环氧乳液 42；

金红石钛白 12.5；

沉淀硫酸钡 6；

绢云母粉 5；

三聚磷酸铝 8；

改性碳纤维 7；

FA-179 0.4；

Tech-246 0.2；

WT-105A 0.2。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂42％、去离子水17.6％、消泡剂Tech-391w 0.2％、分散剂Tego-760w 0.8％按顺序加入容器并分散均匀，然后加入金红石钛白12.5％、沉淀硫酸钡6％、绢云母5％和三聚磷酸铝8％，搅拌均匀并后进行研磨；然后加入改性导电纤维浆7％，搅拌分散均匀；然后加入消泡剂Tech-391w 0.1％和闪蚀抑制剂FA-179 0.4％及基材润湿剂Tech-246 0.2％,搅拌均匀后按粘度要求滴加WT-105A，即得。

所述改性导电纤维浆的制备方法与实例1改性导电纤维浆制备方法相同。

实施例3。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料，由以下原料按质量百分数组成：

去离子水 16.6；

Tech-391w 0.3；

Tech-6076 0.8；

水性环氧乳液 35；

金红石钛白 12.5；

沉淀硫酸钡 7；

绢云母粉 6；

三聚磷酸铝 8；

改性碳纤维 13；

FA-579 0.4；

Tego-KL245 0.2；

WT-105A 0.2。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂35％、去离子水16.6％、消泡剂Tech-391w 0.2％、分散剂Tech-6076 0.8％按顺序加入容器并分散均匀，然后加入金红石钛白12.5％、沉淀硫酸钡7％、绢云母6％和三聚磷酸铝8％，搅拌均匀并后进行研磨；然后加入改性导电纤维浆13％，搅拌分散均匀；然后加入消泡剂Tech-391w 0.1％和闪蚀抑制剂FA-579 0.4％及基材润湿剂Tech-245 0.2％,搅拌均匀后按粘度要求滴加WT-105A，即得。

所述改性导电纤维浆的制备方法包括以下步骤：与实例1改性导电纤维浆制备方法相同。

对比例1。

对比例1除将改性导电纤维替换成导电云母粉外，其他均与实施例1保持一致。

一种水性环氧导静电涂料，由以下原料按质量百分数组成：

去离子水 16.6；

Tech-391w 0.2；

Tech-6076 0.8；

水性环氧乳液 40；

金红石钛白 12.5；

绢云母粉 5；

导电云母粉 24；

Tech-391w 0.1；

FA-179 0.4；

Tech-245 0.2；

WT-105A 0.2。

一种新型水性环氧防腐导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂40％、去离子水16.6％、消泡剂Tech-391w 0.2％、分散剂Tech-6076 0.8％按顺序加入容器并分散均匀，然后加入金红石钛白12.5％、绢云母5％，搅拌均匀并后进行研磨；然后加入导电云母粉24％，搅拌分散均匀；然后加入消泡剂Tech-391w 0.1％和闪蚀抑制剂FA-1790.4％及基材润湿剂Tech-245 0.2％,搅拌均匀后按粘度要求滴加WT-105A，即得。

实施例1-3和对比例1涂料的性能指标如表2。

对比例2。

所述改性导电纤维浆的制备方法包括以下步骤：将去离子水26％、基材润湿剂Tech-245 1.2％、消泡剂ⅰTech-391w 0.2％、分散剂Tech-6076 1.0％、水性环氧树脂YG-EP203 50％，按顺序加入容器，搅拌均匀，然后加入碳纤维ⅰ和碳纤维ⅱ共计16.5％，搅拌条件下加入消泡剂ⅱFoameX810 0.2％、增稠剂ⅰBermocoll EBM3000 0.6％，高速搅拌至充分分散，然后滴加增稠剂ⅱCOATEX RHEO 3800 0.3％，使其粘度达到规定要求，最后加入助溶剂丙二醇甲醚4％，形成膏状液体，即得改性导电纤维浆。

将碳纤维ⅰ：碳纤维ⅱ的质量比进行调整，通过一系列实验发现，当两者的比例为(10-15)：(3-8)，此时制备出的改性导电纤维浆加入涂料中得到的涂膜效果最佳，这是由于水性环氧导静电涂料存在导电性能不稳定的缺陷。若仅仅采用碳纤维ⅰ或碳纤维ⅱ加入进行制备，会造成碳纤维接触不充分，导静电效果不好。且在该比例下的碳纤维的加入时，制备出的改性碳纤维具有良好的导静电优势。对具有代表性的不同比例的碳纤维下的制备出的涂料的抗静电能力如下表所示。

实验中发现，当碳纤维ⅰ：碳纤维ⅱ的质量比12:4.5时，此时制备出的改性导电纤维浆加入到涂料中后，涂料的稳定性和涂膜的导静电性能均达到最佳效果。

Claims (9)

1.一种新型水性环氧防腐导静电涂料，由以下原料按质量百分数组成：水性环氧乳液33-43%、去离子水 10-20%、消泡剂0.2-0.5%、分散剂 0.5-0.8%、金红石钛白 10-15%、沉淀硫酸钡 5-12%、绢云母 2-7%、三聚磷酸铝 5-12%、改性导电纤维浆 5-15%、消泡剂ⅰ 0.1-0.2%、闪蚀抑制剂 0.3-0.6%、基材润湿剂 0.1-0.5%、增稠剂A 0.1-0.5%。

2.根据权利要求1所述的改性导电纤维浆，其特征在于，由以下原料按质量百分比组成：去离子水 20-40%、基材润湿剂 1-2%、消泡剂ⅰ 0.1-0.5%、分散剂0.8-1.5%、水性环氧树脂40-60%、碳纤维ⅰ 10-15%、碳纤维ⅱ 3-8%、消泡剂ⅱ 0.1-0.4%、增稠剂 ⅰ0.5-1%、增稠剂ⅱ0.1-0.4%、助溶剂2-5%。

3.根据权利要求2所述的改性导电纤维浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将去离子水 20-40%、基材润湿剂 1-2%、消泡剂ⅰ 0.1-0.5%、分散剂0.8-1.5%、水性环氧树脂40-60%按顺序加入容器，搅拌均匀；然后加入碳纤维ⅰ 10-15%、碳纤维ⅱ 3-8%，搅拌条件下加入消泡剂ⅱ 0.1-0.4%、增稠剂 ⅰ0.5-1.0%，高速搅拌至充分分散，然后滴加增稠剂 ⅱ0.1-0.4%，使其粘度达到规定要求，最后加入助溶剂2-5%，形成膏状液体，即得改性导电纤维浆。

4.根据权利要求1所述的新型水性环氧防腐导静电涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将水性环氧树脂33-43%、去离子水 10-20%、消泡剂ⅰ 0.2-0.5%、分散剂 0.5-0.8%按顺序加入容器并分散均匀，然后加入金红石钛白 10-15%、沉淀硫酸钡 5-12%、绢云母 2-7%和三聚磷酸铝 5-12%，搅拌均匀并后进行研磨；然后加入改性导电纤维浆 5-15%，搅拌分散均匀；然后加入消泡剂ⅰ0.1-0.2%和闪蚀抑制剂 0.3-0.6%及基材润湿剂 0.1-0.5%，搅拌均匀后按粘度要求滴加增稠剂A 0.1-0.5%，即得。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述研磨过程中控制研磨温度在20-70℃，细度达40微米以下。

6.根据权利要求1所述的新型水性环氧防腐导静电涂料，其特征在于，所述水性环氧乳液为YG-EP203水性环氧乳液，固含量为50±2%；所述金红石钛白为国产，质量标准国标；所述沉淀硫酸钡为国产，质量标准国标；所述绢云母粉为国产，目数为1205目；所述消泡剂ⅰ为有机硅类消泡剂，型号为Tech-391w；所述分散剂为Tech-6076或Tego-760w；所述闪电抑制剂为FA-179或FA-579；所述基材润湿剂为Tech-245、Tech-246或Tego-KL245；所述增稠剂A为缔合型聚氨酯类增稠剂，优选为WT-105A。

7.根据权利要求2所述的改性导电纤维浆，其特征在于，所述水性环氧树脂为YG-EP203；所述碳纤维ⅰ规格为3mm；所述碳纤维ⅱ规格为1mm；所述消泡剂ⅰ为有机硅类消泡剂，型号为Tech-391w；所述消泡剂ⅱ为聚醚硅氧烷类高效水性消泡剂，优选为FoameX810；所述增稠剂 ⅰ为羟乙基纤维素，是一种非离子型水性增稠剂，优选为Bermocoll EBM3000；所述增稠剂 ⅱ为疏水改性碱溶涨类增稠剂，优选为COATEX RHEO 3800增稠剂；所述助溶剂为丙二醇甲醚；所述分散剂为Tech-6076或Tego-760w。

8.一种新型水性环氧防腐导静电涂料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：搅拌条件下将水性环氧固化剂加入新型水性环氧防腐导静电涂料中，用去离子水调至适合粘度，涂膜按照GB/T 1727-1992标准制备，即可获得表面光滑、物理性能优良的漆膜；其中新型水性环氧防腐导静电涂料与水性环氧固化剂质量比为100：（15~20）。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述水性环氧树脂固化剂为阳离子型，型号为YG-EG040。