CN110330880A - 一种防腐涂料、制备方法及应用方法 - Google Patents

一种防腐涂料、制备方法及应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的防腐涂料，使用异氰酸酯对聚四氢呋喃多元醇进行改性，得到端羟基的异氰酸酯预聚物；将所述端羟基预聚物与聚天门冬氨酸进行复配，并加入防锈颜填料、助剂、稀释剂进行混合、研磨，得到所述防腐涂料的A组分；将所述端异氰酸酯预聚物与固化剂进行复配，并加入稀释剂，得到所述防腐涂料的B组分，本发明提供的防腐涂料，以聚四氢呋喃多元醇对聚天门冬酸酯进行改性，因聚四氢呋喃多元醇具有优异的低温性能、耐水性、耐磨性、耐霉菌、耐油性，且无酸值不会与含有大量仲氨基的聚天门冬氨酸酯发生反应，从而可以制备出一种防腐性能优异、适用范围广阔且经济合理的新型环保防腐材料。

Description

一种防腐涂料、制备方法及应用方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料组合物技术领域，特别涉及一种防腐涂料、制备方法及其应用。
背景技术
我国每年因金属材料腐蚀造成的经济损失非常严重，约占国民生产总值的5％左右，造成大量的基础设施设备报废，成为最主要的设备损失原因。我国当前的腐蚀损失要高于发达国家水平，国际上普遍认同海洋腐蚀造成的损失要远大于自然灾害造成的损失。从防腐处理的经济性来看，采用防腐涂料是最为经济和有效的方法。传统防腐涂料多为溶剂型涂料，存在VOC排放量大，污染环境，防腐寿命较短等缺点，因此为了满足新兴海洋工程、现代交通运输、能源工业、大型化工企业、重要市政设施等特殊防腐要求，开发一种新型长效防腐涂料迫在眉睫。
聚天门冬氨酸酯聚脲材料被称为第三代聚脲材料，该材料是无溶剂新型聚脲防腐涂料，可手工刷涂或机械喷涂，具有VOC排量少、机械性能好、耐酸碱盐、耐海水、耐腐蚀、耐老化以及施工方便快捷等优点。涂料固化后能形成一种高交联密度、耐磨、光泽高、颜色鲜艳的涂膜，既可以作为单一防护涂层直接涂覆在基材表面；也可作为其他芳香族聚脲、聚氨酯的配套面漆使用，近年来聚天门冬氨酸酯聚脲防腐涂料在海洋等重防腐领域得到了广泛的应用。
然而作为防腐材料，聚天门冬氨酸酯聚脲还存在以下问题：
1.该材料对温度很敏感，会出现“热粘冷脆”问题，当温度低于-10时其韧性很差，当温度高于70℃时又会出现表面发粘、耐沾污性差的问题。
2.聚天门冬氨酸酯为马来酸酯与胺的加成物，常规的的聚天门冬氨酸酯的分子量小极性强，易溶于水。因此当聚天门冬氨酸酯聚脲固化时，不可避免的会残存少量的聚天门冬氨酸酯单体，这些单体的存在会降低其防腐性能。
3.聚天门冬氨酸酯的价格较高，限制了在市场上的大规模应用推广。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种防腐性能优异、适用范围广阔且经济合理的新型环保防腐材料的防腐涂料。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
使用异氰酸酯对聚四氢呋喃多元醇进行改性，得到端羟基的异氰酸酯预聚物；
将所述端羟基预聚物与聚天门冬氨酸进行复配，并加入防锈颜填料、助剂、稀释剂进行混合、研磨，得到所述防腐涂料的A组分；
将所述端异氰酸酯预聚物与固化剂进行复配，并加入稀释剂，得到所述防腐涂料的B组分。
在一些较佳的实施例中，所述聚四氢呋喃多元醇的分子量在250-1000之间。
在一些较佳的实施例中，所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯，所述脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基而异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或1,4环己烷二异氰酸酯中的一种。
在一些较佳的实施例中，所述端羟基四氢呋喃预聚物的羟基含量在0.5％-3.0％之间。
在一些较佳的实施例中，所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂、光稳定剂、分子筛或防沉剂，所述润湿分散剂为高分子量脂肪酸衍生物，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷、高分子聚合物类、氟改性聚合物消泡剂中的一种或几种组合物，所述流平剂为聚醚硅烷共聚物、丙烯酸酯中、有机氟改性丙烯酸酯中的一种或几种组合物，所述基材润湿剂为改性有机硅类基材润湿剂，所述光稳定助剂为二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、羟基苯基均三嗪、草酰苯胺类中的一种或几种组合物，所述防锈颜填料为氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、多聚磷酸锌、多聚磷酸铝、磷钼酸锌、复合铁太粉、云母氧化铁、云母粉中的一种或几种复配物，所述分子筛规格为3A或4A，所述防沉剂为疏水改性气相二氧化硅。
在一些较佳的实施例中，所述稀释剂为氨酯级非芳烃类稀释剂，所述氨酯级非芳烃类稀释剂为醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸正丙酯、醋酸乙酯、环己酮或CAC中至少一种。
在一些较佳的实施例中，所述固化剂为HDI三聚体或缩二脲。
另一方面，本发明还提供了一种防腐涂料，所述的防腐涂料的制备方法制备而成。
此外，本发明还提供了一种防腐涂料的应用方法，所述的防腐涂料，在使用时按照所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10进行配比使用。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的防腐涂料，使用异氰酸酯对聚四氢呋喃多元醇进行改性，得到端羟基的异氰酸酯预聚物；将所述端羟基预聚物与聚天门冬氨酸进行复配，并加入防锈颜填料、助剂、稀释剂进行混合、研磨，得到所述防腐涂料的A组分；将所述端异氰酸酯预聚物与固化剂进行复配，并加入稀释剂，得到所述防腐涂料的B组分，本发明提供的防腐涂料，以聚四氢呋喃多元醇对聚天门冬酸酯进行改性，因聚四氢呋喃多元醇具有优异的低温性能、耐水性、耐磨性、耐霉菌、耐油性，且无酸值不会与含有大量仲氨基的聚天门冬氨酸酯发生反应，从而可以制备出一种防腐性能优异、适用范围广阔且经济合理的新型环保防腐材料。
此外，本发明提供的防腐涂料，对聚四氢呋喃多元醇进行改性，从而克服了因聚四氢呋喃多元醇的极性较低，与聚天门冬氨酸酯的相容性较差的问题，改善二者的相容性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1提供的防腐涂料的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明提供的一种防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
步骤S110：使用异氰酸酯对聚四氢呋喃多元醇进行改性，得到端羟基的异氰酸酯预聚物；
在一些较佳的实施例中，所述聚四氢呋喃多元醇的分子量在250-1000之间，例如可以为如美国INVISTA公司的Terathane250、Terathane1000，日本三菱化学的PTMG650、PTMG850、PTMG1000，山西三维集团的PTG250等。
在一些较佳的实施例中，所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯，所述脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基而异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或1,4环己烷二异氰酸酯中的一种。
在一些较佳的实施例中，所述端羟基四氢呋喃预聚物的羟基含量在0.5％-3.0％之间。
可以理解，本发明用适量的异氰酸酯对聚四氢呋喃多元醇进行改性，制备出端羟基的异氰酸酯预聚物，从而可以调整聚四氢呋喃多元醇的极性，使之与聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂有良好的相容性，为后续配漆做好准备。
步骤S120：将所述端羟基预聚物与聚天门冬氨酸进行复配，并加入防锈颜填料、助剂、稀释剂进行混合、研磨，得到所述防腐涂料的A组分。
在一些较佳的实施例中，所述的防锈颜填料为氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、多聚磷酸锌、多聚磷酸铝、磷钼酸锌、复合铁太粉、云母氧化铁、云母粉中的一种或几种复配物，其细度为800目至5000目。
在一些较佳的实施例中，所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂、光稳定剂、分子筛或防沉剂。
在一些较佳的实施例中，所述润湿分散剂为高分子量脂肪酸衍生物，如TegoDispers610、BYK163、BYK110、EFKA4010等。
在一些较佳的实施例中，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷、高分子聚合物类、氟改性聚合物消泡剂中的一种或几种组合物，如Tego FoamexN、Airex900、BYK141、Airex940、BYK066N等。
在一些较佳的实施例中，所述流平剂为聚醚硅烷共聚物、丙烯酸酯中、有机氟改性丙烯酸酯中的一种或几种组合物，如德谦839、Tego410、Tego450、TegoZFS460、Tego300、Tego425、BYK333等。
在一些较佳的实施例中，所述基材润湿剂为改性有机硅类基材润湿剂，如Tego260、Tego270等。
在一些较佳的实施例中，所述光稳定助剂为二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、羟基苯基均三嗪、草酰苯胺类中的一种或几种组合物，如汽巴Tinuvin900、GivsorbUV-2、UV-326、UV-328、UV-1164等。
在一些较佳的实施例中，所述分子筛规格为3A或4A。
在一些较佳的实施例中，所述防沉剂为疏水改性气相二氧化硅，如德固萨AEROSILR972、AEROSIL R974等。
步骤S130：将所述端异氰酸酯预聚物与固化剂进行复配，并加入稀释剂，得到所述防腐涂料的B组分。
在一些较佳的实施例中，所述稀释剂为氨酯级非芳烃类稀释剂，所述氨酯级非芳烃类稀释剂为醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸正丙酯、醋酸乙酯、环己酮或CAC中至少一种。
在一些较佳的实施例中，所述固化剂为HDI三聚体或缩二脲，如科思创N3390、N100、N3300、N75、巴斯夫Hi-100等。
具体地，本发明防腐涂料的制备方法，包括的各个物质组份如下：
在实际应用中，所述的防腐涂料，在使用时按照所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10进行配比使用。
本发明提供的防腐涂料，使用异氰酸酯对聚四氢呋喃多元醇进行改性，得到端羟基的异氰酸酯预聚物；将所述端羟基预聚物与聚天门冬氨酸进行复配，并加入防锈颜填料、助剂、稀释剂进行混合、研磨，得到所述防腐涂料的A组分；将所述端异氰酸酯预聚物与固化剂进行复配，并加入稀释剂，得到所述防腐涂料的B组分，本发明提供的防腐涂料，以聚四氢呋喃多元醇对聚天门冬酸酯进行改性，因聚四氢呋喃多元醇具有优异的低温性能、耐水性、耐磨性、耐霉菌、耐油性，且无酸值不会与含有大量仲氨基的聚天门冬氨酸酯发生反应，从而可以制备出一种防腐性能优异、适用范围广阔且经济合理的新型环保防腐材料。
实施例1
本实施例中改性聚天门冬氨酸酯防腐涂料的配方组成及制备过程如下所示：
(1)端羟基预聚物的制备：将600份PTMEG1000投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入100份IPDI，在80℃下反应2小时，制得羟基含量为0.73％的端羟基异氰酸酯预聚物。
(2)防腐涂料A组分的制备：将300份F525聚天门冬氨酸酯树脂；400份上述的端羟基预聚物；5份润湿分散剂BYK110；1份消泡剂Airex900；2份基材润湿剂WET270；100份防锈颜填料；5份光稳定剂Tinuvin900；1份防沉剂AEROSIL R972；20份3a分子筛；20份醋酸丁酯。按照上述比例依次加入到分散罐中，高速搅拌分散均匀后，研磨至规定细度即可过滤、包装出料。
(3)制备B组分时，按照重量比250份固化剂N3390；20份稀释剂，搅拌混合均匀即可过滤包装出料。
实施例2
本实施例中改性聚天门冬氨酸酯防腐涂料的配方组成及制备过程如下所示：
(1)端羟基预聚物的制备：将600份PTMEG1000投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入100份IPDI，在80℃下反应2小时，制得羟值为0.73％的端羟基异氰酸酯预聚物。
(2)防腐涂料A组分的制备：将500份NH1420聚天门冬氨酸酯树脂；200份上述的端羟基预聚物；20份润湿分散剂EFKA4010；5份消泡剂BYK141；200份防锈颜填料；5份光稳定剂Tinuvin900，5份GivsorbUV-2；5份防沉剂AEROSIL R974；10份3a分子筛；150份醋酸丁酯。按照上述比例依次加入到分散罐中，高速搅拌分散均匀后，研磨至规定细度即可过滤、包装出料。
(3)制备B组分时，按照重量比150份固化剂N3300；100份丙二醇甲醚醋酸酯，搅拌混合均匀即可过滤包装出料。
实施例3
本实施例中改性聚天门冬氨酸酯防腐涂料的配方组成及制备过程如下所示：
(1)端羟基预聚物的制备：将400份PTMEG650投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入50份HXDI，在80℃下反应2小时，制得羟值为2.70％的端羟基异氰酸酯预聚物。
(2)防腐涂料A组分的制备：将340份NH2850聚天门冬氨酸酯树脂；270份上述的端羟基预聚物；5份润湿分散剂TegoDispers610；4份消泡剂BYK066N；120份颜填料；5份光稳定剂UV-328、2份UV-1164；2份防沉剂AEROSIL R974；17份3a分子筛；50份醋酸丁酯。按照上述比例依次加入到分散罐中，高速搅拌分散均匀后，研磨至规定细度即可过滤、包装出料。
(3)制备B组分时，按照重量比200份固化剂巴斯夫Hi-100；50份丙二醇甲醚醋酸酯，搅拌混合均匀即可过滤包装出料。
实施例4
本实施例中改性聚天门冬氨酸酯防腐涂料的配方组成及制备过程如下所示：
(1)端羟基预聚物的制备：将370份PTMG850投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入50份HMDI，在80℃下反应2小时，制得羟值为1.98％的端羟基异氰酸酯预聚物。
(2)防腐涂料A组分的制备：将431份F525聚天门冬氨酸酯树脂；296份上述的端羟基预聚物；3份润湿分散剂BYK110；1份消泡剂Airex900；200份颜、填料；6份光稳定剂Tinuvin900；3份防沉剂AEROSIL R974；20份4a分子筛；20份醋酸丁酯。按照上述比例依次加入到分散罐中，高速搅拌分散均匀后，研磨至规定细度即可过滤、包装出料。
(3)制备B组分时，按照重量比140份固化剂N75；20份醋酸正丙酯，40份环己酮，搅拌混合均匀即可过滤包装出料。
实施例5
本实施例中改性聚天门冬氨酸酯防腐涂料的配方组成及制备过程如下所示：
(1)端羟基预聚物的制备：将240份PTMEG1000投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～1.5小时，解除真空，降温至40℃以下加入120份XDI，在80℃下反应2小时，制得羟值为3.00％的端羟基异氰酸酯预聚物。
(2)防腐涂料A组分的制备，将380份F420聚天门冬氨酸酯树脂；270份上述的端羟基预聚物；14份润湿分散剂BYK110；7份消泡剂Airex940；170份颜、填料；5份光稳定剂Tinuvin900；2.5份防沉剂AEROSIL R972；20份4a分子筛；20份醋酸正丙酯。按照上述比例依次加入到分散罐中，高速搅拌分散均匀后，研磨至规定细度即可过滤、包装出料。
(3)制备B组分时，按照重量比250份固化剂N100；100份醋酸丁酯，搅拌混合均匀即可过滤包装出料。
上述实施例1-5所制备的改性聚天门冬氨酸酯防腐涂料的主要性能指标如表2所示：
当然本发明的防腐涂料还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (9)

1.一种防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
使用异氰酸酯对聚四氢呋喃多元醇进行改性，得到端羟基的异氰酸酯预聚物；
将所述端羟基预聚物与聚天门冬氨酸进行复配，并加入防锈颜填料、助剂、稀释剂进行混合、研磨，得到所述防腐涂料的A组分；
将所述端异氰酸酯预聚物与固化剂进行复配，并加入稀释剂，得到所述防腐涂料的B组分。
2.如权利要求1所述的防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述聚四氢呋喃多元醇的分子量在250-1000之间。
3.如权利要求1所述的防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯，所述脂肪族异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基而异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或1,4环己烷二异氰酸酯中的一种。
4.如权利要求1所述的防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述端羟基四氢呋喃预聚物的羟基含量在0.5％-3.0％之间。
5.如权利要求1所述的防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂、光稳定剂、分子筛或防沉剂，所述润湿分散剂为高分子量脂肪酸衍生物，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷、高分子聚合物类、氟改性聚合物消泡剂中的一种或几种组合物，所述流平剂为聚醚硅烷共聚物、丙烯酸酯中、有机氟改性丙烯酸酯中的一种或几种组合物，所述基材润湿剂为改性有机硅类基材润湿剂，所述光稳定助剂为二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、羟基苯基均三嗪、草酰苯胺类中的一种或几种组合物，所述防锈颜填料为氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、多聚磷酸锌、多聚磷酸铝、磷钼酸锌、复合铁太粉、云母氧化铁、云母粉中的一种或几种复配物，所述分子筛规格为3A或4A，所述防沉剂为疏水改性气相二氧化硅。
6.如权利要求1所述的防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为氨酯级非芳烃类稀释剂，所述氨酯级非芳烃类稀释剂为醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸正丙酯、醋酸乙酯、环己酮或CAC中至少一种。
7.如权利要求1所述的防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述固化剂为HDI三聚体或缩二脲。
8.一种防腐涂料，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的防腐涂料的制备方法制备而成。
9.一种防腐涂料的应用方法，其特征在于，权利要求1-7任一项所述的防腐涂料，在使用时按照所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10进行配比使用。
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