CN111454640A - 一种含羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料 - Google Patents

一种含羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含有羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料；其组分和质量份数为环氧树脂和固化剂占50‑65份；羟基苯基酮类化合物1‑10份；颜填料占30‑45份；助剂占3‑10份。所述的羟基苯基酮类化合物是指邻羟基苯基酮类化合物或3‑羟基苯基酮类化合物。本发明率先提供了一种含有羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料；能够明显提高涂层的抗阴极剥离能力。在满足95℃水煮附着力1级、零下30℃耐弯曲性大于3度的前提下，抗阴极剥离能力能够达到65℃，30天的R值为5mm左右，性能优异能够应用于重污染的环境中。

Description

一种含羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料
技术领域
本发明涉及粉末涂料领域，确切地说是管道防腐粉末涂料领域。
背景技术
金属腐蚀对国民经济造成很大的损失，据统计结果显示，每年由于金属腐蚀造成的经济损失占国民生产总值的4％左右。这些损失还不包括腐蚀损坏的金属设施的后期处理(搬运、修复、销毁等)所造成的人力、物力的损失，所以金属的防腐是一项利国利民的大事。金属防腐采取的主要途径就是在金属表面涂敷一层防腐涂层用以延长金属管道使用寿命。
环氧粉末涂料在防腐领域特别是重防腐领域中占据着非常重要的地位。国外早在上世纪60年代就已经将环氧粉末用于工业化生产了，我国发展较晚，直到上世纪90年代中期才进入工业化生产阶段，并且应用于“西气东输”等重大工程，至今仍在服役。说明环氧粉末涂料用于管道防腐的可靠性是有保障的。
防腐环氧粉末涂料的组成包括环氧树脂、固化剂、填料、流平剂以及各种功能助剂等。其中环氧树脂，固化剂、填料、流平剂属于热固性粉末涂料必须添加的原材料，所占比例基本也大同小异，相关的专利以及文献报道也不少。但是，防腐环氧粉末涂料中的助剂是非常关键的一类物质，起着至关重要的作用。能够实现涂料的某些特殊功能，比如煤气瓦斯管道所用的涂料需要阻燃和导电的特性，这是就需要加入合适的阻燃剂和导电剂等助剂，再如，防滑粉末涂料中需要加入砂纹剂来提高涂层表面粗糙度的，耐磨涂料中加入玻璃微粉或者陶瓷粉提高涂层的耐磨性能等等。
随着科技不断发展，对环氧粉末涂料的质量要求越来越高。为了延长管道的使用寿命，在管道铺设过程中要对管道采取阴极保护的处理。所以在环氧涂层性能中有一项非常重要的技术指标，那就是涂层的抗阴极剥离能力。国内外也有相关文献报道，采取一些方法来提高涂层的抗阴极剥离能力。比如专利[1-2]中通过硅烷偶联剂处理的方法提高涂层的抗阴极剥离能力，该类方法需要将硅烷偶联剂和填料预处理后使用，增加了制备环节。还有采用加入抗腐蚀的缓蚀试剂的方法，该类物质的作用机理是这类物质能够溶于水，当金属表面裸露在空气中后，金属表面会吸附一定的水，该物质会溶解在水中，形成一层钝化膜阻挡金属表面的进一步腐蚀。常用的缓蚀剂包括钼酸盐、磷酸盐、钨酸盐以及有机缓蚀剂苯并三氮唑等。这种通过加入缓蚀剂的方法具有一定的局限性，因为在涂层中间的缓蚀剂无法到达金属基材表面形成钝化膜来保护基材的进一步腐蚀。Karan[3]等人研究了将缓蚀剂负载到高岭土纳米管结构中，然后将该物质掺杂到环氧涂料体系中，通过纳米管释放缓蚀剂抑制阳极活性，从而防止涂层进一步腐蚀来达到抑制涂层腐蚀。这种方法可以在一定程度上解决缓蚀剂释放到基材表面的问题，但是操作比较复杂。
参考文献
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[3]Karan T.,Khanna,S.R.,Siva B.,Smart Anti-corrosive Self-healingCoatings Using Halloysite Nanotubes as Host for Entrapment of CorrosionInhibitors,Corrosion&Prevention,2015.
发明内容
根据现有技术的问题，本发明率先提出了一种含羟基苯基酮类化合物的防腐环氧粉末涂料。采用的方法是直接将该物质加入到涂料的配方中，操作过程简单，提高涂层抗阴极剥离的效果明显。该物质的分子结构中包含酚羟基和酮羰基，其结构通式如下：
Figure BDA0002500696400000021
其中酚羟基可以与环氧基结合，酮羰基可以在金属表面形成氢键提高金属与环氧涂层的粘结强度，从而提高涂层的抗阴极剥离能力。
本发明的技术方案如下：
一种含有羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料；其组分和质量份数如下：
环氧树脂和固化剂占50-65份；
羟基苯基酮类化合物1-10份；
颜填料占30-45份；
助剂占3-10份。
所述的羟基苯基酮类化合物是指邻羟基苯基酮类化合物或3-羟基苯基酮类化合物。
所述的羟基苯基酮类化合物包括邻羟基苯基苯丙酮、3-羟基苯乙酮或3-羟基苯丙酮。
所述的羟基苯基酮类化合物是指邻羟基苯基酮类化合物、3-羟基苯基酮类化合物，例如邻羟基苯基苯丙酮、3-羟基苯乙酮和3-羟基苯丙酮及其衍生物；其结构式如下：
Figure BDA0002500696400000031
所述的羟基苯基酮类化合物含量优选3-5份。
具体说明如下：
本发明率先提供了一种含有羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料。在防腐环氧粉末涂料的原材料占比中，羟基苯基酮类化合物3-5份，环氧树脂和固化剂占50-65份，颜填料占30-45份，助剂占3-10份。本专利率先引入了一种羟基苯基酮类化合物，该类物质加入到防腐环氧粉末涂料体系中能够明显提高涂层的抗阴极剥离能力。
所述的环氧树脂是指双酚A环氧树脂，含有40-50份，具体型号包括国内的E-12，604，904H,504以及陶氏664U等。
所述的固化剂为多酚类固化剂和2-甲基咪唑，含有10-15份。
所述的颜填料包括颜料和填料，其中填料为硅灰石、云母、硫酸钡、硅微粉、硅藻土、高岭土以及纳米级氧化硅、氧化铝等，所述的颜料包括：钛白粉、酞青蓝、酞青绿、群青等。
所述助剂包括流平剂、增韧剂、脱气剂、偶联剂、流化促进剂等。其中流平剂含有0.5-2份，具体为钛酸酯类流平剂，增韧剂含有0.5-2份，具体为改性丁腈橡胶类增韧剂，脱气剂含有0.5-2，具体为安息香，偶联剂含有1-2份，具体为硅烷偶联剂，流化促进剂含0.5-2份，具体为聚乙烯蜡粉。
本发明所述的种含有羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料的制备方法，采用通用方法即可，也可以采用如下方法：包括如下步骤：
首先，称取环氧树脂和固化剂50-65份，颜填料30-45份，助剂3-10份，羟基苯基酮类化合物3-5份；将称好的物料加入带粉碎的高速混合机中混合8-10分钟；搅拌速度为800～1000r/min.
然后，将混合后的原料加入双螺杆挤出设备中，挤出温度控制在100～120℃，挤出后冷却进行初步破碎；
最后，将挤出、破碎所得物料加入磨粉机中粉碎，然后选用适合的筛网过筛后得到产品。研磨粉碎过筛后粉末颗粒的粒度控制在D50为40～50μm；
物的管道防腐环氧粉末涂料涂层的制备方法，采用通用方法即可，也可以采用如下方法：
第一步，处理基材表面，使表面达到标准要求的Sa2.5级，表面的锚纹深度达到40～100μm范围，银灰色外观；
第二步，预热样块，将处理好的样块放入预先调好温度的烘箱中进行预热，预热温度200～230℃，预热时间30～40min；
第三步，静电喷涂，喷涂厚度大约300～400μm；
第四步，固化成膜，将喷涂好的样块放入预先调好温度的烘箱中进行固化，固化温度200℃，固化时间5min；
第五步，冷却待测。
本发明的一种含有羟基苯基酮类化合物的管道防腐粉末涂料在满足95℃水煮附着力1级、零下30℃耐弯曲性大于3度的前提下，抗阴极剥离能力能够达到65℃，30天的R值为5mm左右，性能优异能够应用于重污染的环境中。
具体实施方式
下面以具体案例的方式对本发明做进一步的详细说明。本发明所描述的实施例子仅仅是本发明一部分实施实例，而不是全部的实施实例。基于本发明中的实施实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，按照本发明的思想进行的相应比例的调整所获得的所有其它实施实例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
以下实施实例中所用的双酚A环氧树脂为宏昌化工生产的904H环氧树脂以及长春化工的504以及国产的604；所用的固化剂为多酚类固化剂和2-甲基咪唑；所用的颜填料为硅灰石、硅藻土、硅微粉、酞青绿和钛白粉；所述助剂包括流平剂、增韧剂、脱气剂、偶联剂、流化促进剂等。其中流平剂为钛酸酯类流平剂，增韧剂为改性丁腈橡胶类增韧剂，脱气剂为安息香，偶联剂为硅烷偶联剂，流化促进剂为聚乙烯蜡粉。所用的羟基苯基酮类化合物为邻羟基苯基苯丙酮和3-羟基苯丙酮。
按照所述的制备防腐环氧粉末的过程制备含有羟基苯基酮类化合物的防腐环氧粉末涂料，并按照所述的第一步至第五步的过程制备测试样件。按照GB/T23257-2017标准测试涂层抗阴极剥离性能、附着力、耐弯曲等性能。具体配方以及相应的测试性能列于表1中。
表1具体实施案例配方以及性能测试结果
Figure BDA0002500696400000041
Figure BDA0002500696400000051
实施例2
表2具体实施案例配方以及性能测试结果
Figure BDA0002500696400000052
Figure BDA0002500696400000061
表1、表2中涂层性能的测试结果显示，在不添加羟基苯基酮类化合物的涂层的抗阴极剥离为10mm以上，而添加了羟基苯基酮类化合物的涂层的抗阴极剥离能力具有明显的提高，基本控制在5mm左右，而且不影响涂层其它性能。
本发明公开和提出的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种含有羟基苯基酮类化合物的管道防腐环氧粉末涂料；其特征是组分和质量份数如下：
环氧树脂和固化剂占50-65份；
羟基苯基酮类化合物1-10份；
颜填料占30-45份；
助剂占3-10份。
2.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是所述的羟基苯基酮类化合物是指邻羟基苯基酮类化合物或3-羟基苯基酮类化合物。
3.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是羟基苯基酮类化合物包括邻羟基苯基苯丙酮、3-羟基苯乙酮或3-羟基苯丙酮。
4.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是羟基苯基酮类化合物含量3-5份。
5.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是所述的环氧树脂是指双酚A环氧树脂，包括国内的E-12、604、904H、504或陶氏664U。
6.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是所述的固化剂为多酚类固化剂或2-甲基咪唑。
7.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是所述的颜填料包括颜料和填料，其中填料为硅灰石、云母、硫酸钡、硅微粉、硅藻土、高岭土以及纳米级氧化硅或氧化铝；所述的颜料包括钛白粉、酞青蓝、酞青绿或群青。
8.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是所述助剂包括流平剂、增韧剂、脱气剂、偶联剂或流化促进剂的一种或几种。
9.如权利要求1所述的环氧粉末涂料；其特征是其中流平剂含有0.5-2份，具体为钛酸酯类流平剂；增韧剂含有0.5-2份，具体为改性丁腈橡胶类增韧剂；脱气剂含有0.5-2，具体为安息香；偶联剂含有1-2份，具体为硅烷偶联剂；流化促进剂含0.5-2份，具体为聚乙烯蜡粉。
10.如权利要求1所述的环氧粉末涂料应用于防腐粉末涂料。
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