CN111978815A - 水性环氧沥青涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水性环氧沥青涂料，包含组分A和组分B，其中组分A由以下重量份数的原材料组成：去离子水：15‑18份，PH调节剂：0.2‑0.5份，防流挂助剂：0.3‑0.5份，润湿剂：0.2‑0.3份，分散剂：1.1‑1.3份，消泡剂：0.1‑0.2份，滑石粉：3‑5份，沉淀硫酸钡：10‑13份，碳黑：0.5份，氧化铁黑：6‑10份，防锈颜料：3‑5份，环氧树脂：24‑28份，硅溶胶：4‑6份，丙二醇甲醚：1‑2份，流平剂：0.2‑0.4份，防闪锈剂：0.4‑0.6份，增稠剂：0.7‑1份，乳化沥青：15‑20份，偶联剂：2‑3份；组分B：脂肪胺改性聚酰胺聚合物；所述组分A与组分B的质量比为12：1。该涂料一次喷涂成膜厚度可达150μm，且具有优异的耐腐蚀性、抗流挂性能及耐化学品性能。

Description

水性环氧沥青涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及水性环氧沥青涂料，同时，本发明还 涉及该涂料的制备方法。
背景技术
随着大众对环境保护的要求越来越迫切和严格，开发出低耗能、低污染、 高性能的水性化重防腐涂料已成为了当前研究的热点之一。而水性重防腐涂料 研发的关键在于水溶性成膜树脂的开发，目前水性环氧、水性氟碳以及水性聚 氨酯等防腐涂料已研制成功。符合国家“高效、经济、环保、安全、节能”的发 展原则，具有十分广阔的应用前景。现已广泛用于水下钢结构和水泥构件的防 腐防渗漏，地下管道及贮气柜下部水槽的防护；高温地区沿海、盐场的各种机 械防腐；化工及其他管道的外壁防腐。它还适用于长年潮湿环境或施工环境潮 湿的底材表面及涂膜要求韧性较高的部件
传统涂料生产需要大量的有机溶剂，涂膜时有机溶剂挥发形成挥发性有机 化合物(VOC)，造成环境污染。
发明内容
本发明提供一种水性环氧沥青涂料，该涂料具有优异的耐腐蚀性和抗流挂 性能及低VOC含量。
一种水性环氧沥青涂料，包含组分A和组分B，其中组分A由以下重量 份数的原材料组成：
去离子水：15-18份，PH调节剂：0.2-0.5份，防流挂助剂：0.3-0.5份， 润湿剂：0.2-0.3份，分散剂：1.1-1.3份，消泡剂：0.1-0.2份，滑石粉：3-5 份，沉淀硫酸钡：10-13份，碳黑：0.5份，氧化铁黑：6-10份，防锈颜料：3- 5份，环氧树脂：24-28份，硅溶胶：4-6份，丙二醇甲醚：1-2份，流平剂： 0.2-0.4份，防闪锈剂：0.4-0.6份，增稠剂：0.7-1份，乳化沥青：15-20份，偶 联剂：2-3份；
组分B：脂肪胺改性聚酰胺聚合物；
所述组分A和组分B的质量比为12：1。
进一步的，所述的PH调节剂为甲基硅醇钾。
进一步的，所述的分散剂为季铵盐类分散剂。
进一步的，所述防流挂助剂为
Figure BDA0002617268770000021
所述的增稠剂为PUR 62。
进一步的，所述的环氧树脂为AB-EP-20-W53环氧树脂。
进一步的，所述的防锈颜料为APW-1。
进一步的，所述的硅溶胶占环氧树脂的20％。
进一步的，所述的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
进一步的，所述的组分B为美国亨斯曼公司ARADER 3986。
上述的水性环氧沥青涂料制备方法，按原材料配方依次将去离子水、PH 调节剂、防流挂助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂加入搅拌罐中，600r/min中 速搅拌30min，然后在600r/min搅拌中将滑石粉、沉淀硫酸钡、碳黑、氧化 铁黑、防锈颜料加入搅拌罐中，1200r/min高速搅拌30min。然后倒入研磨机 中进行研磨，研磨温度为5℃-40℃，研磨细度至小于30μm，加入分散罐 中，然后在600r/min搅拌过程中将环氧树脂、丙二醇甲醚、流平剂、防闪锈 剂、增稠剂、偶联剂、乳化沥青加入分散罐中，600r/min中速搅拌30min，加 入硅溶胶搅拌10min，200μm过滤，即得到组分A，组分B为脂肪胺改性聚 酰胺聚合物。
本发明所述水性环氧沥青涂料具有以下有益效果：
(1)本发明以环氧树脂和乳化沥青为主要成膜物质，配以硅溶胶，形成 有机-无机杂化涂膜，沥青具有优异的防腐性能及粘结性能，与环氧树脂搭 配，既保持了沥青优异的耐水性、柔韧性，又赋予涂料优异的机械性能、高硬 度、优异的附着力，配以硅溶胶，在涂膜干燥过程中硅溶胶可以与环氧树脂中 的羟基交联固化，形成有机-无机杂化的涂膜，赋予涂层优异的耐磨性、耐水 性、高硬度及附着力。
(2)本发明采用防流挂助剂
Figure BDA0002617268770000031
与聚氨酯类增稠剂PUR 62 进行复配，成功制备出一种水性环氧沥青涂料，
Figure BDA0002617268770000032
是一种比表 面积为200m2/g原生粒径12nm的亲水型气相二氧化硅，本发明选用比表面积 为200m2/g的亲水型气相二氧化硅是因为亲水型气相二氧化硅表面含有的羟 基，形成氢键产生触变性，在剪切力下氢键被破坏，粘度降低，剪切力消除后 又重新形成氢键结构，粘度恢复，使涂料兼具优异的施工粘度及防流挂性能， 与聚氨酯类增稠剂PUR 62进行复配，满足刷涂、辊涂、空气喷涂、高压无气 喷涂施工方式、一次喷涂成膜厚度可达150μm的水性环氧涂料，该涂料不仅 满足HG/T4759-2014的标准要求，而且具有优异的耐腐蚀性和抗流挂性能。
(3)本发明选用甲基硅醇钾PH调节剂，甲基硅醇钾在水中可以可逆电 离出氢氧根离子，调节体系的PH值，本发明在水性环氧树脂中加入硅溶胶及 乳化沥青，三种成膜物质的PH值存在差异，选用甲基硅醇钾可以作为稳定 剂，防止PH的快速变化引起破乳，提高体系的储存稳定性，且在涂料干燥成 膜的过程中甲基硅醇钾可以与硅溶胶交联固化，提高体系的耐水性能。季铵盐 类分散剂可增加电层间斥力，与PH调节剂复配使用可以提高无机硅溶胶、水 性环氧树脂、乳化沥青之间的储存稳定性。
(4)本发明经过大量的防锈颜料筛选试验，最终确定一种用于防护涂料的 有机缓蚀剂，通过加入少量的防锈颜料APW-1,利用独特的有机-无机协同作用 机制,可以有效改进现有防护涂料的防护性能.并且对产品使用期无影响，从而 使本产品实现了600小时耐中性盐雾的同时保证了良好的外观。
(5)本发明采用了AB-EP-20-W53环氧树脂，基于中高分子量、多官能 团环氧树脂分散体，通过多官能团的环氧树脂与多官能团的固化剂来提高交联 密度，来达到长期的耐腐蚀性、耐水性、柔韧性、与不同底材具有很好的附着 力。最终本产品能够达到良好的耐化学品性，本发明偶联剂选用γ-缩水甘油 醚氧丙基三甲氧基硅烷，一端的环氧基团可以与胺固化剂反应，另一端的硅烷 可以与硅溶胶反应，提高有机-无机杂化涂层的交联密度，在涂膜干燥过程中 硅溶胶可以与环氧树脂中的羟基交联固化，进一步提高整体涂层的机械性能及 耐化学品性能。涂膜在干燥过程中形成网状交联结构，可以防止沥青高温析 出，漆膜表面干爽无异常。
具体实施方式
基于本发明的设计思想，下面，结合具体的实施例对本发明水性环氧沥青 涂料做进一步的详细描述：
实施例1
水性环氧沥青涂料组分A原料重量组成如下表所示：
Figure BDA0002617268770000041
Figure BDA0002617268770000051
所述防流挂助剂为
Figure BDA0002617268770000052
所述润湿剂为GS 850，所述分散剂 为科莱恩季铵盐类分散剂XW330，所述消泡剂为TEGO AIRES 901W，所述 流平剂为TEGO TWIN4100，所述防闪锈剂为Raybo 60，所述偶联剂为γ-缩 水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
水性环氧沥青涂料组分B为美国亨斯曼公司脂肪胺改性聚酰胺聚合物 (ARADER3986)。
将组分A与组分B脂肪胺改性聚酰胺聚合物(ARADUR 3986)按质量比 12:1混合均匀。
上述的的水性环氧沥青涂料采用以下方法制备得到：
按原材料配方依次将去离子水、PH调节剂、防流挂助剂、润湿剂、分散 剂、消泡剂加入搅拌罐中，600r/min中速搅拌30min，然后在600r/min搅拌 中将滑石粉、沉淀硫酸钡、碳黑、氧化铁黑、防锈颜料加入搅拌罐中， 1200r/min高速搅拌30min。然后倒入研磨机中进行研磨，研磨温度为5℃- 40℃，研磨细度至小于30μm，加入分散罐中，然后在600r/min搅拌过程中 将环氧树脂、丙二醇甲醚、流平剂、防闪锈剂、增稠剂、偶联剂、乳化沥青加 入分散罐中，600r/min中速搅拌30min，加入硅溶胶搅拌10min，200μm过 滤，即得到组分A，组分B为脂肪胺改性聚酰胺聚合物。
对上述制备得到的水性环氧沥青涂料进行性能测试，检测结果如下表所 示：
Figure BDA0002617268770000053
Figure BDA0002617268770000061

Claims (10)

1.一种水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述涂料包含组分A和组分B，其中组分A由以下重量份数的原材料组成：
去离子水：15-18份，PH调节剂：0.2-0.5份，防流挂助剂：0.3-0.5份，润湿剂：0.2-0.3份，分散剂：1.1-1.3份，消泡剂：0.1-0.2份，滑石粉：3-5份，沉淀硫酸钡：10-13份，碳黑：0.5份，氧化铁黑：6-10份，防锈颜料：3-5份，环氧树脂：24-28份，硅溶胶：4-6份，丙二醇甲醚：1-2份，流平剂：0.2-0.4份，防闪锈剂：0.4-0.6份，增稠剂：0.7-1份，乳化沥青：15-20份，偶联剂：2-3份；
组分B：脂肪胺改性聚酰胺聚合物；
所述组分A和组分B的质量比为12：1。
2.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述的PH调节剂为甲基硅醇钾。
3.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述的分散剂为季铵盐类分散剂。
4.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述防流挂助剂为
Figure FDA0002617268760000011
M-5，所述的增稠剂为PUR 62。
5.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述的环氧树脂为AB-EP-20-W53环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述的防锈颜料为APW-1。
7.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述的硅溶胶占环氧树脂的20％。
8.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述的偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
9.根据权利要求1所述的水性环氧沥青涂料，其特征在于，所述的组分B为美国亨斯曼公司ARADER 3986。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的水性环氧沥青涂料制备方法，其特征在于，按原材料配方依次将去离子水、PH调节剂、防流挂助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂加入搅拌罐中，600r/min中速搅拌30min，然后在600r/min搅拌中将滑石粉、沉淀硫酸钡、碳黑、氧化铁黑、防锈颜料加入搅拌罐中，1200r/min高速搅拌30min。然后倒入研磨机中进行研磨，研磨温度为5℃-40℃，研磨细度至小于30μm，加入分散罐中，然后在600r/min搅拌过程中将环氧树脂、丙二醇甲醚、流平剂、防闪锈剂、增稠剂、偶联剂、乳化沥青加入分散罐中，600r/min中速搅拌30min，加入硅溶胶搅拌10min，200μm过滤，即得到组分A，组分B为脂肪胺改性聚酰胺聚合物。
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