CN112480778A - 一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料及其制备方法，所述涂料包含的组分为：中分子量固体环氧树脂120~150份；高分子量固体环氧树脂30~60份；聚乙烯醇缩丁醛8~16份；改性酚类固化剂30~36份；超支化聚合物3~5份；二甲基咪唑0.3~0.5份；钛白粉7.2份；碳黑0.1份；硅灰石粉50~80份；湿法绢云母粉10~17份；流平剂1.5~2.2份；增光剂1.5~2.2份；安息香0.8~1.2份；疏松剂0.3~0.6份。该涂料的制备方法为：先称取各组分，将称取的除疏松剂外的其他组分进行混料，得到预混物；之后将预混物进行挤出并压片粉碎，得到碎片；最后将碎片磨粉，在磨粉过程中添加疏松剂，筛分，筛出的较细粉末即为环氧粉末涂料。该环氧粉末涂料具有优异的附着力、柔韧性、耐阴极剥离等性能，同时具有优异的卫生安全性能。

Description

一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉末涂料技术领域，具体的说是一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料及其制备方法。

背景技术

城市饮用水管道、远距离输配水管道备多采用钢管、球铁管、塑料管(PE、PVC等)等。为保证输水质量和效率，除塑料管外，钢管、球铁管其内壁需要做防护涂料进行长效防护，以确保这些输配水管线使用寿命达到50年以上。钢管具有优越的延展性、整体性和便捷的施工操作性，同时使用寿命、抗性、无毒无害等性能突出，价格适中，因此在饮用水管道中钢管的应用最为广泛。

目前，国内饮用水管道内壁多采用溶剂型、高固体份环氧树脂类涂料进行防护，部分采用无溶剂型环氧涂料和粉末涂料防护。其中，溶剂型、高固体份环氧树脂类涂料干燥固化后涂层中残留的溶剂难以挥发完全，易造成水质污染，且随着环保法规的日益严格，溶剂型涂料的应用逐步受到限制。无溶剂型环氧涂料尽管有效降低了VOC的排放，但是其高粘的特点，对喷涂设备要求高，同时涂层表民流平较差，极易出现气泡、针孔等弊病。环氧粉末涂料作为无溶剂固体涂料，有机挥发物排放为零，可以有效避免溶剂型涂料对环境的污染，过喷落地的粉末涂料可以回收重复使用，涂料利用率高达95％以上，粉末涂料涂装一次成型，自动化程度高，可有效提高涂装生产效率，同时粉末涂层具有非常优异的物理性能和化学性能，因此粉末涂料在饮用水管道中的应用日益受到关注，同时，保障输送的水质安全卫生对管道要求是非常重要的，水厂输出再好的水，经过不良管道可能也会出现问题，因此对饮用水管道内壁用的环氧粉末涂料不仅要具有优异的防护性能，同时也要具有优异的卫生安全性能，满足《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》(2001)中的卫生要求和毒理实验要求，以保障将出厂的自来水安全、有效、可靠地通过管网输送到每一个用户。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料及其制备方法，该环氧粉末涂料具有优异的附着力、柔韧性、耐阴极剥离等性能，同时具有优异的卫生安全性能。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，所述涂料包含的组分及各组分的质量份数分别为：

中分子量固体环氧树脂 120～150份；

高分子量固体环氧树脂 30～60份；

聚乙烯醇缩丁醛 8～16份；

改性酚类固化剂 30～36份；

超支化聚合物 3～5份；

二甲基咪唑 0.3～0.5份；

钛白粉 7.2份；

碳黑 0.1份；

硅灰石粉 50～80份；

湿法绢云母粉 10～17份；

流平剂 1.5～2.2份；

增光剂 1.5～2.2份；

安息香 0.8～1.2份；

疏松剂 0.3～0.6份。

所述中分子量固体环氧树脂为GESR904H，环氧当量为800-900g/eq；

所述高分子量固体环氧树脂为GESR907，环氧当量为1500-1800g/eq。

所述的聚乙烯醇缩丁醛的粘度为15秒，(20±0.2℃，10％乙醇溶液)。

所述的改性酚类固化剂为Amanda969T02，其与环氧树脂具有很好的相容性。

所述的超支化聚合物为Amanda 100，其超支结构可以增强涂层与金属基材间的锚固，提高涂层的防腐性能，同时提高涂层韧性。

所述的二甲基咪唑为医用级；二甲基咪唑为固化促进剂，具有催化作用，能够降低配方体系活化能，有效提高配方中环氧树脂与改性酚类固化剂的反应速率，缩短固化时间，降低反应温度。

所述的钛白粉为金红石型钛白粉R706，钛白粉作为颜料，主要为调色作用。

所述的碳黑为中色素碳黑MA100，碳黑作为颜料，主要为调色作用。

所述的湿法绢云母粉为GA-1，湿法绢云母粉为片状结构，在涂层中均匀堆积，形成迷宫效应，延长介质的渗透路径，抗渗透性能好。

所述的流平剂为GLP58，流平剂能够降低体系熔融粘度，高温固化过程中降低表面张力，提高涂层表面的平整度和光滑性，降低介质传输时的摩擦力，提高传输效率。

所述的增光剂为701，增光剂与流平剂配合使用，能够提高涂层表面的平整度和光滑性。

所述的疏松剂为AEROSIL R 972，疏松剂能够防止粉末涂料结块，避免施工过程中堵枪。

所选用的硅灰石粉的目数为800目，硅石灰粉具有针状结构，无毒无害，热稳定性高，可以提高涂层的致密性，耐腐蚀性好。

一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料的制备方法，包含如下步骤：

(1)、按照所述质量份分别称取各组分；

(2)、将步骤(1)称取的除疏松剂外的其他组分都倒入混料机中混合3～5min，得到预混物；

(3)、将步骤(2)制得的预混物用双螺杆挤出机进行挤出并压片粉碎，得到碎片；

(4)、将步骤(3)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，在磨粉过程中添加疏松剂，然后用100目网筛分，筛出的较细粉末即为环氧粉末涂料。

步骤(3)中，双螺杆挤出机1区温度设为110～120℃，2区温度设为90～100℃。

有益效果：

1、本发明提供的环氧粉末涂料采用中/高分子量固体环氧树脂复配使用，中分子量固体环氧树脂软化点较低，环氧基团含量高，与固化剂反应交联密度高，涂层致密，流平性好，抗腐蚀性能优异，但涂层脆性较高，耐冲击性能差，高分子量固体环氧树脂为长线性结构韧性好，含有较多羟基与基材的附着力好，但其软化点较高，粘度高，流平性较差，熔融寄出温度高，能耗高，再中分子量固体环氧树脂中复配高分子量固体环氧树脂，可以提高涂层的柔韧性，改善使用纯中分子量固体环氧树脂时涂层冲击差的弊端，同时提高涂层与基材的附着力，增强涂层的防腐性能。聚乙烯醇缩丁醛作为增韧剂一方面可以提高体系的柔韧性能，另一方面可以提高涂层表面的滑爽性能，降低涂层的摩擦系数，提高介质的输送效率。中/高分子量固体环氧树脂与酚类固化剂交联形成三维立体互穿网络结构，聚乙烯缩丁醛不参与反应，穿插在立体网络中，提高涂层的韧性。超支化聚合物的超支化结构可以增强涂层与金属基材之间的锚固，提高涂层的防腐性能，同时也可以提高涂层韧性。制备出的饮用水管道内壁用环氧粉末涂料涂层具有优异的柔韧性、弯曲性能、冲击性能、抗压扁性能、附着力、耐阴极剥离等防腐性能。

2、本发明提供的环氧粉末涂料具有优异卫生安全性能，满足《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》(2001)要求，使用性能良好。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，所述涂料包含的组分及各组分的质量份数分别为：

中分子量固体环氧树脂 120～150份；

高分子量固体环氧树脂 30～60份；

聚乙烯醇缩丁醛 8～16份；

改性酚类固化剂Amanda 969T02 30～36份；

超支化聚合物Amanda 100 3～5份；

二甲基咪唑 0.3～0.5份；

金红石型钛白粉R706 7.2份；

中色素碳黑MA100 0.1份；

硅灰石粉 50～80份；

湿法绢云母粉GA-1 10～17份；

流平剂GLP58 1.5～2.2份；

增光剂701 1.5～2.2份；

安息香 0.8～1.2份；

疏松剂AEROSILR972 0.3～0.6份。

所述中分子量固体环氧树脂为GESR904H，环氧当量为800-900g/eq；所述高分子量固体环氧树脂为GESR907，环氧当量为1500-1800g/eq。

所述的聚乙烯醇缩丁醛的粘度为15秒，(20±0.2℃，10％乙醇溶液)。

所述的二甲基咪唑为医用级；所选用的硅灰石粉的目数为800目。

一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料的制备方法，包含如下步骤：

(1)、按照所述质量份分别称取各组分；

(2)、将步骤(1)称取的除疏松剂外的其他组分都倒入混料机中混合3～5min，得到预混物；

(3)、将步骤(2)制得的预混物用双螺杆挤出机进行挤出并压片粉碎，得到碎片；其中，双螺杆挤出机1区温度设为110～120℃，2区温度设为90～100℃。

(4)、将步骤(3)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，在磨粉过程中添加疏松剂，然后用100目网筛分，筛出的较细粉末即为环氧粉末涂料。

实施例1

本实施例粉末涂料的制备方法为：

(1)、将120份中分子量固体环氧树脂GESR904H、60高分子量固体环氧树脂GESR907、8份聚乙烯醇缩丁醛、30份改性酚类固化剂Amanda 969T02、3份超支化聚合物Amanda 100、0.3份二甲基咪唑、7.2份钛白粉R706、0.1份碳黑MA100、50份硅灰石粉、17份湿法绢云母粉GA-1、1.5份流平剂GLP588、1.5份增光剂701、0.8份安息香倒入混料机中混合3min，得到预混物；

(2)、将步骤(1)制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出并压片粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度为110℃，2区温度为90℃；

(3)、将步骤(2)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料0.6份的疏松剂AEROSILR 972，用100目筛网筛分，即得到饮用水管道内壁用环氧粉末涂料。

实施例2

本实施例粉末涂料的制备方法如下：

(1)、将135份中分子量固体环氧树脂GESR904H、40份高分子量固体环氧树脂GESR907、10份聚乙烯醇缩丁醛、34份改性酚类固化剂Amanda 969T02、4份超支化聚合物Amanda100、0.4份二甲基咪唑、7.2份钛白粉R706、0.1份碳黑MA100、70份硅灰石粉、14份湿法绢云母粉GA-1、2份流平剂GLP588、2份增光剂701、1份安息香置于混料机中混合4min，得到预混物；

(2)、将步骤(1)制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出并压片粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度为115℃，2区温度为95℃；

(3)、将步骤(2)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料0.4份疏松剂AEROSIL R 972，用100目筛网筛分，得到饮用水管道内壁用环氧粉末涂料。

实施例3

本实施例粉末涂料的制备方法如下：

(1)、将150份中分子量固体环氧树脂GESR904H、30份高分子量固体环氧树脂GESR907、16份聚乙烯醇缩丁醛、36份改性酚类固化剂Amanda 969T02、5份超支化聚合物Amanda100、0.5份二甲基咪唑、7.2份钛白粉R706、0.1份碳黑MA100、80份硅灰石粉、10份湿法绢云母粉GA-1、2.2份流平剂GLP588、2.2份增光剂701、1.2份安息香置于混料机中混合5min，得到预混物；

(2)、将步骤(1)制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出并压片粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度为120℃，2区温度为100℃；

(3)、将步骤(2)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料0.3份疏松剂AEROSILR 972，用100目筛网筛分，得到饮用水管道内壁用环氧粉末涂料。

效果实施例

实施例1～3制备的环氧粉末涂料的主要技术指标和检验结果如表1所示。

表1实施例1～3制备的环氧粉末涂料主要性能检验结果

由表1的性能指标及检验结果可以看出，本发明制备环氧粉末涂料具备优异的弯曲性能、抗冲击性能、压扁性能、附着力、耐阴极剥离性能。

对实施例1制备的环氧粉末涂料进行卫生安全性能检测，结果见表2。

表2实施例1制得的环氧粉末涂料卫生安全性能检验结果

由表2可知，实施例1制备的环氧粉末涂料具有优异卫生安全性能，满足《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》(2001)要求，使用性能良好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非随本发明作任何形式上的限制。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，其特征在于，所述涂料包含的组分及各组分的质量份数分别为：

中分子量固体环氧树脂 120~150份；

高分子量固体环氧树脂 30~60份；

聚乙烯醇缩丁醛 8~16份；

改性酚类固化剂 30~36份；

超支化聚合物 3~5份；

二甲基咪唑 0.3~0.5份；

钛白粉 7.2份；

碳黑 0.1份；

硅灰石粉 50~80份；

湿法绢云母粉 10~17份；

流平剂 1.5~2.2份；

增光剂 1.5~2.2份；

安息香 0.8~1.2份；

疏松剂 0.3~0.6份。

2.根据权利要求1所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，其特征在于：所述中分子量固体环氧树脂为GESR904H，环氧当量为800-900g/eq；

所述高分子量固体环氧树脂为GESR907，环氧当量为1500-1800g/eq。

3.根据权利要求1所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，其特征在于：所述的聚乙烯醇缩丁醛的粘度为15秒。

4.根据权利要求1所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，其特征在于：所述的改性酚类固化剂为Amanda 969T02。

5.根据权利要求1所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，其特征在于：所述的超支化聚合物为Amanda 100。

6.根据权利要求1所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，其特征在于：所述的二甲基咪唑为医用级；

所述的钛白粉为金红石型钛白粉R706；

所述的碳黑为中色素碳黑MA100；

所述的湿法绢云母粉为GA-1；

所述的流平剂为GLP58；

所述的增光剂为701；

所述的疏松剂为AEROSIL R 972。

7.根据权利要求1所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料，其特征在于：所选用的硅灰石粉的目数为800目。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

（1）、按照所述质量份数分别称取各组分；

（2）、将步骤（1）称取的除疏松剂外的其他组分都倒入混料机中混合3~5min，得到预混物；

（3）、将步骤（2）制得的预混物用双螺杆挤出机进行挤出并压片粉碎，得到碎片；

（4）、将步骤（3）制得的碎片用ACM分级磨磨粉，在磨粉过程中添加疏松剂，然后用100目网筛分，筛出的较细粉末即为环氧粉末涂料。

9.根据权利要求8所述的一种饮用水管道内壁用环氧粉末涂料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，双螺杆挤出机1区温度设为110～120℃，2区温度设为90～100℃。