CN112608660A - 一种低表面处理环氧玻璃鳞片涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低表面处理环氧玻璃鳞片涂料及其制备方法。其包括甲组分和乙组分，甲组分包括了双酚A环氧树脂、玻璃鳞片、稀释剂、石油磺酸钡和溶剂；稀释剂包括活性稀释剂和C9石油树脂；溶剂主体为二甲苯、正丁醇溶液，复配部分水溶性极性溶剂；溶剂与石油磺酸钡的用量的质量配比为(1:1)～(9:4)；乙组分包括固化剂；固化剂为市售胺类固化剂，由改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂组合而成；改性聚酰胺固化剂为优化潮湿面固化性能的品种，活泼氢当量80‑200，粘度2000‑20000cps/25℃；改性脂环胺固化剂胶化时间(min@25℃,150g混合料)在30‑50min之间，活泼氢当量在50‑150之间。本发明在低表面处理表面上制得的涂层具有良好的附着力和防腐性能，且耐腐蚀性能持久保持，防护年限长。

Description

一种低表面处理环氧玻璃鳞片涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种低表面处理环氧玻璃鳞片涂料及其制备方法。

背景技术

在海港码头中，环氧玻璃鳞片涂料是一种常用的高性能重防腐涂料，配方中加入的玻璃鳞片可以有效减缓水汽、离子对涂层的破坏，提高对基材的保护效果。随着使用时间的延长，在各种内外部因素作用下，局部区域的涂层会提前失效，在设备维护时需要对涂层进行修复。与新造钢构不同，维修时一般很难对修补区域进行良好喷砂处理，无法彻底清除油污灰尘水分，只能手工或机械打磨，表面往往会残留一定量的牢固铁锈，甚至带着潮气。在这种情况下，普通的环氧玻璃鳞片涂料通常很难牢固地附着在底材上，无法提供长效防腐作用。

为此，国际上知名涂料公司针对不方便喷砂处理或喷射水处理后表面仍残留潮气的部位，推出专用的低表面处理玻璃鳞片涂料，表面处理只需要St2级即可，例如Interzone505玻璃鳞片环氧树脂漆、JOTAMASTIC 90GF低表面处理环氧耐磨玻璃鳞片漆等。

而市面上绝大多数环氧玻璃鳞片涂料需要对表面喷砂处理到至少Sa2.5级，例如MARATHON XHB厚浆型环氧玻璃鳞片漆、Sigmashield 460玻璃鳞片环氧漆等，又例如申请号为CN201110391989.X，公开日为20120704的中国专利公开了一种防腐蚀涂料，所述防腐蚀涂料包含以下组分：有机硅改性环氧树脂、双酚F环氧树脂、溶剂、炭黑、分散剂、玻璃鳞片和助剂。此外，该发明还公开了防腐蚀涂料的使用方法，其对于底材的处理：应对表面进行喷砂预处理，除去内表面的污迹或氧化层，使其达到国标Sa2.5级，表面粗糙度为50～70微米后再进行涂布，且其实施例中对于基材的处理也如上所述达到国标Sa2.5级。在国内，对低表面处理环氧玻璃鳞片涂料的研究少见报道，大部分厂商所生产的环氧玻璃鳞片涂料也是适用于新造底材，直接用于低处理表面时防护年限较低。因此亟待开发一种可以适用于低表面处理的防腐蚀涂料，以填补国内该产品的市场空白，其具有良好的市场价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种低表面处理环氧玻璃鳞片涂料及其制备方法，所述低表面处理环氧玻璃鳞片涂料在低表面处理的底材上制得的涂层附着力强，具有良好的防腐性能，且其防护年限长，适用于对防腐性能有较高要求的海港码头钢构维修防腐。

本发明提供的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其包括甲组分和乙组分，所述甲组分包括了双酚A环氧树脂、玻璃鳞片、稀释剂、石油磺酸钡和溶剂；

所述稀释剂包括活性稀释剂和C9石油树脂；所述溶剂主体为二甲苯、正丁醇溶液，复配部分水溶性极性溶剂；按重量份数比,所述溶剂与石油磺酸钡的用量的配比为(1:1)～(9:4)；

所述乙组分包括固化剂；所述固化剂为胺类固化剂，由改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂组合而成；所述改性聚酰胺固化剂为优化潮湿面固化性能的品种，活泼氢当量80-200，粘度2000-20000cps/25℃；所述改性脂环胺固化剂胶化时间(min@25℃,150g混合料)在30-50min之间，活泼氢当量在50-150之间。优选地,所述改性聚酰胺固化剂为江西百盛BS890-70；所述改性脂环胺固化剂为美国气体化学Ancamine 2519或广州瑞奇化工2259。

其树脂体系选择具有良好防腐性能的双酚A环氧树脂体系，固化剂采用改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂组合。所述改性聚酰胺具有良好的柔韧性，可在残留潮气的表面上固化，所述改性脂环胺防腐性能优异，反应速率快，它们之间协同作用综合提高了涂料在低表面处理情况下的固化效果。

所述稀释剂采用活性稀释剂与C9石油树脂搭配，所述活性稀释剂带有一定的韧性，具有良好的稀释效果。C9石油树脂可以对涂层中的溶剂孔道、缺陷进行填充修补，同时提高涂层柔韧性，减小内应力。二者协同作用有利于提高涂料在低表面处理情况下的固化效果，有利于涂层的附着。

手工或机械打磨处理的表面有可能残留铁锈，因此在提高对残留潮气表面的附着力的基础上，还需要同时提高对残留铁锈的兼容性。本发明添加的石油磺酸钡具有良好的防锈性能：分子结构上的极性基团可以在金属表面定向吸附形成紧密排列的憎水性吸附膜，置换出金属表面的水分，并阻碍水、氧气吸附到金属表面，同时可以将铁锈包覆起来，延缓锈蚀过程；分子结构上的非极性基团与涂料树脂相容性好，固化后结合为一体。

且由于海港码头环境潮湿，不利于涂料润湿铺展，特别是划痕缝隙更难渗透浸润，因此通过加入复配有水溶性极性溶剂的二甲苯和正丁醇溶液和石油磺酸钡，使得溶剂与石油磺酸钡协同作用调节涂料的疏水性强弱：若太过疏水则涂料在轻微潮湿的表面上难以润湿铺展，太过亲水则涂料不能良好排出界面处的水分，影响防腐性能。综上，通过溶剂与石油磺酸钡协同作用调节合适的疏水性强弱，以使制得的涂层在低表面处理底材上具有良好的铺展性、附着力和防腐蚀性能。

所述玻璃鳞片填充到涂层中可以提高涂层抗渗透性，是主要的屏蔽性填料，使制得的涂层具有良好的防腐蚀性能。且片状的玻璃鳞片嵌在树脂中，可以降低体系的内应力，有利于涂层的附着。

综上，本发明通过采用双酚A环氧树脂体系为主体，采用改性聚酰胺与改性脂环胺固化剂，且填充有玻璃鳞片，以活性稀释剂与C9石油树脂搭配为稀释剂，加入石油磺酸钡与复配有水溶性极性溶剂的二甲苯和正丁醇溶液，上述组分协同作用使涂料在低表面处理的底材上制得的涂层具有良好的附着力，具备良好的防腐性能，且耐腐蚀性能持久保持，防护年限长。满足海港码头钢结构维修时的使用需求。

在上述方案的基础上，进一步地，所述溶剂为复配有丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯的二甲苯和正丁醇溶液；按重量份数比,所述丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯与所述溶剂的配比为(2:9)～(3:7)；且所述二甲苯和正丁醇的质量配比为(1:1)～(7：3)。

通过优化溶剂的组分种类和配比，使适量的水溶性溶剂丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯与二甲苯和正丁醇溶液复配,该溶剂与石油磺酸钡通过适量比例搭配，二者协同作用调节涂料的疏水性强弱，使所述涂料于低处理的底材表面具有良好的铺展性和所制得的涂层于低处理的底材表面发挥防腐作用。

在上述方案的基础上，进一步地，所述甲组分中，按照重量份数比，包括了26-35份双酚A环氧树脂，5-6.5份活性稀释剂，4-6份C9石油树脂，1.2-1.7份助剂I,7-9份溶剂，12-17份玻璃鳞片，25-35份颜填料和4-7份石油磺酸钡；所述乙组分中，按照重量份数比，包括了14-18份固化剂，1-1.3份助剂II，13-17份颜填料。

通过优化所述低表面处理环氧玻璃鳞片涂料的各组分配比，各组分间协同作用，进一步强化所述涂料在低表面处理的底材上制得的涂层的附着力、防腐性能和防腐持久性。

在上述方案的基础上，进一步地，所述双酚A环氧树脂，粘度(25℃)9000-20000mPa.s，环氧当量150-250，为一种或多种环氧树脂的组合物。

在上述方案的基础上，进一步地，所述双酚A环氧树脂为E51型环氧树脂与E44环氧树脂按质量比例(1:1)～(2:1)组合而成。

在上述方案的基础上，进一步地，所述固化剂由改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂按质量比例(1:5)～(1:3)组合而成；

在上述方案的基础上，进一步地，所述固化剂由改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂按质量比例(1:4.5)～(1:3.5)组合而成。

在上述方案的基础上，进一步地，所述活性稀释剂为单官能团活性稀释剂，粘度(25℃)≤40mPa.s，环氧当量130-300，优选C12-14烷基缩水甘油醚。其中活性稀释剂含有C12-C14长链，是一种单官能团稀释剂，带有一定的韧性，具有良好的稀释效果。

在上述方案的基础上，进一步地，所述玻璃鳞片为C型玻璃鳞片，其目数为150-400目；优选地，其目数为200-300目。

在上述方案的基础上，进一步地，所述石油磺酸钡的平均相对分子质量1000-1200，pH值7-8。

在上述方案的基础上，进一步地，所述助剂I包括硅烷偶联剂、分散剂、消泡剂、触变剂；所述助剂II包括分散剂、触变剂；

所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、γ-{2,3-环氧丙氧基}丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；

所述触变剂为有机膨润土、聚酰胺蜡中的一种或多种。

所述分散剂采用牌号为BYK-110、BYK-163或优卡710S的分散剂；

所述消泡剂采用牌号为BYK-A530或优卡272S的分散剂。

在上述方案的基础上，进一步地，所述颜填料为钛白粉、重晶石粉与绢云母粉的组合物；按重量份数比，所述钛白粉添加量为3-5份；其余颜填料为重晶石粉、绢云母粉；重晶石粉与绢云母粉的质量配比为(1:1)～(3:1)，优选地，重晶石粉与绢云母粉的质量配比为2:1。

所述钛白粉为金红石型钛白粉，TiO2含量≥92％，吸油量≤20；所述重晶石粉目数为500-600目，吸油量11-17；所述绢云母粉为湿法绢云母粉，其目数为425-1250目，吸油量28-37。

其中，所述绢云母粉也是片层结构填料，尺寸比玻璃鳞片更小，在涂层中可以进一步增强屏蔽效果。此外片状的绢云母粉嵌在树脂中，可以降低体系的内应力，有利于涂层的附着。

本发明还提供一种上述低表面处理环氧玻璃鳞片涂料的制备方法，其中，

甲组分的制备方法为：

S100:按一定重量比，加入双酚A环氧树脂、活性稀释剂、C9石油树脂、助剂I、溶剂、石油磺酸钡，高速分散均匀；

S200:加入颜填料，继续搅拌分散，并将细度分散到100μm以下；

S300:加入玻璃鳞片，分散至均匀，即为甲组份；

乙组分的制备方法为：按一定重量比，加入固化剂、助剂II、颜填料，高速分散至细度100μm以下，即为乙组分。

本发明提供的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料具备以下技术效果：在低表面处理的底材上制得的涂层具有良好的附着力，具备良好的防腐性能，且耐腐蚀性能持久保持，防护年限长。满足海港码头钢结构维修时的使用需求。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明还提供以下实施例和对比例的配方(单位：重量份数)，如下表1所示：

表1

其中，实施例和对比例中，在所述各个原材料组分相同的基础上，对各个原材料的添加重量份数进行调整。

表1中，实施例1-3和对比例1-4中所述双酚A环氧树脂为上海元邦E51环氧树脂与江苏三木E44环氧树脂按质量比例为2:1组合而成；

实施例1-3和对比例1-4中所述固化剂由江西百盛BS890-70与美国气体化学Ancamine 2519按质量配比1:4组合而成；

所述溶剂：除了对比例4之外，其余的实施例和对比例中，所述溶剂按重量份数比，丙二醇甲醚添加份数为2份；所述二甲苯和正丁醇的质量配比为7:3。而对比例4中，所述溶剂中按重量份数比把丙二醇甲醚添加量增加到6份；其余溶剂为二甲苯和正丁醇按质量比7:3组合而成；

实施例1-3和对比例1-4中所述助剂I包括KH560硅烷偶联剂、优卡710S分散剂、优卡272S消泡剂、ULTRA聚酰胺蜡触变剂；所述助剂II包括优卡710S分散剂、ULTRA聚酰胺蜡触变剂；

实施例1-3和对比例1-4中所述颜填料为R5566钛白粉、500目重晶石粉与GA-2绢云母粉的组合物；按重量份数比，所述钛白粉添加量均为4份；其余的重晶石粉与绢云母粉的质量配比为2:1。

上述实施例与对比例按以下制备方法制得甲组分和乙组分：

甲组分的制备方法为：S100:按表1中比例，加入双酚A环氧树脂、活性稀释剂、C9石油树脂、助剂I、溶剂、石油磺酸钡，高速分散均匀；S200:加入颜填料，继续搅拌分散40-60min，并将细度分散到100μm以下；S300:加入玻璃鳞片，分散至均匀，即为甲组份；

乙组分的制备方法为：按表1中比例，加入固化剂、助剂II、颜填料，高速分散20-40min至细度100μm以下，即为乙组分。

将实施例和对比例的甲乙组分按表1中比例混合制备涂料。机械打磨潮湿带锈碳钢板至St2级，清理表面的浮锈、水，残留牢固铁锈以及潮气，不经干燥，将制得的涂料涂装在钢板表面，干燥7天后进行各项性能测试，测试结果如表2所示。

表2性能测试数据

其中，与实施例1相比，对比例1中未添加活性稀释剂；与实施例2相比，对比例2未添加C9石油树脂；与实施例3相比，对比例3未添加石油磺酸钡；与实施例2相比，对比例4中石油磺酸钡和溶剂的添加量进行了调整。

由表2的测试结果可知：相比实施例1，对比例1中耐海水浸泡(40℃，4200h)测试结果不通过，其防腐性能明显下降。相比实施例2，对比例2中在低表面处理的底材上附着力下降，耐中性盐雾(4200h)测试结果不通过，其防腐性能明显下降。相比实施例3，对比例3中在低表面处理的底材上附着力下降，耐中性盐雾(4200h)测试结果不通过，其防腐性能明显下降。相比实施例2，对比例4增加丙二醇甲醚用量、减少石油磺酸钡用量，样品在低表面处理的底材上附着力下降，耐中性盐雾的性能也下降。

本发明通过采用双酚A环氧树脂体系为主体，采用改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂，且填充有玻璃鳞片，以活性稀释剂与C9石油树脂搭配为稀释剂，加入适量的石油磺酸钡与复配有水溶性极性溶剂的二甲苯和正丁醇溶液，上述组分协同作用使涂料在低表面处理的底材上具有良好的附着力，制得的涂层具备良好的防腐性能，且耐腐蚀性能持久保持，防护年限长。其中，其耐中性盐雾可达到4200h以上，耐海水浸泡(40℃)可达到4200h以上，附着力可达到8MPa以上，满足海港码头钢结构维修时的使用需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，包括甲组分和乙组分，其特征在于，所述甲组分包括了双酚A环氧树脂、玻璃鳞片、稀释剂、石油磺酸钡和溶剂；

所述稀释剂包括活性稀释剂和C9石油树脂；所述溶剂主体为二甲苯、正丁醇溶液，复配部分水溶性极性溶剂；按重量份数比,所述溶剂与石油磺酸钡的用量的配比为(1:1)～(9:4)；

所述乙组分包括固化剂；所述固化剂为市售胺类固化剂，由改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂组合而成；

所述改性聚酰胺固化剂为优化潮湿面固化性能的品种，活泼氢当量80-200，粘度2000-20000cps/25℃；所述改性脂环胺固化剂胶化时间(min@25℃,150g混合料)在30-50min之间，活泼氢当量在50-150之间。

2.根据权利要求1所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述溶剂为复配有丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯的二甲苯和正丁醇溶液；

按重量份数比,所述丙二醇甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯与所述溶剂的配比为(2:9)～(3:7)；且所述二甲苯和正丁醇的质量配比为(1:1)～(7：3)。

3.根据权利要求1所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述甲组分中，按照重量份数比，包括了26-35份双酚A环氧树脂，5-6.5份活性稀释剂，4-6份C9石油树脂，1.2-1.7份助剂I,7-9份溶剂，12-17份玻璃鳞片，25-35份颜填料和4-7份石油磺酸钡；

所述乙组分中，按照重量份数比，包括了14-18份固化剂，1-1.3份助剂II，13-17份颜填料。

4.根据权利要求1所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述双酚A环氧树脂，粘度(25℃)9000-20000mPa.s，环氧当量150-250，为一种或多种环氧树脂的组合物。

5.根据权利要求1所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述双酚A环氧树脂为E51型环氧树脂与E44环氧树脂按质量比例(1:1)～(2:1)组合而成。

6.根据权利要求1所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述固化剂由改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂按质量比例(1:5)～(1:3)组合而成。

7.根据权利要求1所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述固化剂由改性聚酰胺固化剂与改性脂环胺固化剂按质量比例(1:4.5)～(1:3.5)组合而成。

8.根据权利要求1所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述活性稀释剂为单官能团活性稀释剂，粘度(25℃)≤40mPa.s，环氧当量130-300。

9.根据权利要求3所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料，其特征在于：所述助剂I包括硅烷偶联剂、分散剂、消泡剂以及触变剂；所述助剂I I包括分散剂、触变剂；

所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷、γ-{2,3-环氧丙氧基}丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述触变剂为有机膨润土、聚酰胺蜡中的一种或多种。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的低表面处理环氧玻璃鳞片涂料的制备方法，其特征在于：

甲组分的制备方法为：

S100:按一定比例，加入双酚A环氧树脂、活性稀释剂、C9石油树脂、助剂I、溶剂、石油磺酸钡，高速分散均匀；

S200:加入颜填料，继续搅拌分散，并将细度分散到100μm以下；

S300:加入玻璃鳞片，分散至均匀，即为甲组份；

乙组分的制备方法为：按一定比例，加入固化剂、助剂II、颜填料，高速分散至细度100μm以下，即为乙组份。