CN112760014A - 一种无溶剂防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无溶剂防腐涂料，包括A组分与B组分；所述A组分包括以下重量份原料组成：无溶剂环氧树脂、丙烯酸树脂、防锈颜料、纳米硅溶胶、碱金属硅酸盐溶液、填料、腐蚀抑制剂、活性稀释剂、偶联剂、防污剂、防沉剂；所述丙烯酸树脂制备方法如下：步骤1：取甲基丙烯酸酯、多乙烯基化合物、引发剂在0～10℃搅拌混合，并升温至20～30℃下进行聚合反应30～60min；步骤2：在搅拌条件下，向步骤1所得混合物中加入硅烷保护的具羟基丙烯酸酯单体、有机硅聚合物，并在20～30℃下进行聚合反应30～60min，获得丙烯酸树脂产物；所述B组分为固化剂；所述A组分与B组分重量比为3～5：1。本发明避免溶剂的使用，降低VOC有毒有害挥发物含量，具有环保安全的优点。

Description

一种无溶剂防腐涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是一种无溶剂防腐涂料。

背景技术

伴随着我国基础设施设计开始从钢筋混凝土向钢结构发展的趋势，防腐涂料面临着新的要求。防腐涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料，目前我国防腐涂料的市场规模已经仅次于建筑涂料而位居第二位。目前，我国的防腐涂料主要应用在化工和石油行业、铁路、公路桥梁、冶金行业、电力和能源工业、机械及纺织行业、工业产品领域、汽车、船舶及集装箱行业。随着防腐涂料的应用范围不断扩大，其技术要求也在不断提升。

目前，绝大多数防腐涂料为传统溶剂型，含有大量VOC有毒挥发物质，给施工人员和设施使用人员带来严重健康问题；同时存在涂层附着力低，成本较高，有些产品防腐蚀性能差，造成安全隐患和严重浪费的问题。

发明内容

本发明提供一种无溶剂防腐涂料，解决了现有技术中涂层附着力低，含有大量VOC有毒有害挥发物质，成本较高等问题。

本发明提供了一种无溶剂防腐涂料，包括A组分与B组分；

所述A组分包括以下重量份原料组成：无溶剂环氧树脂25～35份、丙烯酸树脂25～30份、防锈颜料20～25份、纳米硅溶胶10～20份、碱金属硅酸盐溶液10～20份、填料10～20份、腐蚀抑制剂1～3份、活性稀释剂3～5份、偶联剂1～3份、防污剂0.5～1份、防沉剂0.5～1份；所述丙烯酸树脂制备方法如下：

步骤1：取甲基丙烯酸酯100～200重量份、多乙烯基化合物300～320重量份、引发剂0.5～1重量份在0～10℃搅拌混合，并升温至20～30℃下进行聚合反应30～60min；

步骤2：在搅拌条件下，向步骤1所得混合物中加入硅烷保护的具羟基丙烯酸酯单体100～150重量份、有机硅聚合物50～60重量份，并在20～30℃下进行聚合反应30～60min，获得丙烯酸树脂产物；

所述B组分为固化剂；

所述A组分与B组分重量比为3～5：1。

进一步地，所述无溶剂环氧树脂为双酚A、双酚F的一种或两种。

进一步地，所述碱金属硅酸盐溶液为硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂的复合溶液。

进一步地，所述防锈颜料为磷钼酸锌、磷酸钛中的一种或两种；所述纳米硅溶胶为碱性硅溶胶，硅溶胶粒子颗粒粒径范围为10～100nm；所述填料为石英砂、刚玉粉、金刚砂中的一种或多种。

进一步地，所述偶联剂为硅烷类、钛酸盐类、锆酸盐类、复合羧基磷酸酯类中的一种或多种；所述活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、异辛基缩水甘油醚中的一种或两种。

进一步地，所述固化剂为多硫醇化合物、三甲基环己基二胺、硫脲－多元胺缩合物中的一种或多种；所述防沉剂为机膨润土、聚酰胺蜡、气相二氧化硅中的一种或多种。

进一步地，所述腐蚀抑制剂为喹啉季铵盐、聚羧酸、酮亚胺中的一种或多种；所述防污剂为聚醚接枝硅油、纳米杂化硅油、辛基三乙氧基改性硅油中的一种或多种。

进一步地，包括以下步骤：

步骤1，按重量配方称取原料；

步骤2，制备碱金属硅酸盐溶液：把硅酸钾、硅酸锂依次倒入有加热水套的不锈钢反应釜中搅拌，温度达到50～70℃时保持温度，滴加硅酸钠，提高搅拌机转速，到溶液完全透明时，降温冷却到常温，即得碱金属硅酸盐溶液。

步骤3，制备A组分：将至少一半的无溶剂环氧树脂到入容器中；再滴加碱金属硅酸盐溶液，高速分散机中速分散，800～1200rmp转速，分散5～10min；再滴加纳米硅溶胶、丙烯酸树脂，继续分散10～15min，再加入防锈颜料、填料、防沉剂到容器中，高速分散1500～2000rmp的转速下搅拌20～30min；加入剩下的无溶剂环氧树脂、偶联剂、防污剂、腐蚀抑制剂，中速分散800～1200rmp；加入活性稀释剂，分散25min～40min，粘度为(350±30)s时即得A组分；

步骤4，将B组分按比例逐步加入到搅拌中的A组分里，混匀，即得到无溶剂防腐涂料。

本发明避免溶剂的使用，降低VOC有毒有害挥发物含量，具有环保安全的优点，对混凝土、钢结构基材有较好的附着力，具有使用安全、环保、防腐性能好的优点。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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的实施例，而不是全部的实施例。

本发明实施例1～3的组份具体如下表所示(单位：kg)。

实施例1、2、对照例中无溶剂环氧树脂为双酚A，实施例3中无溶剂环氧树脂为双酚F；

实施例1、2、3、对照例中碱金属硅酸盐溶液为硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂的复合溶液；

实施例1、对照例中防锈颜料为磷钼酸锌，实施例2、3中防锈颜料为磷酸钛；

实施例1～3、对照例中纳米硅溶胶为碱性硅溶胶，硅溶胶粒子颗粒粒径范围为10～100nm；

实施例1、对照例中填料为石英砂、实施例2中填料为刚玉粉、实施例3中填料为金刚砂；

实施例1、对照例中偶联剂为硅烷类、实施例2中偶联剂为锆酸盐类、实施例3中偶联剂为复合羧基磷酸酯类；

实施例1、2、对照例中活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、实施例3中活性稀释剂为异辛基缩水甘油醚；

实施例1、对照例中固化剂为多硫醇化合物、实施例2中固化剂为三甲基环己基二胺、实施例3中硫脲－多元胺缩合物；

实施例1、对照例中防沉剂为机膨润土、实施例2中防沉剂为聚酰胺蜡、实施例3中防沉剂为气相二氧化硅；

实施例1、对照例中腐蚀抑制剂为喹啉季铵盐、实施例2中腐蚀抑制剂为聚羧酸、实施例3中腐蚀抑制剂为酮亚胺；

实施例1、对照例中防污剂为聚醚接枝硅油、实施例2中防污剂为纳米杂化硅油、实施例3中防污剂为辛基三乙氧基改性硅油；

实施例1、对照例中A组分与B组分重量比为3：1，实施例2中A组分与B组分重量比为5：1，实施例3中A组分与B组分重量比为4：1。

本发明实施例1～3的无溶剂防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按重量配方称取原料；

步骤2，制备碱金属硅酸盐溶液：把硅酸钾、硅酸锂依次倒入有加热水套的不锈钢反应釜中搅拌，温度达到50～70℃时保持温度，滴加硅酸钠，提高搅拌机转速，到溶液完全透明时，降温冷却到常温，即得碱金属硅酸盐溶液。

步骤3，制备A组分：将至少一半的无溶剂环氧树脂到入容器中；再滴加碱金属硅酸盐溶液，高速分散机中速分散，800～1200rmp转速，分散5～10min；再滴加纳米硅溶胶、丙烯酸树脂，继续分散10～15min，再加入防锈颜料、填料、防沉剂到容器中，高速分散1500～2000rmp的转速下搅拌20～30min；加入剩下的无溶剂环氧树脂、偶联剂、防污剂、腐蚀抑制剂，中速分散800～1200rmp；加入活性稀释剂，分散25min～40min，粘度为(350±30)s时即得A组分；

步骤4，将B组分按比例逐步加入到搅拌中的A组分里，混匀，即得到无溶剂防腐涂料。

本发明涂料中加入碱金属硅酸盐溶液，多聚硅酸的活性硅酸与钢铁、混凝土结构表面铁锈反应，产生化学键结合，提高涂料的附着力。由于没有溶剂，涂料中VOC等有害气体挥发低，不会对施工人员造成伤害，安全环保。

本发明对照例丙烯酸树脂的制备方法如下：

步骤1：取甲基丙烯酸酯200重量份、多乙烯基化合物300重量份、引发剂1重量份在0～5搅拌混合，并升温至30℃下进行聚合反应60min；

步骤2：在搅拌条件下，向步骤1所得混合物中加入具羟基丙烯酸酯单体150重量份、有机硅聚合物60重量份，并在30℃下进行聚合反应60min，获得本发明对照例丙烯酸树脂。

其中，多乙烯基化合物为乙烯醚、二乙烯苯按照摩尔比2：1混合，具羟基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸2羟基乙酯、有机硅聚合物为硅油。

本发明实施例1～3所用丙烯酸树脂的制备方法如下：

步骤1：取甲基丙烯酸酯200重量份、多乙烯基化合物300重量份、引发剂1重量份在0～5搅拌混合，并升温至30℃下进行聚合反应60min；

步骤2：在搅拌条件下，向步骤1所得混合物中加入硅烷保护的具羟基丙烯酸酯单体150重量份、有机硅聚合物60重量份，并在30℃下进行聚合反应60min，获得本发明实施例1～3丙烯酸树脂。

其中，多乙烯基化合物为乙烯醚、二乙烯苯按照摩尔比2：1混合，硅烷保护的具羟基丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸2～(三甲基硅氧基)乙酯、有机硅聚合物为硅油。

取本发明实施例1-3及对照例的涂料在20*20cm的钢板表面辊涂3次，将涂层固化的钢板放置于120℃的烘箱中加热24小时，室温降温，并放置于-20℃的环境中冷冻24小时，并重复三次；性能测试结果如下表所示。

本发明实施例1-3的丙烯酸树脂采用硅烷保护的具羟基丙烯酸酯单体，形成利用硅烷对丙烯酸酯单体羟基保护，避免羟基参与聚合反应，从而提高丙烯酸树脂中的羟基含量，增加丙烯酸树脂粘性，同时本发明实施例1-3所采用的三甲基硅保护基在无机盐的作用下会自然分解，使羟基裸露，对涂料中其他成份及金属表面进行有效粘接。而对照例的弹性乳液直接采用羟基丙烯酸酯单体进行聚合反应，导致羟基参与聚合过程，造成羟基数量的损耗，粘性下降，在测试过程中，对高低温交替的耐受力差，易产生细微缝隙，在长时间使用下，会导致涂料起泡，影响金属基材的使用寿命。

本发明实施例1-3避免溶剂的使用，降低VOC有毒有害挥发物含量，具有环保安全的优点，对混凝土、钢结构基材有较好的附着力，具有使用安全、环保、防腐性能好的优点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述涂料包括A组分与B组分；

所述A组分包括以下重量份原料组成：无溶剂环氧树脂25～35份、丙烯酸树脂25～30份、防锈颜料20～25份、纳米硅溶胶10～20份、碱金属硅酸盐溶液10～20份、填料10～20份、腐蚀抑制剂1～3份、活性稀释剂3～5份、偶联剂1～3份、防污剂0.5～1份、防沉剂0.5～1份；所述丙烯酸树脂制备方法如下：

步骤1：取甲基丙烯酸酯100～200重量份、多乙烯基化合物300～320重量份、引发剂0.5～1重量份在0～10℃搅拌混合，并升温至20～30℃下进行聚合反应30～60min；

步骤2：在搅拌条件下，向步骤1所得混合物中加入硅烷保护的具羟基丙烯酸酯单体100～150重量份、有机硅聚合物50～60重量份，并在20～30℃下进行聚合反应30～60min，获得丙烯酸树脂产物；

所述B组分为固化剂；

所述A组分与B组分重量比为3～5：1。

2.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述无溶剂环氧树脂为双酚A、双酚F的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述碱金属硅酸盐溶液为硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂的复合溶液。

4.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述防锈颜料为磷钼酸锌、磷酸钛中的一种或两种；所述纳米硅溶胶为碱性硅溶胶，硅溶胶粒子颗粒粒径范围为10～100nm；所述填料为石英砂、刚玉粉、金刚砂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷类、钛酸盐类、锆酸盐类、复合羧基磷酸酯类中的一种或多种；所述活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、异辛基缩水甘油醚中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述固化剂为多硫醇化合物、三甲基环己基二胺、硫脲－多元胺缩合物中的一种或多种；所述防沉剂为机膨润土、聚酰胺蜡、气相二氧化硅中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述腐蚀抑制剂为喹啉季铵盐、聚羧酸、酮亚胺中的一种或多种；所述防污剂为聚醚接枝硅油、纳米杂化硅油、辛基三乙氧基改性硅油中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述无溶剂防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

步骤1，按重量配方称取原料；

步骤2，制备碱金属硅酸盐溶液：把硅酸钾、硅酸锂依次倒入有加热水套的不锈钢反应釜中搅拌，温度达到50～70℃时保持温度，滴加硅酸钠，提高搅拌机转速，到溶液完全透明时，降温冷却到常温，即得碱金属硅酸盐溶液。

步骤3，制备A组分：将一半的无溶剂环氧树脂到入容器中；再滴加碱金属硅酸盐溶液，高速分散机中速分散，800～1200rmp转速，分散5～10min；再滴加纳米硅溶胶、丙烯酸树脂，继续分散10～15min，再加入防锈颜料、填料、防沉剂到容器中，高速分散1500～2000rmp的转速下搅拌20～30min；加入剩余无溶剂环氧树脂、偶联剂、防污剂、腐蚀抑制剂，中速分散800～1200rmp；加入活性稀释剂，分散25min～40min，粘度为(350±30)s时即得A组分；

步骤4，将B组分按比例逐步加入到搅拌中的A组分里，混匀，即得到无溶剂防腐涂料。