CN113136142B - 改性树脂涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及涂料技术领域,提供了一种改性树脂涂料,包括如下重量份数的组分:50~65份液态树脂;3~8份聚苯胺;0.3~0.8份石墨烯;0.5~1份对甲苯磺酸;20~25份玻璃鳞片;5~15份填料;1.7~3.8份助剂;11~18份颜料。得到的改性树脂涂料不含溶剂的,所述涂料固含高而且VOC低,所述涂料防腐性能好、低VOC、可以带锈施工,表面处理成本低,环保安全,适合用于石化、桥梁、电厂、化工厂等大型钢结构及工艺设备的防腐及翻新。
Description
技术领域
本申请属于涂料技术领域,尤其涉及一种改性树脂涂料及其制备方法。
背景技术
石化、桥梁、电厂、化工厂等大型的钢结构建筑及工艺设备,定期的维护与保养过程中,表面处理的成本非常高,而有些地方还不能采用电动打磨设备,如石油储罐、汽油储罐等,打磨时产生火花存在安全隐患,“环保、安全、性能和成本”等逐渐成为此行业发展的趋势。
目前市面上有关此类的涂料很多,但大多是固体含量低、VOC(挥发性有机物)高,给环境造成很大的危害,同时也存在安全隐患。有些产品对表面处理的要求高,表面处理成本高,施工难度大,难以保证维保的质量效果。
发明内容
本申请的目的在于提供一种改性树脂涂料及其制备方法,旨在解决现有技术中的环氧涂料存在的防腐蚀性能差、不易于施工等问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
第一方面,本申请提供一种改性树脂涂料,包括如下重量份数的组分:
第二方面,本申请提供一种改性树脂涂料的制备方法,包括如下步骤:
根据所述的改性树脂涂料提供各组分,
将液态树脂、助剂进行第一混合处理,得到第一混合物;
将所述第一混合物与填料、颜料进行第二混合处理,得到第二混合物;
将所述第二混合物与聚苯胺、石墨烯、对甲苯磺酸、玻璃鳞片进行第三混合处理,得到所述改性树脂涂料。
本申请第一方面提供的改性树脂涂料,以液态树脂为主要原料,分别与聚苯胺、石墨烯、对甲苯磺酸、玻璃鳞片进行复配作用,通过聚苯胺和石墨烯的协同作用,进而提高了与液态树脂的相容性,使得到的涂料具有更好的防腐性能,同时具有良好的导电、导热等特性;还包括了对甲苯磺酸,对甲苯磺酸与液态树脂复配使用,可与金属表面的铁锈发生反应,转化成防锈颜料,同时配合石墨烯改性聚苯胺复合材料的应用,使得铁锈完全被钝化,可以带锈施工,不影响漆膜的防锈性能,从而实现低表面处理施工的功效;进一步还包括玻璃鳞片,有利于在漆膜内部形成致密的涂层,阻止外界腐蚀介质的进去,从而达到防腐的目的。得到的改性树脂涂料不含溶剂的,所述涂料固含高而且VOC低,所述涂料防腐性能好、低VOC、可以带锈施工,表面处理成本低,环保安全,适合用于石化、桥梁、电厂、化工厂等大型钢结构及工艺设备的防腐及翻新。
本申请第二方面提供的改性树脂涂料的制备方法,该制备方法简单易操作,仅需将各组分混合即可,制备工艺简单易操作,不需要大型设备即可完成,有利于广泛应用。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,“a,b,或c中的至少一项(个)”,或,“a,b,和c中的至少一项(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地,本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一“、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本申请实施例范围的情况下,第一XX也可以被称为第二XX,类似地,第二XX也可以被称为第一XX。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种改性树脂涂料,包括如下重量份数的组分:
本申请第一方面提供的改性树脂涂料,以液态树脂为主要原料,分别与聚苯胺、石墨烯、对甲苯磺酸、玻璃鳞片进行复配作用,通过聚苯胺和石墨烯的协同作用,进而提高了与液态树脂的相容性,使得到的涂料具有更好的防腐性能,同时具有良好的导电、导热等特性;还包括了对甲苯磺酸,对甲苯磺酸与液态树脂复配使用,可与金属表面的铁锈发生反应,转化成防锈颜料,同时配合石墨烯改性聚苯胺复合材料的应用,使得铁锈完全被钝化,可以带锈施工,不影响漆膜的防锈性能,从而实现低表面处理施工的功效;进一步还包括玻璃鳞片,有利于在漆膜内部形成致密的涂层,阻止外界腐蚀介质的进去,从而达到防腐的目的。得到的改性树脂涂料不含溶剂的,涂料固含高而且VOC低,涂料防腐性能好、低VOC、可以带锈施工,表面处理成本低,环保安全,适合用于石化、桥梁、电厂、化工厂等大型钢结构及工艺设备的防腐及翻新。
具体的,改性树脂涂料包括50~65份液态树脂,以液态树脂作为主要组分,能够提高涂料的附着力和耐化学性。在本发明具体实施例中,液态树脂的添加份数选自50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份、61份、62份、63份、64份、65份。
在一些实施例中,液态树脂包括如下重量份数的组分:
液态环氧树脂 45~55份;
液态碳氢树脂 5-10份。
进一步,液态环氧树脂的环氧当量为185-195,粘度为11000~14000mpa.s;控制液态环氧树脂的环氧当量和粘度,能够保证得到改性树脂涂料成膜效果较好,有利于产品成膜;同时能够保证改性树脂涂料的粘度,保证具有较好的附着力。
在一些实施例中,液态环氧树脂为无溶剂液态环氧树脂,保证得到的改性树脂涂料补含有有机溶剂,使得到的改性树脂涂料环保性能较高。
在本发明具体实施例中,液态环氧树脂的添加份数选自45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份。
进一步,液态碳氢树脂的固含量为96%以上,粘度为700~1300mpa.s,液体碳氢树脂选自固含96%以上,粘度700-1300mpa.s之间的石油树脂;液态碳氢树脂不仅可以作为一种功能性稀释剂,降低体系的粘度,同时参与涂料体系的反应,提高漆膜的柔性性以及耐水性能。
在本发明具体实施例中,液态碳氢树脂的添加份数选自5份、6份、7份、8份、9份、10份。
具体的,改性树脂涂料,包括3~8份聚苯胺,由于聚苯胺,高分子化合物的一种,具有特殊的电学、光学性质,经掺杂后可具有导电性及电化学性能,通过添加聚苯胺,可以使金属表面钝化,形成致密的钝化层,从而可以有效的提高漆膜的防腐性能。
在本发明具体实施例中,聚苯胺的添加份数选自3份、4份、5份、6份、7份、8份。
具体的,改性树脂涂料,包括0.3~0.8份石墨烯,其中,石墨烯选自表面含有环氧基团的改性氧化石墨烯。石墨烯由于表面含有环氧基团,具有很好的导电、导热、力学等性能,同时表面的环氧基团能够与聚苯胺较好的复配使用,更好的同环氧树脂相容,从而使得漆膜具有更好的防腐性能。
在一些实施例中,石墨烯的粒径为500~5000纳米。控制石墨烯为纳米级石墨烯,使石墨烯与聚苯胺能够较好进行复配使用,保证得到的改性树脂涂料的漆膜柔性较高,不会形成颗粒感。
在本发明具体实施例中,石墨烯的添加份数选自0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份。
具体的,改性树脂涂料,包括0.5~1份对甲苯磺酸,对甲苯磺酸与液态树脂复配使用,可与金属表面的铁锈发生反应,转化成防锈颜料,同时配合石墨烯改性聚苯胺复合材料的应用,使得铁锈完全被钝化,可以带锈施工,不影响漆膜的防锈性能,从而实现低表面处理施工的功效。
在本发明具体实施例中,对甲苯磺酸的添加份数选自0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份。
具体的,改性树脂涂料,包括20~25份玻璃鳞片,添加玻璃鳞片,有利于在漆膜内部形成致密的涂层,阻止外界腐蚀介质的进去,从而达到防腐的目的。
在本发明具体实施例中,玻璃鳞片的添加份数选自20份、21份、22份、23份、24份、25份。
在一些实施例中,玻璃鳞片的片厚2~8微米,片径10~100微米。控制玻璃鳞片的厚度和片径大小,能够保证添加了玻璃鳞片对涂料的漆膜成型度和漆膜流畅度没有影响,能够保证得到的涂料实现较好的防腐性能的同时,也能较好地进行使用。
具体的,改性树脂涂料,包括5~15份填料,添加填料主要是为了提高涂料的附着力,防止涂料流动性过强影响使用。在一些实施例中,填料包括但不限于滑石粉、云母粉中的至少一种。
在本发明具体实施例中,填料的添加份数选自5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份。
具体的,改性树脂涂料,包括1.7~3.8份助剂,添加助剂有利于提高涂料的性质,更有利于使用。
在一些实施例中,助剂包括如下重量份数的组分:
分散剂 0.5~1份;
消泡剂 0.2~0.3份;
防沉剂 1~2.5份。
添加分散剂有利于降低体系粘度,同时提高体系的储存稳定性,其中,分散剂选自超分子分散剂。在本发明具体实施例中,分散剂的添加份数选自0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份。
添加消泡剂有利于消除体系在生产与施工中产生的气泡,提高涂料的稳定性,其中,消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂。在本发明具体实施例中,消泡剂的添加份数选自0.2份、0.21份、0.22份、0.23份、0.24份、0.25份、0.26份、0.27份、0.28份、0.29份、0.3份。
添加防沉剂有利于提高体系的抗流挂性能,提高涂料的一次成膜厚度,提高施工的效率。其中,防沉剂选自改性聚酰胺蜡粉、膨润土、气相二氧化硅中的至少一种。在本发明具体实施例中,防沉剂的添加份数选自1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2.0份、2.2份、2.4份、2.5份。
具体的,改性树脂涂料,包括11~18份颜料;添加颜料能够控制涂料的颜色,进而使得到的涂料应用更广泛。
在一些实施例中,颜料包括如下重量份数的组分:
着色颜料 5~8份;
防锈颜料 6~10份。
其中,着色颜料可根据需求进行选择,有机颜料和无机颜料均可使用。在本发明具体实施例中,着色颜料选自晶体结构为金红石型的钛白粉。
其中,添加防锈颜料,主要功能是为了提高体系的耐盐雾性能,防锈颜料选自三聚磷酸铝、磷酸锌中的至少一种。
本申请实施例第二方面提供一种改性树脂涂料的制备方法,包括如下步骤:
S01.根据改性树脂涂料提供各组分,
S02.将液态树脂、助剂进行第一混合处理,得到第一混合物;
S03.将第一混合物与填料、颜料进行第二混合处理,得到第二混合物;
S04.将第二混合物与聚苯胺、石墨烯、对甲苯磺酸、玻璃鳞片进行第三混合处理,得到改性树脂涂料。
本申请第二方面提供的改性树脂涂料的制备方法,该制备方法简单易操作,仅需将各组分混合即可,制备工艺简单易操作,不需要大型设备即可完成,有利于广泛应用。
步骤S01中,改性树脂涂料的各组分的选择及其添加量如上文所论述,为了节约篇幅,此处不再进行赘述。
步骤S02中,将液态树脂、助剂进行第一混合处理,得到第一混合物。将液态树脂、助剂进行混合处理,保证助剂能够充分与液态树脂结合。
在一些实施例中,第一混合处理的方法为:在室温条件下,于300-500转/分钟的速度下分散10~15分钟,得到第一混合物。
步骤S03中,将第一混合物与填料、颜料进行第二混合处理,得到第二混合物。
在一些实施例中,第二混合处理的方法为:在65~70℃下,于1000-1500转/分钟的速度下高速分散15~20分钟,得到第二混合物。通过加热处理,促进组分混合。
步骤S04中,将第二混合物与聚苯胺、石墨烯、对甲苯磺酸、玻璃鳞片进行第三混合处理,得到改性树脂涂料。
在一些实施例中,将第二混合物与聚苯胺、石墨烯于800-1000转/分钟的速度下高速分散10~15分钟;再与对甲苯磺酸、玻璃鳞片混合,于600~800转/分钟的速度下高速分散10~15分钟。分开加入进行混合的目的是为了各个功能原料混合更加均匀。
按照本发明所提供的方法所制备的改性树脂涂料,其抗流挂性、干燥性、附着力、耐盐雾性、耐酸碱性、耐湿热性、抗阴极剥离等性能好,而且可以带锈施工,易于操作。由于涂料是不含溶剂的,涂料固含高而且VOC低,从上述测试结果可以看出,涂料防腐性能好、低VOC、可以带锈施工,表面处理成本低,因此,涂料适合用于石化、桥梁、电厂、化工厂等大型钢结构及工艺设备的防腐及翻新。
当采用本申请提供的改性树脂涂料进行使用时,改性树脂涂料需要与涂料固化剂进行混合,搅拌均匀后再进行使用。
在一些实施例中,改性树脂涂料与涂料固化剂的质量比为(3~5):1,其中,涂料固化剂选自腰果油改性酚醛按聚合物。
本申请提供的改性树脂涂料抗流挂性、干燥性、附着力、耐盐雾性、耐酸碱性、防腐等性能好;可以带锈施工,为低表面处理容忍性环氧涂料,表面处理成本低;VOC低,符合未来发展趋势;涂料易于施工操作,适用于石化、桥梁、电厂、化工厂等大型的钢结构建筑及工艺设备的防腐及维护保养翻新。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
改性树脂涂料及其制备方法
改性树脂涂料
改性树脂涂料,包括如下重量份数的组分:
其中,液态树脂包括:
液态环氧树脂 45份;
液态碳氢树脂 5份;
助剂包括:
分散剂 0.5份;
消泡剂 0.2份;
防沉剂 1份;
颜料包括:
着色颜料 5份;
防锈颜料 6份;
石墨烯选自表面含有环氧基团的改性氧化石墨烯,石墨烯的粒径为500纳米;玻璃鳞片的片厚2微米,片径10微米;
填料选自滑石粉和云母粉的混合物,
分散剂选自超分子分散剂,消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂,防沉剂选自改性聚酰胺蜡粉,
着色颜料选自钛白粉,防锈颜料选自磷酸锌。
改性树脂涂料的制备方法
根据实施例1的改性树脂涂料提供各组分,
将液体环氧树脂、液体碳氢树脂、分散剂、消泡剂、防沉剂依次加入分散缸中,在300转/分钟的速度下分散10分钟,形成混合物;
将滑石粉、云母粉、钛白粉、磷酸锌依次加入上一步骤形成的混合物中,在65℃,在1000转/分钟的速度下分散15分钟,保温15分钟;
将聚苯胺、石墨烯加入,在800转/分钟的速度下分散10分钟;
将对甲苯磺酸、玻璃鳞片加入,在600转/分钟的速度下分散10分钟,得到改性树脂涂料。
实施例2
改性树脂涂料及其制备方法
改性树脂涂料
改性树脂涂料,包括如下重量份数的组分:
其中,液态树脂包括:
液态环氧树脂 48份;
液态碳氢树脂 7份;
助剂包括:
分散剂 0.7份;
消泡剂 0.3份;
防沉剂 1.5份;
颜料包括:
着色颜料 7份;
防锈颜料 8份;
石墨烯选自表面含有环氧基团的改性氧化石墨烯,石墨烯的粒径为800纳米;玻璃鳞片的片厚4微米,片径50微米;
填料选自滑石粉和云母粉的混合物,
分散剂选自超分子分散剂,消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂,防沉剂选自改性聚酰胺蜡粉,
着色颜料选自钛白粉,防锈颜料选自磷酸锌。
改性树脂涂料的制备方法
根据实施例2的改性树脂涂料提供各组分,
将液体环氧树脂、液体碳氢树脂、分散剂、消泡剂、防沉剂依次加入分散缸中,在400转/分钟的速度下分散13分钟,形成混合物;
将滑石粉、云母粉、钛白粉、磷酸锌依次加入上一步骤形成的混合物中,在68℃,在1200转/分钟的速度下分散15分钟,保温15分钟;
将聚苯胺、石墨烯加入,在900转/分钟的速度下分散12分钟;
将对甲苯磺酸、玻璃鳞片加入,在650转/分钟的速度下分散11分钟,得到改性树脂涂料。
实施例3
改性树脂涂料及其制备方法
改性树脂涂料
改性树脂涂料,包括如下重量份数的组分:
其中,液态树脂包括:
液态环氧树脂 55份;
液态碳氢树脂 5份;
助剂包括:
分散剂 0.7份;
消泡剂 0.3份;
防沉剂 2份;
颜料包括:
着色颜料 8份;
防锈颜料 8份;
石墨烯选自表面含有环氧基团的改性氧化石墨烯,石墨烯的粒径为1500纳米;玻璃鳞片的片厚6微米,片径80微米;
填料选自滑石粉和云母粉的混合物,
分散剂选自超分子分散剂,消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂,防沉剂选自改性聚酰胺蜡粉,
着色颜料选自钛白粉,防锈颜料选自磷酸锌。
改性树脂涂料的制备方法
根据实施例3的改性树脂涂料提供各组分,
将液体环氧树脂、液体碳氢树脂、分散剂、消泡剂、防沉剂依次加入分散缸中,在500转/分钟的速度下分散14分钟,形成混合物;
将滑石粉、云母粉、钛白粉、磷酸锌依次加入上一步骤形成的混合物中,在69℃,在1200转/分钟的速度下分散15分钟,保温15分钟;
将聚苯胺、石墨烯加入,在850转/分钟的速度下分散10分钟;
将对甲苯磺酸、玻璃鳞片加入,在800转/分钟的速度下分散11分钟,得到改性树脂涂料。
实施例4
改性树脂涂料及其制备方法
改性树脂涂料
改性树脂涂料,包括如下重量份数的组分:
其中,液态树脂包括:
液态环氧树脂 60份;
液态碳氢树脂 5份;
助剂包括:
分散剂 1份;
消泡剂 0.3份;
防沉剂 2.2份;
颜料包括:
着色颜料 8份;
防锈颜料 8份;
石墨烯选自表面含有环氧基团的改性氧化石墨烯,石墨烯的粒径为4000纳米;玻璃鳞片的片厚6微米,片径100微米;
填料选自滑石粉和云母粉的混合物,
分散剂选自超分子分散剂,消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂,防沉剂选自改性聚酰胺蜡粉,
着色颜料选自钛白粉,防锈颜料选自磷酸锌。
改性树脂涂料的制备方法
根据实施例4的改性树脂涂料提供各组分,
将液体环氧树脂、液体碳氢树脂、分散剂、消泡剂、防沉剂依次加入分散缸中,在450转/分钟的速度下分散14分钟,形成混合物;
将滑石粉、云母粉、钛白粉、磷酸锌依次加入上一步骤形成的混合物中,在70℃,在1100转/分钟的速度下分散15分钟,保温15分钟;
将聚苯胺、石墨烯加入,在750转/分钟的速度下分散10分钟;
将对甲苯磺酸、玻璃鳞片加入,在600转/分钟的速度下分散10分钟,得到改性树脂涂料。
性能测试
将实施例1~4得到的改性树脂涂料与改性树脂涂料固化剂以质量比为3:1进行混合,其中,涂料固化剂选自腰果油改性酚醛按聚合物,混合后进行涂覆使用,并测定其耐盐雾性能、附着力、耐湿热性能、耐循环试验性能、耐酸碱性能。
结果分析
将实施例1~4得到的改性树脂涂料与改性树脂涂料固化剂以质量比为3:1进行混合,其中,涂料固化剂选自腰果油改性酚醛按聚合物,混合后进行涂覆使用,并测定其耐盐雾性能、附着力、耐湿热性能、耐循环试验性能、耐酸碱性能,性质测定结果如表1所示,实施例1~4得到的改性树脂涂料与改性树脂涂料固化剂混合后进行涂覆,性质优异,其中,耐盐雾可以达到5000小时以上,附着力大于15MPa,耐湿热2000小时以上,耐循环试验5000小时以上,耐酸碱720小时以上,符合HG/T 4564-2013《低表面容忍性环氧涂料》的相关技术要求,适合用于石化、桥梁、电厂、化工厂等大型钢结构及工艺设备的防腐及翻新。
表1
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
2.根据权利要求1所述的改性树脂涂料,其特征在于,所述助剂包括如下重量份数的组分:
分散剂 0.5~1份;
消泡剂 0.2~0.3份;
防沉剂 1~2.5份。
3.根据权利要求2所述的改性树脂涂料,其特征在于,所述分散剂选自超分子分散剂;和/或,
所述消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂;和/或,
所述防沉剂选自改性聚酰胺蜡粉、膨润土、气相二氧化硅中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的改性树脂涂料,其特征在于,所述颜料包括如下重量份数的组分:
着色颜料 5~8份;
防锈颜料 6~10份。
5.根据权利要求4所述的改性树脂涂料,其特征在于,所述防锈颜料选自三聚磷酸铝、磷酸锌中的至少一种。
6.一种改性树脂涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
根据权利要求1~5任一所述的改性树脂涂料提供各组分,
将液态树脂、助剂进行第一混合处理,得到第一混合物;
将所述第一混合物与填料、颜料进行第二混合处理,得到第二混合物;
将所述第二混合物与聚苯胺、石墨烯、对甲苯磺酸、玻璃鳞片进行第三混合处理,得到所述改性树脂涂料。
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