CN113980557B - 一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料及其制备方法，该无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料包括酚醛环氧树脂、液体石油树脂、苯甲醇、气凝胶和空心玻璃微珠、防锈颜料、金红石钛白粉，E54环氧树脂、低粘度脂环胺固化剂。该涂料通过液体石油树脂对酚醛环氧树脂进行改性，改善了无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料对底材的润湿性和附着力，提高了漆膜的柔韧性；通过E54环氧树脂与低粘度脂环胺固化剂加成反应，提高了漆膜的交联密度，使无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料提高了漆膜的柔韧性、耐盐雾性及耐各种化学品特性。

Description

一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于化工涂料技术领域，特别涉及一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料及其制备方法，应用于承载液化气的球罐、石油储罐外壁、建筑工程、船舶制造、军工领域的防腐涂层。
背景技术
随着国家环保政策日趋严厉及人们环保安全意识的增强，对于溶剂型涂料工业来说，在产品的生产过程中和涂装使用阶段，都需要使用二甲苯、甲苯、芳烃、正丁醇、醋酸丁酯、PMA等有机溶剂，这些溶剂不仅在生产环节污染环境，而且在应用环节中也会污染环境，溶剂的蒸发也增加了成本。因此，无溶剂环氧涂料的研究越来越受到重视，要求溶剂的使用及产品的VOC尽量为零。
承载液化气的球罐、石油储罐，在夏天阳光直射时，钢板的表面温度最高可达80℃，罐外表面的大量热量被钢板向罐内传导，对储罐造成了巨大安全隐患。储罐的喷淋降温，不仅会影响了钢板防锈性能，还不利于节能，对水资源造成浪费。
环氧酚醛涂料漆膜硬度好，耐热、耐水、漆膜坚硬、耐弱酸碱、耐有机溶剂，并有一定的绝缘能力。其缺点是漆膜较脆，耐冲击差。
中国专利CN102382554A公开了一种具有低导热系数的保温隔热重防腐涂料及其制备方法，所述的保温隔热重防腐涂料含有酚醛环氧类树脂、多孔气凝胶、无机颜填料、表面活性剂、溶剂、及助剂，其改善了环氧涂层的耐化学品特性，但漆膜的脆性及附着力需要进一步改善。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料及其制备方法，该无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料包括酚醛环氧树脂、液体石油树脂、苯甲醇、气凝胶和空心玻璃微珠、防锈颜料、金红石钛白粉，E54环氧树脂、低粘度脂环胺固化剂。该涂料通过液体石油树脂对酚醛环氧树脂进行改性，改善了无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料对底材的润湿性和附着力，提高了漆膜的柔韧性；通过E54环氧树脂与低粘度脂环胺固化剂加成反应，提高了漆膜的交联密度，使无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料提高了漆膜的柔韧性、耐盐雾性及耐各种化学品特性。
为实现以上目的，采用的具体技术方案为：
本发明的目的之一在于提供一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料，其包括基料和固化剂，按照重量份计，包括以下组分：
Figure BDA0003333547140000021
所述酚醛环氧树脂为有苯环的耐热主干与多官能的环氧基，具有高架桥密度。
所述液体石油树脂为C9或C10不饱和芳香烃聚合物。
所述二氧化硅气凝胶孔径5-50μm，导热系数：0.010-0.020W/(m.k)。
所述触变剂为聚酰胺蜡粉。
所述分散剂为大豆卵磷脂。
所述防锈颜料为三聚磷酸铝、磷酸锌。
所述E54环氧树脂为环氧当量(g/eq)：176～184,黏度(cps/25℃)8000～11000。
所述低粘度脂环胺固化剂为胺值(mg KOH/g):250,黏度(cps/25℃):450,活泼氢当量：110。
本发明的目的之二在于提供一种上述无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按选定的重量份数将所述酚醛环氧树脂和液体石油树脂混合均匀，并在通如氮气条件下，升温110-120℃，保温30分钟；
(2)按选定的重量份数将分散剂、触变剂投料到步骤(1)中，中速搅拌均匀；
(3)按选定的重量份数向步骤(2)中依次加入所述二氧化硅气凝胶、防锈颜料、钛白粉、苯甲醇混合，并高速分散至细度80微米以下，升温至50-70℃之间，保温20分钟；
(4)按选定的重量份数将所述空心玻璃珠投料到步骤(3)中，慢速搅拌均匀后，过滤即得；
(5)按选定的重量份数将所述低粘度脂环胺固化剂与苯甲醇混合，并低速搅拌均匀；
(6)按选定的重量份数将所述E54环氧树脂慢速投料到低速搅拌的步骤(5)中，慢速搅拌1小时,室温15℃以上放置48小时后，再次慢速搅拌，过滤即得。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料通过液体石油树脂对酚醛环氧树脂进行改性，改善了无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料对底材的润湿性和附着力，提高了漆膜的柔韧性；通过E54环氧树脂与低粘度脂环胺固化剂加成反应，提高了漆膜的交联密度，使无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料提高了漆膜的柔韧性、耐盐雾性及耐各种化学品特性，并降低了最低固化温度，减少施工时的熟化过程。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围，各实施例中的百分比如无特别指出，均为重量百分比，所用的原料均为市售可商购的常用商品。
1.酚醛环氧树脂：南亚环氧树脂(昆山)有限公司，型号为NPPN638S
2.液体石油树脂：德国吕特格集团，型号为Novares LA 700
3.二氧化硅气凝胶：上海戌昀新材料科技有限公司
4.分散剂：天津鹤喜园磷脂科技有限公司
5.触变剂：法国阿科玛Crayvallac Ultra
6.防锈颜料：威海三友化工科技有限公司磷酸锌(工业级)、三聚磷酸铝(工业级)
7.空心玻璃微珠：廊坊市澳澜玻璃微珠有限公司200-400目
8.E54环氧树脂：南亚环氧树脂(昆山)有限公司，型号为NPEL-127
9.低粘度脂环胺固化剂：德国赢创工业集团公司Ancamine 2280
本发明的涂料为基料与固化剂配合使用，使用时将基料与固化剂以一定的比例混合搅拌均匀。本发明的涂料基料与固化剂的比例一般在1.5:1-4:1(重量比)之间。
实施例1
本实施例所述的无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料，是由如下重量份的组分制备而成的：
Figure BDA0003333547140000051
所述无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料是通过如下方法制备得到的：
(1)按选定的重量份数将所述酚醛环氧树脂和液体石油树脂混合均匀，并在通如氮气条件下，升温110-120℃，保温30分钟；
(2)按选定的重量份数将分散剂、触变剂投料到步骤(1)中，中速搅拌均匀；(3)按选定的重量份数向步骤(2)中依次加入所述二氧化硅气凝胶、防锈颜料、钛白粉、苯甲醇混合，并高速分散至细度60微米以下，升温至50-70℃之间，保温20分钟；
(4)按选定的重量份数将所述空心玻璃珠投料到步骤(3)中，慢速搅拌均匀后，过滤即得。
(5)按选定的重量份数将所述低粘度脂环胺固化剂与苯甲醇混合，并低速搅拌均匀；
(6)按选定的重量份数将所述E54环氧树脂慢速投料到低速搅拌的步骤(5)中，慢速搅拌1小时,室温15℃以上放置48小时后，再次慢速搅拌，过滤即得。
实施例1所得无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试结果如表1所示。
表1.实施例1无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试数据
Figure BDA0003333547140000061
实施例2
本实施例所述的无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料，是由如下重量份的组分制备而成的：
Figure BDA0003333547140000062
Figure BDA0003333547140000071
所述无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料是通过如下方法制备得到的：
(1)按选定的重量份数将所述酚醛环氧树脂和液体石油树脂混合均匀，并在通如氮气条件下，升温110-120℃，保温30分钟；
(2)按选定的重量份数将分散剂、触变剂投料到步骤(1)中，中速搅拌均匀；
(3)按选定的重量份数向步骤(2)中依次加入所述二氧化硅气凝胶、防锈颜料、钛白粉、苯甲醇混合，并高速分散至细度60微米以下，升温至50-70℃之间，保温20分钟；
(4)按选定的重量份数将所述空心玻璃珠投料到步骤(3)中，慢速搅拌均匀后，过滤即得。
(5)按选定的重量份数将所述低粘度脂环胺固化剂与苯甲醇混合，并低速搅拌均匀；
(6)按选定的重量份数将所述E54环氧树脂慢速投料到低速搅拌的步骤(5)中，慢速搅拌1小时,室温15℃以上放置48小时后，再次慢速搅拌，过滤即得。
实施例2所得无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试结果如表2所示。
表2.实施例2无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试数据
Figure BDA0003333547140000072
Figure BDA0003333547140000081
实施例3
本实施例所述的无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料，是由如下重量份的组分制备而成的：
Figure BDA0003333547140000082
所述无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料是通过如下方法制备得到的：
(1)按选定的重量份数将所述酚醛环氧树脂和液体石油树脂混合均匀，并在通如氮气条件下，升温110-120℃，保温30分钟；
(2)按选定的重量份数将分散剂、触变剂投料到步骤(1)中，中速搅拌均匀；
(3)按选定的重量份数向步骤(2)中依次加入所述二氧化硅气凝胶、防锈颜料、钛白粉、苯甲醇混合，并高速分散至细度60微米以下，升温至50-70℃之间，保温20分钟；
(4)按选定的重量份数将所述空心玻璃珠投料到步骤(3)中，慢速搅拌均匀后，过滤即得。
(5)按选定的重量份数将所述低粘度脂环胺固化剂与苯甲醇混合，并低速搅拌均匀；
(6)按选定的重量份数将所述E54环氧树脂慢速投料到低速搅拌的步骤(5)中，慢速搅拌1小时,室温15℃以上放置48小时后，再次慢速搅拌，过滤即得。实施例3所得无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试结果如表3所示。
表3.实施例3无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试数据
Figure BDA0003333547140000091
实施例4
本实施例所述的无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料，是由如下重量份的组分制备而成的：
Figure BDA0003333547140000092
Figure BDA0003333547140000101
所述无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料是通过如下方法制备得到的：
(1)按选定的重量份数将所述酚醛环氧树脂和液体石油树脂混合均匀，并在通如氮气条件下，升温110-120℃，保温30分钟；
(2)按选定的重量份数将分散剂、触变剂投料到步骤(1)中，中速搅拌均匀；
(3)按选定的重量份数向步骤(2)中依次加入所述二氧化硅气凝胶、防锈颜料、钛白粉、苯甲醇混合，并高速分散至细度60微米以下，升温至50-70℃之间，保温20分钟；
(4)按选定的重量份数将所述空心玻璃珠投料到步骤(3)中，慢速搅拌均匀后，过滤即得。
(5)按选定的重量份数将所述低粘度脂环胺固化剂与苯甲醇混合，并低速搅拌均匀；
(6)按选定的重量份数将所述E54环氧树脂慢速投料到低速搅拌的步骤(5)中，慢速搅拌1小时,室温15℃以上放置48小时后，再次慢速搅拌，过滤即得。
实施例4所得无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试结果如表4所示。
表4.实施例4无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试数据
Figure BDA0003333547140000111
实施例5
本实施例所述的无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料，是由如下重量份的组分制备而成的：
Figure BDA0003333547140000112
Figure BDA0003333547140000121
所述无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料是通过如下方法制备得到的：
(1)按选定的重量份数将所述酚醛环氧树脂和液体石油树脂混合均匀，并在通如氮气条件下，升温110-120℃，保温30分钟；
(2)按选定的重量份数将分散剂、触变剂投料到步骤(1)中，中速搅拌均匀；
(3)按选定的重量份数向步骤(2)中依次加入所述二氧化硅气凝胶、防锈颜料、钛白粉、苯甲醇混合，并高速分散至细度60微米以下，升温至50-70℃之间，保温20分钟；
(4)按选定的重量份数将所述空心玻璃珠投料到步骤(3)中，慢速搅拌均匀后，过滤即得。
(5)按选定的重量份数将所述低粘度脂环胺固化剂与苯甲醇混合，并低速搅拌均匀；
(6)按选定的重量份数将所述E54环氧树脂慢速投料到低速搅拌的步骤(5)中，慢速搅拌1小时,室温15℃以上放置48小时后，再次慢速搅拌，过滤即得。
实施例5所得无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试结果如表5所示。
表5.实施例5无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试数据
Figure BDA0003333547140000122
Figure BDA0003333547140000131
对比例1
以低导热系数的保温隔热重防腐涂料作为对比例1，其是由如下重量份的组分制备而成的：
Figure BDA0003333547140000132
所述具有低导热系数的保温隔热重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)在酚醛环氧树脂溶液中加入表面活性剂并分散均匀；
(2)在步骤(1)的酚醛环氧树脂的溶液中加入粒径为5μm-20μm，导热系数为0.009-0.02W/(m.k)的多孔气凝胶进行搅拌，用分散机高速分散，然后再用超声仪对分散液进行超声分散
(3)在步骤(2)的酚醛环氧树脂的溶液中加入消泡剂，分散剂、附着力促进剂、触变剂进行分散
(4)在步骤(3)的酚醛环氧树脂溶液中，再依次加入颜填料，用高速分散机分散至细度80μm以下，即制成低导热系数的保温隔热重防腐涂料。
对比例1所得无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试结果如表6所示。
表6.对比例1无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料性能测试数据
Figure BDA0003333547140000141
由表1-6所得数据可见，本发明的无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料在基料加入固化剂后，对其理化性能进行测试，其导热系数不大于0.042W/(m.k)，具有优异的附着力、柔韧性、耐化学品性、隔热性、耐盐雾性能，可一次成膜厚度1500μm，适用于承载液化气的球罐、石油储罐外壁、建筑工程、船舶制造、军工领域的防腐涂层。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明是的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料，其特征在于，其包括基料和固化剂，按照重量份计，包括以下组分：
Figure FDA0004100613980000011
所述液体石油树脂为C9或C10不饱和芳香烃聚合物；所述E54环氧树脂为环氧当量176～184g/eq,黏度8000～11000cps/25℃；所述低粘度脂环胺固化剂为胺值250mg KOH/g,黏度450cps/25℃,活泼氢当量：110；所述酚醛环氧树脂为有苯环的耐热主干与多官能的环氧基，具有高架桥密度；所述二氧化硅气凝胶孔径5-50μm，导热系数为0.010-0.020W/(m.k)；所述触变剂为聚酰胺蜡粉；所述分散剂为大豆卵磷脂，所述防锈颜料为三聚磷酸铝、磷酸锌。
2.一种如权利要求1所述无溶剂酚醛环氧隔热防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按选定的重量份数将所述酚醛环氧树脂和液体石油树脂混合均匀，并在通氮气条件下，升温110-120℃，保温30分钟；
(2)按选定的重量份数将分散剂、触变剂投料到步骤(1)中，中速搅拌均匀；
(3)按选定的重量份数向步骤(2)中依次加入所述二氧化硅气凝胶、防锈颜料、钛白粉、苯甲醇混合，并高速分散至细度80微米以下，升温至50-70℃之间，保温20分钟；
(4)按选定的重量份数将所述空心玻璃微珠投料到步骤(3)中，慢速搅拌均匀后，过滤即得；
(5)按选定的重量份数将所述低粘度脂环胺固化剂与苯甲醇混合，并低速搅拌均匀；
(6)按选定的重量份数将所述E54环氧树脂慢速投料到低速搅拌的步骤(5)中，慢速搅拌1小时,室温15℃以上放置48小时后，再次慢速搅拌，过滤即得。
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