CN114292570B - 一种常温固化的抗冰防腐涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料组合物技术领域，具体公开了一种常温固化的抗冰防腐涂料及其制备方法。本发明为双组份常温固化的抗冰防腐涂料，A组份：E‑51环氧树脂5‑10％、溶剂型大分子环氧树脂10‑15％、水洗法型填料20‑30％、酮类溶剂3‑5％、氨基树脂0.5‑2％、氧化聚乙烯蜡0.5‑1.5％、气相二氧化硅0.5‑1.5％、改性硅油0.3‑1％、二乙二醇丁醚5‑10％、环氧稀释剂3‑5％、单宁酸0.5‑2％；B组份：酚醛胺固化剂3‑5％、酚醛树脂10‑20％、聚酰胺固化剂5‑10％、环氧稀释剂5‑10％、颜填料10‑15％、氧化聚乙烯蜡浆0.5‑1％，A和B组份混合后喷涂X80碳钢基材表面，干膜厚度120‑250微米，常温固化7天后性能：表面张力≤30达英，与冰粘结强度＜2psi；经40℃中性盐雾测试4000h，涂层扩蚀≤2mm且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗≤25mg。

Description

一种常温固化的抗冰防腐涂料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及涂料组合物技术领域，更具体的说是涉及一种常温固化的抗冰防腐涂料及其制备方法。

背景技术

火车、大型货车车厢等用于运输煤矿、铁矿过程中均需要洒水以避免粉尘污染，但是在北方冬天容易出现因冰对车厢的粘结性能导致煤矿、铁矿到达卸货区时无法完全卸下，通常只能卸下一半的矿物；且海上平台、船舶在-4℃海域易出现船上结冰现象，需要花费巨大人工来清理冰雪，否则容易导致船上作业不方便或存在人员摔倒等潜在风险；

再有，北方油气田的污水输送管道通常存在油水、高盐分等介质输送管道容易出现结冰、点蚀而致管道堵塞。

再有，电塔和电线等电力系统因降雪、结冰加重而易致电线断裂或者电塔倒塌。

因此，如何开发一种常温固化后具有抗冰效果的防腐涂料是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种常温固化的抗冰防腐涂料及其制备方法，以解决结冰对油田输送、运输业、航空航天业等产生的负面影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种常温固化的抗冰防腐涂料，包括：A组份和B组份；以总料重量为百分之百计，其中，

所述A组份包括：E-51环氧树脂5-10％、溶剂型大分子环氧树脂10-15％、水洗法型填料20-30％、酮类溶剂3-5％、氨基树脂0.5-2％、氧化聚乙烯蜡浆0.5-1.5％、气相二氧化硅0.5-1.5％、改性硅油0.3-1％、二乙二醇丁醚5-10％、环氧稀释剂3-5％、单宁酸0.5-2％；

所述B组份包括：酚醛胺固化促进剂3-5％、酚醛树脂10-20％、聚酰胺固化剂5-10％、环氧稀释剂5-10％、颜填料10-15％、氧化聚乙烯蜡浆0.5-1％。

优选的，所述溶剂型大分子环氧树脂采用固态树脂溶液；气相二氧化硅采用亲水性的德固赛A200或德国瓦克N20；所述水洗法型填料为800-1250目水洗后低温烘干的填料，及所述填料中含有0.1～0.5％的水分。

更优选的，所述溶剂型大分子环氧树脂选用南亚NPSN-301*75、NPSN-901*75、NPSN-134*80、国都化工YD-011MS65S、YD-0141MX；

所述水洗法型填料选用高岭土、蒙脱土、滑石粉、硅微粉、重晶石粉等，此类填料都是采用含有轻微的水分，且水分含量通常约为0.1-0.5％。

优选的，所述酮类溶剂的沸点不低于115℃；所述氨基树脂为在65-70℃时与大分子环氧树脂发生反应的甲醚化三聚氰胺树脂。

更优选的，所述酮类溶剂采用甲基戊基酮、甲基异丁基酮等沸点≥115℃的溶剂；所述氨基树脂选择甲醚化三聚氰胺树脂如氰特Cymel 303、325、327、385等能够在65-70℃时与大分子环氧树脂发生反应。

优选的，所述环氧稀释剂为张力24-30达英并对环氧树脂溶解性良好的溶剂；所述氧化聚乙烯蜡浆的触变性能优异，并含有大量羟基基团；所述酚醛树脂为丁醚化酚醛树脂，及所述酚醛胺固化促进剂为由曼尼希反应合成的曼尼希碱类固化剂。

更优选的，所述环氧稀释剂选用二甲苯、正丁醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚等，所述氧化聚乙烯蜡浆选用海明斯202P、202SP等；

所述酚醛树脂选用山东圣泉PF-9369，上海新华树脂厂284丁醚化甲酚甲醛树脂、2402叔丁酚甲醛树脂；

所述酚醛胺固化促进剂选用空气化学Ancamine 1637-LV,Sunmide CX-105Ancaimine K54,Ancamine 1110。

优选的，所述聚酰胺固化剂为650或651聚酰胺固化剂，所述颜填料为无机颜料、有机颜料或组合颜料。

更优选的，所述颜填料即可选用无机颜料(如钛白粉、铁红、铬绿等)和/或组合硅灰石、滑石粉等填料，又可选用着色力强的有机颜料(酞青蓝、酞青绿)组合滑石粉或者硅灰石等。

优选的，所述改性硅油采用环氧硅烷偶联剂且为二甲氧基或二乙氧基类型；

所述改性硅油的制备工艺如下：

加入羟基硅油和环氧硅烷偶联剂，搅拌并控制温度19-49℃，随后加入有机锡催化剂搅拌3-8h并控制温度19-49℃，即得。

具体制备100g改性硅油过程如下：

在200ml烧杯中加入40-50g丁醇中加入20-30g中羟基硅油羟基含量9±1％(如东莞杰臣、河北长锦化工、深圳楚鹰新材料均有203羟基硅油生产和销售)和10-15g环氧硅烷偶联剂，置于磁力搅拌上搅拌并控制温度19-49℃，然后加入丁醇稀释至3-5％的有机锡如二丁基锡月桂酸酯(DBTDL)催化剂6-10g，持续搅拌3-8h并且温度控制19-49℃并且补充剩余的溶剂采用丁醇做溶剂。

在制备过程中持续通入氮气保护，持续反应3-8h后即可获得改性硅油，并且该改性硅油粘度稳定对环氧树脂体系有较好的相容性；

该硅油存在环氧基团能够在环氧树脂中相容，与固化剂反应速率相比较环氧树脂慢，在涂料双组分混合后固化过程中因为体系极性的增加改性硅油逐步迁移到涂层表面形成疏水涂层，体现出很好的抗冰效果和耐磨效果。

需要说明的是，若反应温度为49℃时反应3h即可，若反应温度为19℃时反应8h即可。

本发明的另一个目的在于提供上述常温固化的抗冰防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按比例按序加入E-51环氧树脂、溶剂型大分子环氧树脂、气相二氧化硅和水洗法型填料搅拌混合，再按比例按序加入酮类溶剂、单宁酸、氨基树脂和二乙二醇丁醚高速剪切，然后按比例加入环氧稀释剂和氧化聚乙烯蜡浆高速分散，最后加入制备的改性硅油搅拌，得A组份；

(2)按比例将酚醛胺固化促进剂、酚醛树脂、聚酰胺固化剂、环氧稀释剂、颜填料和氧化聚乙烯蜡浆按序加入并在高速搅拌下混合均匀，得B组份；

(3)将A组份和B组份混合，即得所述常温固化的抗冰防腐涂料。

优选的，所述步骤(1)中的搅拌混合时间为5-10min，及高速剪切温度为65-70℃，时间为30-40min，高速分散温度为35-45℃。

优选的，所述步骤(2)中，高速搅拌温度不高于45℃。

具体地，涂料组成物如下：

A组份(环氧组份)

a.E-51环氧树脂5-10％

b.溶剂型大分子环氧树脂10-15％

c.气相二氧化硅0.5-1.5％

d.水洗法填料20-30％

e.酮类溶剂3-5％

f.单宁酸0.5-2％

g.氨基树脂0.5-2％

h.二乙二醇丁醚5-10％

i.环氧稀释剂3-5％

j.氧化聚乙烯蜡浆0.5-1.5％

k.改性硅油0.3-1％

B组份(固化剂组份)

l.酚醛胺固化促进剂3-5％

m.酚醛树脂10-20％

n.聚酰胺固化剂5-10％

o.环氧稀释剂5-10％

p.颜填料10-15％

q.氧化聚乙烯蜡浆0.5-1％。

A组份制备工艺：先将a,b混合均匀，然后加入c搅拌5-10min后加入d搅拌5-10min，然后加入e,f,g,h高速剪切并且控制温度65-70℃/30-40min，再加入i,j高速分散并且控制温度35-45℃，最后加入k搅拌15-30min即可获得A组份；

B组份制备工艺：将l,m,n,o,p,q加入并且高速搅拌控制温度≤45℃细度达到＜20微米即可获得B组份。

本发明还请求保护上述方法制备的常温固化抗冰防腐涂料在油田输送、运输业和航空航天业、电力系统中的应用。

进一步的，所述应用还包括在海上平台或船舶中的应用。

具体地，将上述获得A，B组份混合后喷涂于喷砂后碳钢板(碳钢板表面满足Sa2.5并且锚纹深度33-76微米)控制涂料湿膜厚度达到280-400微米，自干常温/7天，干膜厚度约为120-250微米。

并将固化后涂层用于测试：涂层满足85℃/5％(氯化钠、氯化镁、氯化钡)以及煤油二甲苯混合溶液回流/30d，测试涂层附着力满足0-1级(测试方法GB/T 9286百格法)；40℃中性盐雾测试4000h涂层扩蚀≤2mm并且涂层无起泡和粉化现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg负载/1000转损耗≤25mg；表面张力≤30达英(达英笔法)，在蒸馏水中95℃/48h后测试涂层表面张力≤30达英；冰粘强度＜2psi(-8℃测试)。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明公开一种双组份常温固化的抗冰防腐涂料，其中，A组份：E-51环氧树脂5-10％、溶剂型大分子环氧树脂10-15％、水洗法型填料20-30％、酮类溶剂3-5％、氨基树脂0.5-2％、氧化聚乙烯蜡0.5-1.5％、气相二氧化硅0.5-1.5％、改性硅油0.3-1％、二乙二醇丁醚5-10％、环氧稀释剂3-5％、单宁酸0.5-2％；B组份：酚醛胺固化剂3-5％、酚醛树脂10-20％、聚酰胺固化剂5-10％、环氧稀释剂5-10％、颜填料10-15％、氧化聚乙烯蜡浆0.5-1％，将A和B组份混合后喷涂X80碳钢基材表面，干膜厚度120-250微米，常温固化7天后性能：表面张力≤30达英，与冰粘结强度＜2psi，并且经40℃中性盐雾测试4000h，涂层扩蚀≤2mm且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗≤25mg。

具体实施方式

下面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。

实施例1：

一种常温固化的抗冰防腐涂料，包括以下组份：

将制备好的A、B组份混合后喷涂于X80碳钢基材表面，干膜厚度120微米，常温固化7天后。涂层满足85℃/5％(氯化钠、氯化镁、氯化钡)以及煤油二甲苯混合溶液回流/30d，测试涂层附着力0级(测试方法GB/T 9286百格法)；40℃中性盐雾测试4000h涂层扩蚀≤2mm并且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗24mg；表面张力28达英(达英笔法)，在蒸馏水中95℃/48h后测试涂层表面张力30达英；冰粘强度1.9psi(-8℃测试)。

实施例2：

一种常温固化的抗冰防腐涂料，包括以下组份：

将制备好的A、B组份混合后喷涂于X80碳钢基材表面，干膜厚度180微米，常温固化7天后。涂层满足85℃/5％(氯化钠、氯化镁、氯化钡)以及煤油二甲苯混合溶液回流/30d，测试涂层附着力1级(测试方法GB/T 9286百格法)；40℃中性盐雾测试4000h涂层扩蚀≤2mm并且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗20mg；表面张力28达英(达英笔法)，在蒸馏水中95℃/48h后测试涂层表面张力28达英；冰粘强度1.4psi(-8℃测试)。

实施例3：

一种常温固化的抗冰防腐涂料，包括以下组份：

将制备好的A、B组份混合后喷涂于X80碳钢基材表面，干膜厚度180微米，常温固化7天后。涂层满足85℃/5％(氯化钠、氯化镁、氯化钡)以及煤油二甲苯混合溶液回流/30d，测试涂层附着力1级(测试方法GB/T 9286百格法)；40℃中性盐雾测试4000h涂层扩蚀≤2mm并且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗25mg；表面张力28达英(达英笔法)，在蒸馏水中95℃/48h后测试涂层表面张力28达英；冰粘强度1.5psi(-8℃测试)。

实施例4：

一种常温固化的抗冰防腐涂料，包括以下组份：

将制备好的A、B组份混合后喷涂于X80碳钢基材表面，干膜厚度180微米，常温固化7天后。涂层满足85℃/5％(氯化钠、氯化镁、氯化钡)以及煤油二甲苯混合溶液回流/30d，测试涂层附着力1级(测试方法GB/T 9286百格法)；40℃中性盐雾测试4000h涂层扩蚀≤2mm并且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗25mg；表面张力28达英(达英笔法)，在蒸馏水中95℃/48h后测试涂层表面张力28达英；冰粘强度1.5psi(-8℃测试)。

实施例5：

一种常温固化的抗冰防腐涂料，包括以下组份：

将制备好的A、B组份混合后喷涂于X80碳钢基材表面，干膜厚度180微米，常温固化7天后。涂层满足85℃/5％(氯化钠、氯化镁、氯化钡)以及煤油二甲苯混合溶液回流/30d，测试涂层附着力1级(测试方法GB/T 9286百格法)；40℃中性盐雾测试4000h涂层扩蚀≤2mm并且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗16mg；表面张力28达英(达英笔法)，在蒸馏水中95℃/48h后测试涂层表面张力28达英；冰粘强度1.4psi(-8℃测试)。

实施例6：

一种常温固化的抗冰防腐涂料，包括以下组份：

将制备好的A、B组份混合后喷涂于X80碳钢基材表面，干膜厚度180微米，常温固化7天后。涂层满足85℃/5％(氯化钠、氯化镁、氯化钡)以及煤油二甲苯混合溶液回流/30d，测试涂层附着力1级(测试方法GB/T 9286百格法)；40℃中性盐雾测试4000h涂层扩蚀≤2mm并且无任何粉化和起泡现象；耐磨性CS17砂轮/1Kg/1000转损耗18mg；表面张力28达英(达英笔法)，在蒸馏水中95℃/48h后测试涂层表面张力28达英；冰粘强度1.7psi(-8℃测试)。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种常温固化的抗冰防腐涂料，其特征在于，包括：A组份和B组份；以总料重量为百分之百计，其中，

所述A组份包括：E-51环氧树脂5-10％、溶剂型大分子环氧树脂10-15％、水洗法型填料20-30％、酮类溶剂3-5％、氨基树脂0.5-2％、氧化聚乙烯蜡浆0.5-1.5％、气相二氧化硅0.5-1.5％、改性硅油0.3-1％、二乙二醇丁醚5-10％、环氧稀释剂3-5％、单宁酸0.5-2％；

所述改性硅油采用环氧硅烷偶联剂且为二甲氧基或二乙氧基类型；

所述改性硅油的制备工艺如下：

加入羟基硅油和环氧硅烷偶联剂，搅拌并控制温度19-49℃，随后加入有机锡催化剂搅拌3-8h并控制温度19-49℃，即得；

所述B组份包括：酚醛胺固化促进剂3-5％、酚醛树脂10-20％、聚酰胺固化剂5-10％、环氧稀释剂5-10％、颜填料10-15％、氧化聚乙烯蜡浆0.5-1％；

所述溶剂型大分子环氧树脂采用固态树脂溶液；

所述常温固化的抗冰防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)按比例按序加入E-51环氧树脂、溶剂型大分子环氧树脂、气相二氧化硅和水洗法型填料搅拌混合，再按比例按序加入酮类溶剂、单宁酸、氨基树脂和二乙二醇丁醚高速剪切，然后按比例加入环氧稀释剂和氧化聚乙烯蜡浆高速分散，最后加入制备的改性硅油搅拌，得A组份；

(2)按比例将酚醛胺固化促进剂、酚醛树脂、聚酰胺固化剂、环氧稀释剂、颜填料和氧化聚乙烯蜡浆按序加入并在高速搅拌下混合均匀，得B组份；

(3)将A组份和B组份混合，即得所述常温固化的抗冰防腐涂料。

2.根据权利要求1所述的一种常温固化的抗冰防腐涂料，其特征在于，所述溶剂型大分子环氧树脂采用固态树脂溶液；气相二氧化硅采用亲水性的德固赛A200或德国瓦克N20；所述水洗法型填料为800-1250目水洗后低温烘干的填料，及所述填料中含有0.1～0.5％的水分。

3.根据权利要求1所述的一种常温固化的抗冰防腐涂料，其特征在于，所述酮类溶剂的沸点不低于115℃；所述氨基树脂为在65-70℃时与大分子环氧树脂发生反应的甲醚化三聚氰胺树脂。

4.根据权利要求1所述的一种常温固化的抗冰防腐涂料，其特征在于，所述环氧稀释剂为张力24-30达英并对环氧树脂溶解性良好的溶剂；所述氧化聚乙烯蜡浆的触变性能优异，并含有大量羟基基团；所述酚醛树脂为丁醚化酚醛树脂，及所述酚醛胺固化促进剂为由曼尼希反应合成的曼尼希碱类固化剂。

5.根据权利要求1所述的一种常温固化的抗冰防腐涂料，其特征在于，所述聚酰胺固化剂为650或651聚酰胺固化剂，所述颜填料为无机颜料、有机颜料或组合颜料。

6.根据权利要求1所述的一种常温固化的抗冰防腐涂料，其特征在于，所述步骤(1)中的搅拌混合时间为5-10min，及高速剪切温度为65-70℃，时间为30-40min，高速分散温度为35-45℃。

7.根据权利要求1所述的一种常温固化的抗冰防腐涂料，其特征在于，所述步骤(2)中，高速搅拌温度不高于45℃。

8.一种如权利要求1所述的常温固化的抗冰防腐涂料在油田输送、运输业和航空航天业、电力系统中的应用。