CN114316748B - 一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法，高防腐厚浆型水性涂料包括A组分和B组分，所述A组分按重量百分比包括：水性环氧固化剂20‑30％；助剂2.5‑5.5％；颜填料35‑75％；溶剂余量；所述B组分按重量百分比包括：液体酚醛环氧树脂75‑90％；环氧活性稀释剂5‑22％；水性分散剂1‑3％；附着力促进剂0.5‑2％。本发明提供了一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法，可以解决现有技术中水性环氧涂料在耐介质的重防腐领域使用受到限制及漆膜存在流挂及开裂风险的问题。

Description

一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法。

背景技术

工业防腐会应用到各种类型的涂料，环氧涂料以其较高的附着力、优异的耐腐蚀性和耐化学介质性被广泛应用于涂料行业中，但目前使用的环氧涂料多是溶剂型涂料，包括大量的有机溶剂，大多数有机溶剂易挥发、易燃、易爆、有毒，使用中挥发出来的有机溶剂不仅会对施工人员的健康产生伤害，而且在严重的浪费宝贵的石油资源的同时对环境造成较为严重的污染。近年来，随着对涂料环保要求的不断提高，具有极低的VOC(挥发性有机化合物——这里是指会产生危害的那一类挥发性有机物)和优异性能的水性环氧涂料成为新型环保涂料的研究热点。

水性环氧涂料不仅具有传统溶剂型环氧涂料的高附着力，高防腐性等诸多优点，而且以水为分散介质，不含有机溶剂或含挥发性有机物含量较低，对环境友好。但是在重防腐领域，单道施工膜厚较高，使用水性环氧涂料后漆膜存在流挂及开裂风险，而且目前市面的水性环氧涂料普遍耐热水尤其是耐酸性介质的性能较弱，使得水性环氧涂料在一些需要耐介质的重防腐领域使用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法，可以解决现有技术中水性环氧涂料在耐介质的重防腐领域使用受到限制及漆膜存在流挂及开裂风险的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高防腐厚浆型水性涂料，包括A组分和B组分，所述A组分按重量百分比包括：

所述B组分按重量百分比包括：

进一步的，所述A组分中，所述助剂包括消泡剂、流变剂、防闪锈剂、湿润剂和分散剂，各组分占所述A组分的重量百分比分别为：

进一步的，所述消泡剂包括至少两种不同的消泡剂，所述消泡剂包括第一消泡剂和第二消泡剂，所述第一消泡剂和第二消泡剂占所述A组分的重量百分比分别为0.2-0.3％和0.2-0.5％。

进一步的，所述流变剂包括至少两种不同的流变剂，所述流变剂包括第一流变剂和第二流变剂，所述第一流变剂和第二流变剂占所述A组分的重量百分比分别为0.4-0.7％和0.4-0.9％。

进一步的，所述A组分中，所述颜填料包括钛白粉、滑石粉、硫酸钡、云母粉、防锈颜料和玻璃鳞片，各组分占所述A组分的重量百分比分别为：

进一步的，所述溶剂为去离子水。

进一步的，所述A组分还包括N,N-二甲基亚二丙基三胺，所述N,N-二甲基亚二丙基三胺占所述A组分的重量百分比为1-2.5％。

本发明还提供一种高防腐厚浆型水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

制备A组分：

SA1：称取水性环氧固化剂加入容器中，然后按配方量取一部分去离子水作为溶剂在搅拌状态下加入容器中分散均匀；

SA2：向所述SA1的体系中依次加入第一消泡剂、分散剂和湿润剂，分散均匀；

SA3：向所述SA2的体系中在搅拌状态下依次加入钛白粉、滑石粉、硫酸钡、云母粉及防锈颜料，分散均匀；

SA4：称取第一流变剂和配方剩余的去离子水，制成预凝胶；

SA5：在搅拌状态下向所述SA3的体系中所述SA4得到的预凝胶，然后依次加入第二消泡剂、第二流变剂和防闪锈剂，分散均匀；

SA6：向所述SA5的体系中加入玻璃鳞片，分散均匀，得到所述A组分；

制备B组分：

称取液体酚醛环氧树脂加入另一容器中，在搅拌状态下依次加入环氧活性稀释剂，水性分散剂和附着力促进剂，分散均匀，得到所述B组分。

进一步的，所述A组分还包括N,N-二甲基亚二丙基三胺，所述SA1步骤中还包括：称取水性环氧固化剂加入容器中，在搅拌状态下加入N,N-二甲基亚二丙基三胺，分散均匀，然后按配方量取一部分去离子水作为溶剂在搅拌状态下加入容器中分散均匀。

本发明还提供了一种高防腐厚浆型水性涂料的使用方法，所述高防腐厚浆型水性涂料施工使用时，所述A组分与所述B组分按照重量比3.3-4.5:1混合使用。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供了一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法，本发明提供的高防腐厚浆型水性涂料具有超低的VOC排放，附着力优异、防腐性能优异、耐化学性好，具有极佳的抗流挂性和抗开裂性，施工性能优异，可以一次性施涂较高膜厚。而且，本发明在涂料中进一步加入N,N-二甲基亚二丙基三胺后，可以提高实干时间、漆膜硬度及涂层的防腐蚀及耐化学介质性能，可以广泛应用于石化管道，储罐等领域。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明提出的一种高防腐厚浆型涂料及其制备方法和使用方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。需要说明的是，本发明中的化合物原料除另有说明外，其余均为市售原料。

本发明的核心思想在于提供一种高防腐厚浆型涂料及其制备方法和使用方法，以解决现有技术中……的问题。

为实现上述思想，本发明提供了一种高防腐厚浆型水性涂料，包括A组分和B组分，所述A组分按重量百分比包括：

所述B组分按重量百分比包括：

在本实施例的方案中，通过A组分和B组分混合使用，可以得到水性酚醛环氧涂料，该涂料包含的有机溶剂很少，具有超低的VOC排放，而且涂料的附着力优异、防腐性能优异、耐化学性好，具有极佳的抗流挂性和抗开裂性，施工性能优异，可以一次性施涂较高膜厚，单道施工干膜厚度可达300μm不会流挂及开裂，可以广泛应用于石化管道，储罐等领域。

进一步优选的，所述A组分中，各组分的重量百分比可以为：

进一步的，所述A组分中，所述助剂包括消泡剂、流变剂、防闪锈剂、湿润剂和分散剂，各组分占所述A组分的重量百分比分别为：

进一步优选的，所述防闪锈剂占比为0.49-1％，所述分散剂占比为0.7-1.5％。

其中，所述消泡剂包括至少两种不同的消泡剂，所述消泡剂包括第一消泡剂和第二消泡剂，所述第一消泡剂和第二消泡剂占所述A组分的重量百分比分别为0.2-0.3％和0.2-0.5％。

所述流变剂包括至少两种不同的流变剂，所述流变剂包括第一流变剂和第二流变剂，所述第一流变剂和第二流变剂占所述A组分的重量百分比分别为0.4-0.7％和0.4-0.9％。

进一步的，所述A组分中，所述颜填料包括钛白粉、滑石粉、硫酸钡、云母粉、防锈颜料和玻璃鳞片，各组分占所述A组分的重量百分比分别为：

所述溶剂优选为去离子水，这样使得涂料基本不包含有机溶剂，进一步降低了VOC排放。

优选的，所述A组分还包括N,N-二甲基亚二丙基三胺，所述N,N-二甲基亚二丙基三胺占所述A组分的重量百分比为1-2.5％。加入N,N-二甲基亚二丙基三胺后可以提高涂料的实干时间、漆膜硬度及涂层的防腐蚀及耐化学介质性能。

在本申请实施例中的高防腐厚浆型水性涂料中，各组分均采用市售的产品，例如：

所述水性环氧固化剂可以选自赢创特种化学公司生产的Anquamine419或QR-Polymers公司生产的Q-RIT 1061。

本领域所熟知的消泡剂均可适用于本申请的第一消泡剂和第二消泡剂，优选的，所述第一消泡剂可以选自赢创特种化学生产的型号为Airex 904w或Airex 901w的产品，所述第二消泡剂为毕克化学生产的型号为BYK022或BYK019的产品。

所述第一流变剂可以选用市售的凹凸棒土、有机膨润土或水合硅酸镁，第二流变剂选自市售的聚氨酯缔合型类产品。

所述防闪锈剂可以为有机金属螯合物类或有机金属螯合物类与少量硝酸盐的混合，例如可以选用海名斯公司生产的型号为NALZIN FA 179的产品或美国Halox生产的型号为HALOX FLASH-X 150的产品。

所述湿润剂可选自赢创特种化学生产的型号为WET 270或SURFYNOL 420的产品。

A组分的所述分散剂为水性分散剂，优选为毕克化学的Disperbyk 190或赢创特种化学的ZetaSperse 3600。

所述钛白粉、滑石粉和硫酸钡均采用市售常见的产品，所述云母粉采用化工市场常见的300-500目云母粉。

所述防锈颜料选自市售常见的磷酸盐类或磷硅酸盐类防锈颜料。

所述玻璃鳞片选用市售的、片径为100-200目的产品。

所述B组分中的所述液体酚醛环氧树脂可以采用南亚的NPPN-631。

所述环氧活性稀释剂为双官能度腰果酚改性环氧，产品可选用常熟耐素生物材料科技有限公司生产的型号为Nasurfar PLR 605的产品。

B组分的水性分散剂为不含水的聚合物非离子型分散剂，可以采用湛新生产的型号为Additol VXW 6208/60的产品。

附着力促进剂优选为部分水解和缩聚的环氧硅烷，优选的，采用迈图公司生产的型号为CoatOSil MP200或CoatOSil 2287的产品。

本申请还提供了一种高防腐厚浆型水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

制备A组分：

SA1：称取水性环氧固化剂加入容器中，例如可以在一分散缸中加入水性环氧固化剂，然后按配方量取一部分去离子水作为溶剂，例如可以量取配方一半的去离子水，在搅拌状态下加入容器中分散均匀；

SA2：向所述SA1的体系中依次加入第一消泡剂、分散剂和湿润剂，分散均匀；

SA3：向所述SA2的体系中在搅拌状态下依次加入钛白粉、滑石粉、硫酸钡、云母粉及防锈颜料，分散均匀，可以在高速搅拌状态下分散至细度≤50μm；

SA4：称取第一流变剂和配方剩余的去离子水，制成预凝胶；

SA5：在中速搅拌状态下向所述SA3的体系中所述SA4得到的预凝胶，然后依次加入第二消泡剂、第二流变剂和防闪锈剂，分散均匀；

SA6：向所述SA5的体系中加入玻璃鳞片，中速分散均匀，得到所述A组分，然后按产品包装要求进行封装和保存；

制备B组分：

称取液体酚醛环氧树脂加入另一容器例如一拉缸中，在中速搅拌状态下依次加入环氧活性稀释剂，水性分散剂和附着力促进剂，分散均匀，得到所述B组分，然后按产品包装要求进行封装和保存。

当所述A组分还包括N,N-二甲基亚二丙基三胺时，所述SA1步骤中还包括：称取水性环氧固化剂加入容器中，在中速搅拌状态下加入N,N-二甲基亚二丙基三胺，中速分散10分钟，分散均匀，然后按配方量取一部分去离子水作为溶剂在搅拌状态下加入容器中分散均匀。

本申请的高防腐厚浆型水性涂料的使用方法为：所述高防腐厚浆型水性涂料施工使用时，所述A组分与所述B组分按照重量比3.3-4.5:1混合使用。

为了进一步理解本发明，下面将结合更加详细具体的实施方式对本发明的优选方案进行描述，以凸显本发明提供的高防腐厚浆型水性涂料的特点和特征。这些描述只是举例说明本发明方法的特征和优点，而非限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例中，高防腐厚浆型水性涂料包括A组分和B组分，其中，A组分按重量百分比包括：

    

所述B组分按重量百分比包括：

其中，高防腐厚浆型水性涂料采用上面提及的制备方法进行制备。在施工使用前，将A组分与B组分按照重量比A:B＝3.75:1进行混合使用。

实施例2

本实施例2的高防腐厚浆型水性涂料中，A组分按重量百分比包括：

    

所述B组分按重量百分比包括：

其中，高防腐厚浆型水性涂料采用上面提及的相同制备方法进行制备。在施工使用前，将A组分与B组分按照重量比A:B＝4.3:1进行混合使用。

实施例3

本实施例3的高防腐厚浆型水性涂料中，A组分按重量百分比包括：

所述B组分按重量百分比包括：

其中，高防腐厚浆型水性涂料采用上面提及的相同制备方法进行制备。在施工使用前，将A组分与B组分按照重量比A:B＝4.5:1进行混合使用。

实施例4

本实施例4的高防腐厚浆型水性涂料中A组分额外增加了N,N-二甲基亚二丙基三胺，A组分按重量百分比包括：

    

所述B组分按重量百分比包括：

其中，高防腐厚浆型水性涂料采用上面提及的制备方法进行制备。在施工使用前，将A组分与B组分按照重量比A:B＝3.3:1进行混合使用。

为了验证本发明实施例的高防腐厚浆型水性涂料的性能效果，将实施例1-4的高防腐厚浆型水性涂料涂装至基材表面，测试涂层的性能效果，并与对照组的涂料的涂层效果进行对比。其中，对照组采用水性酚醛环氧乳液与水性环氧固化剂作为成膜助剂的涂料，按照相同的方法施工涂覆于基材表面。

其中，对照组的涂料同样包括A组分和B组分，对照组的A组分和B组分配方如下：。

A组分的重量百分比为：

水性环氧固化剂30％，采用美国Hexion的Epikure 8545-W-52；

去离子水19.55％；

助溶剂1.5％；采用化工市场有售的二丙二醇丁醚

消泡剂0.3％；采用毕克化学的BYK022

第一流变剂0.35％；采用化工市场有售的凹凸棒土产品。有机膨润土或水合硅酸镁

第二流变剂0.5％；采用化工市场有售的聚氨酯缔合型类产品。

防闪锈剂0.5％；采用海名斯公司的NALZIN FA 179

润湿剂0.5％；采用赢创特种化学的WET 270

分散剂0.8％；采用毕克化学的Disperbyk 190。

钛白粉5％；采用化工市场有售的钛白粉产品。

滑石粉30％；采用化工市场有售的滑石粉产品。

硫酸钡5％；采用化工市场有售的硫酸钡产品。

防锈颜料3％；采用化工市场有售的磷酸盐类防锈颜料。或磷硅酸盐类。

玻璃鳞片3％。采用化工市场有售的、鳞片片径为100—200目的玻璃鳞片。

所述B组分的重量百分比为：

水性酚醛环氧乳液100％；采用美国Hexion的Epikote 5003-W-55A

在施工使用前，将A组分与B组分按照重量比A:B＝3.0:1进行混合使用

各实验组和对照组的涂层的性能效果如下表1所示。

表1对照组及实施例1-4的涂料的涂层性能对比

上述试验中，柔韧性测试以及耐冲击性测试涂装的基材为马口铁片，干膜膜厚为20-30μm，其他涂层测试指标的基材为冲砂碳钢板，干膜膜厚为250-300μm。通过上述对比试验，我们可以看到，本发明提供的高防腐厚浆型水性涂料相比于现有技术的涂料，其在各测试指标上均具有明显的优势，本发明的高防腐厚浆型水性涂料具有超低的VOC排放，附着力优异、防腐性能优异、耐化学性好，具有极佳的抗流挂性和抗开裂性，施工性能优异，可以一次性施涂较高膜厚。而且，本发明实施例4中，加入N,N-二甲基亚二丙基三胺后，可以提高实干时间、漆膜硬度及涂层的防腐蚀及耐化学介质性能。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供了一种高防腐厚浆型水性涂料及其制备方法和使用方法，本发明提供的高防腐厚浆型水性涂料具有超低的VOC排放，附着力优异、防腐性能优异、耐化学性好，具有极佳的抗流挂性和抗开裂性，施工性能优异，可以一次性施涂较高膜厚。而且，本发明在涂料中进一步加入N,N-二甲基亚二丙基三胺后，可以提高实干时间、漆膜硬度及涂层的防腐蚀及耐化学介质性能，可以广泛应用于石化管道，储罐等领域。

上述描述仅是对本发明较佳实施方式的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种高防腐厚浆型水性涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分按重量百分比包括：

水性环氧固化剂                  20-30%；

助剂                            2.5-5.5%；

钛白粉                          5-10%；

滑石粉                          15-25%；

硫酸钡                          5-10%；

云母粉                          5-10%；

防锈颜料                        5-10%；

玻璃鳞片                        3-10%；

N,N-二甲基亚二丙基三胺          1-2.5%；

去离子水                        余量；

所述B组分按重量百分比包括：

液体酚醛环氧树脂           75-90%；

环氧活性稀释剂             5-22%；

水性分散剂                 1-3%；

附着力促进剂               0.5-2%；

其中，所述水性环氧固化剂选自赢创特种化学公司生产的Anquamine 419或QR-Polymers公司生产的Q-RIT 1061；所述液体酚醛环氧树脂采用南亚的NPPN-631；

所述A组分与所述B组分按照重量比3.3-4.5:1混合使用。

2.根据权利要求1所述的一种高防腐厚浆型水性涂料，其特征在于，所述A组分中，所述助剂包括消泡剂、流变剂、防闪锈剂、湿润剂和分散剂，各组分占所述A组分的重量百分比分别为：

消泡剂                         0.4-0.8%；

流变剂                         0.8-1.6%；

防闪锈剂                       0.4-1%；

湿润剂                         0.2-0.5%；

分散剂                         0.5-1.5%。

3.根据权利要求2所述的一种高防腐厚浆型水性涂料，其特征在于，所述消泡剂包括至少两种不同的消泡剂，所述消泡剂包括第一消泡剂和第二消泡剂，所述第一消泡剂和第二消泡剂占所述A组分的重量百分比分别为0.2-0.3%和0.2-0.5%。

4.根据权利要求3所述的一种高防腐厚浆型水性涂料，其特征在于，所述流变剂包括至少两种不同的流变剂，所述流变剂包括第一流变剂和第二流变剂，所述第一流变剂和第二流变剂占所述A组分的重量百分比分别为0.4-0.7%和0.4-0.9%。

5.一种如权利要求4所述的高防腐厚浆型水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备A组分：

SA1：称取水性环氧固化剂加入容器中，在搅拌状态下加入N,N-二甲基亚二丙基三胺，分散均匀，然后按配方量取一部分去离子水作为溶剂在搅拌状态下加入容器中分散均匀；

SA2：向所述SA1的体系中依次加入第一消泡剂、分散剂和湿润剂，分散均匀；

SA3：向所述SA2的体系中在搅拌状态下依次加入钛白粉、滑石粉、硫酸钡、云母粉及防锈颜料，分散均匀；

SA4：称取第一流变剂和配方剩余的去离子水，制成预凝胶；

SA5：在搅拌状态下向所述SA3的体系中所述SA4得到的预凝胶，然后依次加入第二消泡剂、第二流变剂和防闪锈剂，分散均匀；

SA6：向所述SA5的体系中加入玻璃鳞片，分散均匀，得到所述A组分；

制备B组分：

称取液体酚醛环氧树脂加入另一容器中，在搅拌状态下依次加入环氧活性稀释剂，水性分散剂和附着力促进剂，分散均匀，得到所述B组分。