CN114479607A - 一种高性能环氧改性厚浆防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于钢结构表面的高性能环氧改性厚浆涂料，是一种双组份、低VOC含量、高固含厚浆型改性环氧屏蔽涂料，单道涂层即可提供长期保护作用。本产品含有铝颜料和碳纤维的品种，耐盐雾性能好，良好的抗阴极剥离性能，防腐性能优良,优异的耐磨性，杰出的耐水浸泡性，良好的耐化学品性能，优异的机械性能，此涂料既可用于新建设施，也可以用于原有设施的维修保护，能够为大气环境下的钢结构提供防腐蚀保护。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种高性能环氧改性厚浆防腐涂料。
背景技术
传统的钢结构用防腐漆多为环氧涂料，其中环氧厚浆型漆是一种高固含、厚浆型环氧屏蔽涂料，具有优异的附着力和杰出的耐水浸泡性能、优异的机械性能。随着各国环保法规的日益完善以及人们环保意识的不断提高，世界各国都相继制订了挥发性有机物(VOC)排放的限量标准和法规。为促进节能环保，经国务院批准，我国自2015年2月1日起对施工状态下VOC含量高于420g/L涂料征收消费税。溶剂型涂料是VOC的重要来源，对环境造成很大污染，对人体带来极大的危害，同时在施工、储藏、运输中存在易燃、易爆等安全隐患，开发低VOC环保型涂料成为了涂料发展的主要方向。
高性能环氧改性厚浆涂料是一种低VOC含量、高固体份，双组份厚膜型环氧树脂漆。大大减少消除了VOC的排放，而且使用安全方便，得以迅速发展。高性能环氧改性厚浆涂料作为厚膜型环氧屏蔽涂料，单道涂层即可提供长期保护作用。用于多种环境中，用于保护处于重腐蚀环境中的钢结构，如海上结构物的水下区域，桩柱结构，埋地管道的外壁防护、储罐、化工厂、造纸厂等环境中的钢结构保护。漆膜中含有碳纤维的品种，提供更佳的防腐蚀保护性能。适用于维修保养和新建结构物。可改善长期覆涂性，便于在制作工厂施工，单道涂层施工可达干膜600微米，极大的简化施工程序，提高涂装效率。与传统的溶剂性涂料相比，高固体份高性能环氧改性厚浆涂料具有环保、安全、使用方便的特点，在世界各国得到了迅速发展。高性能环氧改性厚浆涂料作为一种高固体份工业重防腐涂料，在未来的市场中当有很大的应用前景。
环氧厚浆型在涂料中已经得到十分广泛的应用，但是，一直存在着一种需求，希望有一种涂料系统，在提升生产效率的前提下，既具备环境友好性，又具备对人身的健康性和安全性。
发明内容
发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是开发一种高固含、低VOC含量的双组份高性能环氧改性厚浆防腐涂料，单道涂层即可提供长期保护作用；该高性能环氧改性厚浆涂料耐盐雾性能好，具有良好的抗阴极剥离性能，漆膜中含有碳纤维填料，提供更佳的防腐蚀保护性能，同时具有优异的耐磨性、杰出的耐水浸泡性、良好的耐化学品性能和优异的机械性能。
为实现上述目的，本发明一种高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述涂料由A和B两种组分组成，其中，A包含如下重量份数的组分：
B包含如下重量分数的组份：
改性酚醛胺类固化剂 95-98份；
环氧树脂固化促进剂 2-5份
其中，A和B的重量比为(7～10):1，所述环氧树脂为三木环氧的SM828树脂和601-75树脂按照3:1混合的混合物。
具体地，所述的特殊树脂为其中两款树脂固含量分别为100％和75％，其属于E51和E20树脂，具有良好粘接、耐腐蚀、绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料。将两种树脂按3:1混合，具有优异的机械性能、防腐性能。
所述活性稀释剂为瀚森的E10P。所述活性稀释剂具有低粘度、高流动性、良好的耐候能力和耐化学性、抗老化、突出的颜料润湿性等。
所述分散剂为BYK-203分散剂或BYK-163分散剂。所述分散剂可以有效的分散配方中的颜填料，改善颜料润湿性和增强体系的稳定性。
所述硅烷偶联剂为SCA403或A-187硅烷偶联剂。所述交联剂含有反应性环氧丙氧基和甲氧基团,可以有效的提高有机树脂对无机物表面的粘结性，可耐湿擦性、耐磨性及耐高温性能。
所述流平剂为BYK-300。所述流平剂是一种能够中等程序降低表面张力、增加表面滑爽性，改善流平和光泽、改善底材的润湿性、产生抗粘连性的有机硅表面助剂，可用于食品接触、环保。
所述流变助剂为海名斯BENTONE 828流变助剂。所述流变，具有良好的储存稳定性，改善流动和流平增稠效果明显，控制流挂不降低流平、流动性，有效的提高涂料的粘度，增强储存稳定性。
所述防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTP Compounds 1087碳纤维混合，优选地，所述防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTP Compounds 1087碳纤维按照质量比1：0.6：0.3：0.15：0.05混合。钛白粉加入能提高白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性，特别是没有毒性；硫酸钡加入具有化学惰性强，稳定性好，耐酸、耐碱、硬度适中，比重高，白度好等优点；磷酸锌加入具有遮盖力和着色力功能。主要用于防锈防腐蚀性能，易分散；浮型铝银浆加入能平行地分布在整个涂膜在中，因而被树脂包裹，所以具有良好的抗氧化性及耐磨性，具有很好的耐水,耐候,耐化学性；碳纤维加入具有优异的耐化学腐蚀提高漆膜抗弯曲和压缩强度，具有良好的抗氧化作用。
所述溶剂为异丙醇或200#溶剂油。醇类溶剂延长可使用时间，而且它不会对体系的干燥时间产生明显的影响。
所述固化剂为卡德莱卡德莱的改性酚醛胺NC-562，所述环氧树脂固化促进剂为空气化工K54固化促进剂。其中，卡德莱的NC562粘度低，较快速固化，较好的抗发白性。用于高固体份体系；促进剂为空气化工K54固化促进剂其中环氧树脂固化促进剂K54是一多功能通用路易斯碱催化剂，它既可用作粘合剂应用，也可用作其他固化剂的活化剂，适合于加速环氧树脂固化时间。
本发明进一步提出了上述高性能环氧改性厚浆涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配方量称取原料，将配方量的树脂投入搅拌机；后加入配方量的活性稀释剂，搅拌速度为500～800r/min，搅拌10～15分钟；
(2)调整搅拌速度为800～1000r/min，在搅拌过程中加入触变剂和分散剂，然后保持1000～2000转速r/min搅拌，持续高速搅拌25～30分钟，至细度≤20μm；
(3)调整搅拌速度为800～1000r/min，依次加入硅烷偶联剂和防锈填料，用部分溶剂冲洗填料和清洗缸壁；后持续在1000～2000r/min高速搅拌30～40min,温度不超过60℃；完成后慢速搅拌降温到35～40℃；
(4)在搅拌中加入流平剂，然后保持300～500r/min转速下继续搅拌10～15min至分散均匀；然后根据粘度再加入部分溶剂调粘，搅拌均匀后制得A组分；
(5)将固化剂和促进剂投入另一搅拌机，搅拌速度为500～1000r/min，搅拌10～15分钟；分散均匀，制得B组分；
按重量比将A组份和B组份混合，搅拌均匀熟化5～10min后涂装。
有益效果：本发明通过参考各类文献和试验结果，以国内市场上已有的环氧厚浆型涂料为基础，从漆料的物理性能、化学性能、施工性能等多方面综合考虑，以确定最佳的配方设计，具有如下优点：
(1)高性能环氧改性厚浆涂料树脂的选取，根据E51和E20两款树脂的特点混合使用，是涂料具有优异的机械性能、良好粘接、耐腐蚀、加上选择活性稀释剂为单体叔碳酸缩水甘油酯E10P，具有强裂地降粘度、提高涂料的流动性、是漆膜具有更好的外观，施工性良好，同时降低VOC含量等。
(3)本产品含有超细磷酸锌、非浮型铝银浆、碳纤维防锈填料合理搭配。提高涂料稳定性，耐水、耐候、耐化学性，增加防腐蚀性能和良好的抗氧化性及耐磨性，并提高漆膜抗弯曲和压缩强度，具有良好的抗氧化作用，使高性能环氧改性厚浆涂料综合性能优异；
(4)本发明得到的高性能环氧改性厚浆涂料不含苯；体积固含≥80％；质量固含≥86％耐盐雾≥4000h；附着力≥8MPa；硬度高，具有优异的防腐性，通过快速固化、3小时以上的活化期在室温下，甚至更低的温度下固化；具有极低的溶剂含量(VOC＜250克/升，甚至200克/升)；厚膜涂装(≥800微米)安全环保等达到了国内先进水平。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，实施例将有助于理解本发明，但是本发明的保护范围不限于下述的实施例。
其中，下述实施例中，环氧树脂为三木的树脂SM828和601-75树脂的混合物；特殊活性稀释剂为瀚森的E10P；分散剂为BYK-203或BYK-163分散剂；硅烷偶联剂为SCA403或A-187硅烷偶联剂；流平剂为BYK-300流平剂；触变剂为海名斯的BENTONE 828流变助剂；防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTPCompounds 1087碳纤维按照质量比1：0.6：0.3：0.15：0.05混合。溶剂为三木异丙醇或200#溶剂油。固化剂为卡德莱的改性酚醛胺NC-562；促进剂为空气化工K54固化促进剂。
实施例1
一种高性能环氧改性厚浆涂料，包括A组分和B组分，其中A组分按重量份计算，包括：
B包含如下重量分数的组份：
改性酚醛胺 95份；
促进剂 5份
其中，A和B的重量比为7:1。
具体制备方法如下：
(1)按照配方量称取原料，将配方量的树脂投入搅拌机；后加入配方量的活性稀释剂，搅拌速度为500～800r/min，搅拌10～15分钟；
(2)调整搅拌速度为800～1000r/min，在搅拌过程中加入触变剂和分散剂，然后保持1000～2000转速r/min搅拌，持续高速搅拌25～30分钟，至细度≤20μm；
(3)调整搅拌速度为800～1000r/min，依次加入硅烷偶联剂和防锈填料，用部分溶剂冲洗填料和清洗缸壁；后持续在1000～2000r/min高速搅拌30～40min,温度不超过60℃；完成后慢速搅拌降温到35～40℃；
(4)在搅拌中加入流平剂，然后保持300～500r/min转速下继续搅拌10～15min至分散均匀；然后根据粘度再加入部分溶剂调粘，搅拌均匀后制得A组分；
(5)将固化剂和促进剂投入另一搅拌机，搅拌速度为500～1000r/min，搅拌10～15分钟；分散均匀，制得B组分；
所述A组份与所述B组份的重量比为7：1；按重量比，A组份和B组份混合，搅拌均匀熟化5～10min后涂装。
实施例2
一种高性能环氧改性厚浆涂料，包括A组分和B组分，其中A组分按重量份计算，包括：
B包含如下重量分数的组份：
改性酚醛胺 98份；
促进剂 2份
其中，A和B的重量比为10:1。
制备方法：同实施例1。
所述A组份与所述B组份的重量比为10：1；按重量比，A组份和B组份混合，搅拌均匀熟化5～10min后涂装。
实施例3
一种高性能环氧改性厚浆涂料，包括A组分和B组分，其中A组分按重量份计算，包括：
B包含如下重量分数的组份：
改性酚醛胺 97份；
促进剂 3份
其中，A和B的重量比为9:1。
制备方法：同实施例1。
所述A组份与所述B组份的重量比为9：1；按重量比，A组份和B组份混合，搅拌均匀熟化5～10min后涂装。
实施例4
一种高性能环氧改性厚浆涂料，包括A组分和B组分，其中A组分按重量份计算，包括：
B包含如下重量分数的组份：
改性酚醛胺 96份；
促进剂 4份
其中，A和B的重量比为8:1。
制备方法：同实施例1。
所述A组份与所述B组份的重量比为8：1；按重量比，A组份和B组份混合，搅拌均匀熟化5～10min后涂装。
检测结果
根据检测指标对实施例1～4的高性能环氧改性厚浆涂料进行检测，得到结果如表1所示：
表1
本发明得到的涂料作为一款新型高性能环氧改性厚浆涂料不含苯；体积固含≥80％；质量固含≥86％耐盐雾≥4000h；附着力≥8MPa；主要技术指标如硬度高，优异的防腐性，通过快速固化、3小时以上的活化期在室温下；甚至更低的温度下固化；极低的溶剂含量(VOC＜250克/升，甚至200克/升)；厚膜涂装(≥800微米)安全环保等达到了国内先进水平。
由表1可以看出，实施例4中的各组分用量最佳搭配，获得的涂料防腐性能和机械性能优异；实施例1中减少树脂，增加防锈填料，获得的涂料耐盐雾性能，冷凝，储存稳定性不达标、附着力差、耐冲击、柔韧性差；实施例2中增加树脂用量，减少防锈填料用量，合理调整固化剂的比例，获得的涂料耐盐雾性能不达标；实施例3中合理搭配树脂和固化剂用量，增加防锈填料和碳纤维，耐冷凝性不达标，其它性能达标。
本产品与环氧厚浆型涂料相比，本技术基于环氧树脂与改性酚醛胺固化剂合理搭配应用；是涂料粘度低，极大的简化施工程序。也可在低温条件下施工。单道涂层即可提供长期保护作用；该高性能环氧改性厚浆涂料耐盐雾性能好，优异的抗阴极剥离性能，杰出的耐水浸泡性，良好的耐化学品性能，优异的机械性能；高性能环氧改性厚浆型环氧涂料作为厚膜型环氧涂料，适用于维修保养和新建结构物。低VOC、可厚膜涂装，安全环保，将更受市场和用户的欢迎。
本发明提供了一种高性能环氧改性厚浆涂料的制备思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述涂料由A和B两种组分组成，其中，A包含如下重量份数的组分：
环氧树脂 25~35份；
活性稀释剂 4~8份；
分散剂 0.5~1.5份；
流变助剂 1~2份；
硅烷偶联剂 0.5~1份
流平剂 0.5~1份；
防锈填料 45~60份；
溶剂 5~8份；
B 包含如下重量分数的组份：
改性酚醛胺类固化剂 95-98份；
环氧树脂固化促进剂 2-5份
其中， A和B的重量比为（7~10）:1，所述环氧树脂为三木环氧的SM828树脂和601-75树脂按照3:1混合的混合物。
2.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述活性稀释剂为瀚森的E10P。
3.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述分散剂为BYK-203分散剂或BYK-163分散剂。
4.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为SCA403或A-187硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述流平剂为BYK-300。
6.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述流变助剂为海名斯BENTONE 828流变助剂。
7.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTP Compounds1087碳纤维混合。
8.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述溶剂为异丙醇或200#溶剂油。
9.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料，其特征在于，所述固化剂为卡德莱卡德莱的改性酚醛胺NC-562，所述环氧树脂固化促进剂为空气化工K54固化促进剂。
10.权利要求1-9任一项所述的高性能环氧改性厚浆涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照配方量称取原料，将配方量的树脂投入搅拌机；后加入配方量的活性稀释剂，搅拌速度为500~800r/min，搅拌10~15分钟；
（2）调整搅拌速度为800~1000r/min，在搅拌过程中加入触变剂和分散剂，然后保持1000~2000转速r/min搅拌，持续高速搅拌25~30分钟，至细度≤20μm；
（3）调整搅拌速度为800~1000r/min，依次加入硅烷偶联剂 和防锈填料，用部分溶剂冲洗填料和清洗缸壁；后持续在1000~2000r/min高速搅拌30~40min, 温度不超过60℃；完成后慢速搅拌降温到35~40℃；
（4）在搅拌中加入流平剂，然后保持300~500r/min转速下继续搅拌10~15min至分散均匀；然后根据粘度再加入部分溶剂调粘，搅拌均匀后制得A组分；
（5）将固化剂和促进剂投入另一搅拌机，搅拌速度为500~1000r/min，搅拌10~15分钟；分散均匀，制得B组分；
按重量比将A组份和B组份混合，搅拌均匀熟化5~10min后涂装。
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