CN115637097B - 一种绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料及其制备方法，该涂料能固化成膜的A组份和含有固化剂的B组分所用的溶剂皆选自绿色环保的醇类溶剂或醚类溶剂中的至少一种。本发明将传统溶剂型涂料中对人体有危害的溶剂替换为复合国家环保标准的绿色环保型溶剂加入到防腐涂料中，使得在涂料的生产和使用过程中对人员和环境的危害大幅度降低，同时还保持了溶剂型涂料的优异性能。

Description

一种绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料及其制备方法，属于防腐涂料领域。

背景技术

腐蚀是金属、混凝土、木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象。据相关统计，全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿～10000亿美元，约是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6倍。长期以来，人们一直采用多种技术减缓腐蚀发生的速度。

目前，最主要的钢结构防腐涂料的主要组成为环氧富锌底漆+环氧中间漆+聚氨酯或氟碳面漆。环氧富锌底漆的主要作用是为基底提供阻隔性能及电化学防腐效果；环氧中间漆涂覆于环氧富锌底漆之上为环氧富锌底漆提供封闭性能，阻止或减缓外界水分子及腐蚀气体解除环氧富锌底漆；面漆涂覆于环氧中间漆上层，主要为漆膜提供良好的耐候性能及封闭效果，面漆中氟碳面漆的性能远优于聚氨酯面漆，但成本较高适用于高端产品。选择环氧树脂主要是因为环氧类防腐涂料具有优异的附着力、优良的力学性能、良好的抗碱性和耐化学介质腐蚀性、固体组分含量高等优点。而众所周知，随着科技进步与生活水平的提高，国家对环保的要求越来越高，所以对于防腐涂料来说也分为溶剂型与水性及无溶剂型防腐涂料。无溶剂型防腐涂料粘度高，不易喷涂且只适用于厚重型涂层，对于钢结构防腐施工工艺不适用；溶剂型防腐涂料相比于水性涂料来说具有性能上的优势，但其对于环境与人体的危害远大于水性涂料；水性涂料在性能和成本上要差于溶剂型涂料。文章《高固体分环氧云铁中间漆的研制》(上海涂料.Vol.58No.5Sep.2020)中所制备的环氧中间漆涂膜厚度要达到160-278μm，搭配富锌底漆及氟碳面漆后组合漆膜的耐盐雾时间达到4500h，但所用溶剂为二甲苯和丁醇，在喷涂施工时还要添加10％-20％的稀释剂(其中也含有二甲苯类溶剂)，这对环境及人体皆有危害。

因此，开发一款具有优异性能又绿色环保的溶剂型中间漆涂料具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料，其具有传统溶剂型涂料的性能优势，且在生产和施工使用中大大降低了对环境和人体的危害。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料，其特点在于：所述涂料由A组分和B组分按重量比100:12-25组成；

所述A组分的各原料按质量百分比的构成为：颜填料40-60wt％；固含量为75％的双酚A型环氧树脂的溶液20-40wt％；溶剂A 10-20wt％；助剂0.5％-3％；

所述B组分的各原料按质量百分比的构成为：聚酰胺固化剂65-75wt％，溶剂B25-35wt％；

所述溶剂A和所述溶剂B各自独立的选自醇类溶剂或醚类溶剂中的至少一种。

优选地，所述溶剂A和所述溶剂B皆是由乙二醇丁醚和异丁醇按重量比为1-4:1构成的混合溶剂。这两种溶剂对填料及树脂的相溶性好且闪点适中，对环境及人体危害小，属于绿色环保型溶剂，它们的加入使得所制备的涂料具有适合的粘度与分散性，既保证了溶剂型涂料的优异性能，又使得在涂料的生产、施工以及使用过程中对环境和人员的污染和危害大大降低。

优选地，所述固含量为75％的双酚A型环氧树脂的溶液是以乙二醇丁醚为溶剂配制而成。进一步优选地，可采用E51型环氧树脂或者601型环氧树脂，二者具有附着力强、韧性高、收缩力小和耐腐蚀的优点。环氧树脂中有羟基、醚基和环氧基，能使环氧分子与相邻界面产生很强的分子间作用力，环氧基与介质表面的游离键起反应，形成化学键，从而提高在基材上的附着力。

优选地，所述颜填料包括硫酸钡、绢云母，还包括滑石粉、超磷锌白、活性碳酸钙、钛白粉和铁红中的至少一种。颜填料可对防腐漆提供物理屏蔽和防紫外线屏蔽，调节流变性，提高防腐漆漆膜的附着力、耐热性能和防锈性能。

优选地，所述助剂包括防沉剂、触变剂和基材润湿剂。加入防沉剂，通过改变体系流变性能，使其具有触变性，防止颜填料沉降。触变剂用于使涂料产生触变现象，加入到环氧树脂中，能使其在静止时有较高的黏度、在外力作用下黏度变低。防腐漆中加入触变剂后，在施工时的高剪切速率下有较低黏度，有助于涂料流动并易于施工；在施工之前和施工之后的低剪切速率下有较高黏度，可防止颜料沉降和湿膜流挂。

进一步优选地，所述防沉剂为有机膨润土，所述触变剂为聚酰胺蜡粉，所述基材润湿剂为KH560。

进一步地，所述助剂还可以包括消泡剂(如聚醚改性聚硅氧烷)和分散剂(如不饱和聚羧酸)。

优选地，本发明采用聚酰胺作为固化剂，其与环氧树脂具有很好的相容性；且此聚酰胺固化剂使用乙二醇丁醚及异丁醇进行稀释溶解，对人体无危害，满足环保要求。

本发明所述绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、配置A组分

将固含量为75％的双酚A型环氧树脂的溶液与溶剂A加入搅拌容器中，以1000-1500r/min的转速搅拌均匀，然后加入颜填料和助剂，以2000～3000r/min的转速搅拌均匀，再加入到三辊研磨机中研磨至粒度为60μm，获得A组分；

步骤2、配置B组分

将聚酰胺固化剂和溶剂B混合搅拌均匀，获得B组分。

步骤3、配置中间漆涂料

使用前将配置好的A组份和B组分混合，即得到绿色环保环氧防腐中间漆涂料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明将传统溶剂型涂料中对人体有危害的溶剂替换为符合国家环保标准的绿色环保型溶剂加入到防腐涂料中，使得在涂料的生产和使用过程中对人员和环境的危害大幅度降低，同时与其它原料协同作用使涂料还保持了溶剂型涂料的优异性能。

2、与传统溶剂型环氧防腐中间漆相比，本发明在制备A、B组分时采用的是绿色环保型溶剂，其对环境及人体无毒无危害。与水性环氧防腐中间漆相比，本发明的中间漆具有性能稳定性优异、成本低等特点。

3、本发明绿色环保型溶剂型环氧防腐中间漆涂料比于国内外现有产品具有明显的性能优势：搭配环氧富锌底漆与氟碳面漆后，环氧防腐中间漆干膜厚度在50μm时，酸浸10天、碱浸15天、二甲苯浸泡5天均不会出现气泡、裂痕、剥落、粉化、溶出的现象，硬度达到4H，耐冲击效果＞80cm无明显裂纹，耐盐雾时间＞3500h；搭配环氧富锌底漆与氟碳面漆后，环氧防腐中间漆喷涂干膜厚度在160μm时，酸浸超过25天、碱浸超过30天、二甲苯浸泡超过15天均不会出现气泡、裂痕、剥落、粉化、溶出的现象，硬度达到4H，耐冲击效果＞80cm无明显裂纹，耐盐雾时间＞6000h。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

下述实施例中，绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、配置A组分

将固含量为75％的双酚A型环氧树脂的溶液与溶剂A加入搅拌容器中，以1500r/min的转速搅拌均匀，然后加入颜填料(包括硫酸钡、绢云母、滑石粉、钛白粉和铁红)和助剂(包括防沉剂有机膨润土、触变剂聚酰胺蜡粉、基材润湿剂KH560)，以2500r/min的转速搅拌均匀，再加入到三辊研磨机中研磨至粒度为60μm，获得A组分。

步骤2、配置B组分

将聚酰胺固化剂和溶剂B混合搅拌均匀，获得B组分。

步骤3、配置中间漆涂料

使用前将配置好的A组份和B组分混合，即得到绿色环保环氧防腐中间漆涂料。

实施例1～5

实施例1～5的绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料由A组分和B组分按重量比100:20组成，A组分和B组分的各原料按质量百分比的构成如表1所示。

表1实施例1～5提供的中间漆涂料的组分

表中1：实施例1、2、3所用环氧树脂溶液为固含量75％的601型环氧树脂溶液(分散溶剂为乙二醇丁醚)，实施例4、5所用环氧树脂溶液为固含量75％的E51型环氧树脂溶液(分散溶剂为乙二醇丁醚)。溶剂A与溶剂B皆是由乙二醇丁醚和异丁醇按质量比1:1配制的混合溶剂。

为验证不同溶剂对所得涂料性能的影响，本发明还提供了如下对比例：

对比例1：中间漆涂料的组分与实施例3相同，区别仅在于所用溶剂A和溶剂B皆为单一的乙二醇丁醚。

对比例2：中间漆涂料的组分与实施例3相同，区别仅在于所用溶剂A和溶剂B皆为单一的异丁醇。

对比例3：中间漆涂料的组分与实施例3相同，区别仅在于所用溶剂A和溶剂B皆为单一的乙二醇二丁醚。

对比例4：中间漆涂料的组分与实施例3相同，区别仅在于所用溶剂A和溶剂B皆为单一的二甲苯。

对比例5：中间漆涂料的组分与实施例3相同，区别仅在于所用溶剂A和溶剂B皆是由乙二醇丁醚和异丁醇按质量比2:1配制的混合溶剂。

为验证各实施例与对比例所得中间漆的性能，将实施例1-5、对比例1-5的中间漆控制喷涂厚度为50μm，搭配100μm厚度的环氧富锌底漆和100μm厚度的氟碳面漆后进行测试，性能如下表2、3所示。

表2实施例1～5提供的中间漆涂料的性能

由表2可以看出本发明所制备的环氧防腐中间漆50μm搭配富锌底漆和氟碳面漆后，其酸浸10天、碱浸15天、二甲苯浸泡5天均不会出现气泡、裂痕、剥落、粉化、溶出的现象，硬度达到4H，耐冲击效果＞80cm无明显裂纹，耐盐雾时间＞3500h，达到甚至超过一般钢结构防腐漆防腐要求，且本发明所制备的环氧中间漆涂料绿色环保对环境和人体危害小。

表3对比例1～5提供的中间漆涂料的性能

由表3可以看出：当溶剂选择单一组分乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚时漆膜的表干、实干时间会达不到钢结构防腐涂料的要求；当选择单组溶剂为二甲苯、异丁醇时，由于溶剂挥发速度太快，从而导致漆膜不紧密，最终导致涂层性能下降；当选择乙二醇丁醚与异丁醇按质量比2:1配制的混合溶剂时，由于挥发速度过快及溶剂对树脂及填料的包覆性能相比于乙二醇丁醚与异丁醇质量比为1:1的混合溶剂较差，导致漆膜的表干及实干较长，漆膜的性能相比于实施例3较差。所以经过实验，本发明挑选乙二醇丁醚与异丁醇质量比为1:1的混合溶剂作为本发明涂料的最优溶剂，这既保证了环氧防腐中间漆涂料的性能，又使得本发明在生产和施工过程中对环境及人员的危害小。

为验证本发明的中间漆性能，将实施例1-5的中间漆涂料控制喷涂厚度为160μm，搭配100μm厚度的环氧富锌底漆和100μm厚度的氟碳面漆后进行测试，性能如表4所示。

表4实施例1～5提供的中间漆涂料的性能

从表4可以看出，本发明所制备的环氧防腐中间漆涂料，涂覆厚度增加其防腐效果显著提升，在保证对环境人员危害小的情况下，不止可以用于钢结构防腐而且可以应用于海洋船舶等厚浆型重防腐方面，扩大了应用范围。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料，其特征在于：所述涂料由A组分和B组分按重量比100:20组成；

所述A组分的各原料按质量百分比的构成为：固含量75％的601型双酚A环氧树脂溶液33wt％，有机膨润土1％；钛白粉8％；绢云母8％；铁红8％；硫酸钡10％；滑石粉10.5％；聚酰胺蜡粉1％；KH560共0.5％；溶剂A20％；

所述B组分的各原料按质量百分比的构成为：聚酰胺固化剂60wt％，溶剂B 40wt％；

所述溶剂A与溶剂B皆是由乙二醇丁醚和异丁醇按质量比1:1配制的混合溶剂；

所述固含量为75％的601型双酚A型环氧树脂溶液是以乙二醇丁醚为溶剂配制而成。

2.一种权利要求1所述绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、配置A组分

将固含量为75％的601型双酚A型环氧树脂溶液与溶剂A加入搅拌容器中，以1000-1500r/min的转速搅拌均匀，然后加入有机膨润土、钛白粉、绢云母、铁红、硫酸钡、滑石粉、聚酰胺蜡粉和KH560，以2000～3000r/min的转速搅拌均匀，再加入到三辊研磨机中研磨至粒度为20-60μm，获得A组分；

步骤2、配置B组分

将聚酰胺固化剂和溶剂B混合搅拌均匀，获得B组分；

步骤3、配置中间漆涂料

使用前将配置好的A组份和B组分混合，即得到绿色环保溶剂型环氧防腐中间漆涂料。