CN115820075A - 一种储罐用水性导静电涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于防腐涂料技术领域，特别涉及一种储罐用水性导静电涂料及其制备方法，其中，包括重量比为6∶1的A组分和B组分；其中，A组分包括水性环氧乳液、酚醛环氧乳液、去离子水、导电云母粉、颜填料、防沉剂、镀银玻璃微珠、润湿分散剂、消泡剂份、防闪锈剂份、增稠剂份、基材润湿剂份；B组分包括改性胺固化剂、去离子水和助溶剂。本发明提供的储罐用水性导静电涂料使用固体环氧树脂乳液和酚醛环氧乳液实现了漆膜最佳防腐性能，采用镀银玻璃微珠在漆膜表面形成厚度均匀的银镀层，有效填充漆膜，保证漆膜导电率的同时，降低成本，且镀银微珠堆积更紧密，可减缓腐蚀介质的渗透速度，对基材有良好稳定的长期保护作用。
Description
技术领域
本发明属于防腐涂料技术领域，特别涉及一种储罐用水性导静电涂料及其制备方法。
背景技术
随着我国战略石油储备的提升和石油工业的发展，油罐防腐日益受到重视。尤其是油罐内壁，不仅需要具备优异的防腐蚀性能，还需要良好的导静电性能。近些年，为满足国家环保政策的要求和用户的迫切需求，一些新建储罐项目开始尝试使用水性涂料，水性环氧导静电涂料兼具防腐和导静电性能，能够同时满足环保、防腐和导静电需求。由于水性涂料技术发展限制，水性环氧导静电涂料的防腐蚀性能与传统溶剂型环氧导静电涂料还有一定差距，使用受到限制。
新版国标GB/T50393-2017《钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准》要求水性导静电型防腐蚀涂料耐热水(90～100℃)48h，耐盐雾1000h，表面电阻率108～1011Ω。常规水性环氧涂料亲水性较强，耐热水性能和耐盐雾性能差；导电填料需要添加20％～30％，才能满足标准要求，但成本较高。因此，常规水性环氧导静电涂料很难满足耐热水(90～100℃)48h，耐盐雾1000h，表面电阻率108～1011Ω的性能指标要求。
发明内容
为解决上述现有技术中的问题，一种储罐用水性导静电涂料，包括A组分和B组分；所述A组分包括水性环氧乳液40～45份、酚醛环氧乳液10～20份、去离子水10～15份、导电云母粉5～15份、颜填料10～20份、防沉剂0.5～1.5份、镀银玻璃微珠1～3份、润湿分散剂1～1.5份、消泡剂份0.1～0.3份、防闪锈剂份0.5～1份、增稠剂份0.5～1份、基材润湿剂份0.1～0.5份；
所述B组分包括改性胺固化剂60～70份、去离子水10～20份和助溶剂10～20份。
其中，所述A组分和B组分的重量比为6∶1。
在上述方案的基础上，进一步地，所述颜填料由滑石粉、钛白粉和沉淀硫酸钡以重量比为5～10∶3～5∶5～8组成。
在上述方案的基础上，进一步地，所述水性环氧乳液为亨斯迈PZ3961-1和联固化学2060H中的一种或多种。
在上述方案的基础上，进一步地，所述酚醛环氧乳液为亨斯迈EPN1183和瀚森Epikote5003中的一种或多种。
在上述方案的基础上，进一步地，所述防沉剂为有机膨润土和气相二氧化硅中的一种或多种；所述防闪锈剂为Raybo 60和FA179中的一种或多种；
在上述方案的基础上，进一步地，所述消泡剂为BYK-024和TEGO825中的一种或多种；所述增稠剂为RM-8W和RM-12W中的一种或多种。
在上述方案的基础上，进一步地，所述导电云母粉为上海君江的BC-C。
在上述方案的基础上，进一步地，所述镀银玻璃微珠为空心结构，其粒径为0.37～37.70微米，可以选自苏州福迪的SHGD-HG153015。
在上述方案的基础上，进一步地，所述润湿分散剂为海明斯FX600、德谦FA182和科宁PE100中的至少一种；
所述基材润湿剂为TEGO270和德谦W-469中的一种或多种。
本发明还提供如上任意所述的储罐用水性导静电涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A组分的制备：按重量份称取各原料，先取去离子水、一半重量份的润湿分散剂和一半重量份的消泡剂，以300～500r/min分散搅拌5min，搅拌状态下加入防沉剂，并以900～1200r/min分散搅拌10min，再加入导电云母粉和颜填料，以900～1200r/min分散搅拌25～30min，然后研磨至细度小于50μm，制得浆体备用；
取水性环氧乳液和酚醛环氧乳液于所述浆体内，以600～900r/min分散搅拌5～10min，搅拌状态下依次加入镀银玻璃微珠、剩余的所述润湿分散剂和所述消泡剂、防闪锈剂、基材润湿剂和增稠剂，以600～900r/min分散搅拌10min，制备得所述A组分；
所述B组分的制备：按重量份称取各原料，取改性胺固化剂、去离子水和助溶剂分散均匀，制备得所述B组分；
取所述A组分与所述B组分，以6∶1的重量比进行混合均匀即得储罐用水性导静电涂料。
本发明的有益效果：
1、本发明使用的固体环氧树脂乳液和酚醛环氧乳液按照特定比例配比，保证漆膜具有优异的机械性能、耐化学品性能和耐热水性能等特点，通过对颜填料体积浓度、固化剂用量等参数的优化，实现漆膜最佳防腐性能。
2、在优选实施例中，本发明采用镀银玻璃微珠表面具有厚度均匀的银镀层，具有良好的导电性；镀银微珠为空心结构，密度小，相同重量条件下，体积大，可有效填充漆膜，保证漆膜导电率(108～109Ω)条件下，降低成本。
3、在优选实施例中，本发明镀银微珠粒径分布较宽(0.37～37.70微米)，比片状填料堆积更为紧密，有效减少涂层中空隙，减缓腐蚀介质的渗透速度，对基材有良好稳定的长期保护作用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明提供以下实施例：
实施例1
一种储罐用水性导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、A组分的制备：按照重量份称取A组分的各原料，其中，A组分由以下重量份的原料组成：40重量份的水性环氧乳液、10重量份的酚醛环氧乳液、10重量份的去离子水、15重量份的导电云母粉、10重量份的颜填料、0.5重量份的防沉剂、1重量份的镀银玻璃微珠、1重量份的润湿分散剂、0.1重量份的消泡剂、0.5重量份的防闪锈剂、0.5重量份的增稠剂、0.1重量份的基材润湿剂。
取A组分的去离子水、一半重量份的润湿分散剂和一半重量份的消泡剂一同放进分散搅拌机中，在300～500r/min的转速下分散搅拌5min后，搅拌状态下加入防沉剂，在900～1200r/min的转速下分散搅拌10min，使分散搅拌机中的混合物呈液体状，然后加入导电云母粉和颜填料，并在900～1200r/min的转速下分散搅拌25min，通过砂磨将上述分散搅拌机中的混合物研磨至细度小于50μm，制得浆体，备用。
将水性环氧乳液和酚醛环氧乳液置于盛有浆体的分散机中，在600～900r/min的转速下分散搅拌5～10min，然后搅拌状态下依次加入镀银玻璃微珠、剩余重量份的润湿分散剂和消泡剂、防闪锈剂、基材润湿剂和增稠剂，在600～900r/min的转速下分散搅拌10min，制备得A组分。
步骤二、B组分的制备：按照重量份称取B组分的各原料，其中，B组分由以下重量份的原料组成：60重量份的改性胺固化剂、10重量份的去离子水和10重量份的助溶剂；具体的，所述助溶剂为BCS溶剂。取三者一同放进分散搅拌机中分散均匀，出料并经过滤包装，制备得B组分。
步骤三、将步骤一制备的A组分与步骤二制备的B组分按照6∶1的重量比进行勾兑，制备出储罐用水性石墨烯涂料，施工时在该涂料中加入适量的去离子水进行稀释，稀释搅拌均匀即可用于施工，施工方式采用喷涂、滚涂或刷涂，可根据不同施工方式添加不同量的稀释剂。
本实施例中，润湿分散剂采用FX600；消泡剂采用TEGO825；防沉剂采用有机膨润土；防闪锈剂采用FA179；基材润湿剂剂采用TEGO270；增稠剂采用RM-8W。
本实施例中，水性环氧乳液采用固含量51％～55％，环氧当量490～550g/eq的PZ3691-1；酚醛环氧乳液为亨斯迈EPN 1183；改性胺固化剂采用活性当量为415g/eq，固含量为39％～41％的亨斯迈Aradur 3986；颜填料由重量比为7重量份的滑石粉、3重量份的钛白粉和5重量份的沉淀硫酸钡组成。
按照工艺配方制成漆液后，刷涂在碳钢板上，封边，漆膜厚度为30～40μm，经25℃、相对湿度50％条件下干燥7d后，测试表面电阻率为109Ω。
实施例2
一种储罐用水性导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、A组分的制备：按照重量份称取A组分的各原料，其中，A组分由以下重量份的原料组成：42重量份的水性环氧乳液、15重量份的酚醛环氧乳液、12重量份的去离子水、10重量份的导电云母粉、20重量份的颜填料、1重量份的防沉剂、2重量份的镀银玻璃微珠、1.2重量份的润湿分散剂、0.2重量份的消泡剂、0.8重量份的防闪锈剂、0.7重量份的增稠剂、0.3重量份的基材润湿剂。
取A组分的去离子水、一半重量份的润湿分散剂和一半重量份的消泡剂一同放进分散搅拌机中，在400r/min的转速下分散搅拌5min后，搅拌状态下加入防沉剂，在1000r/min的转速下分散搅拌10min，使分散搅拌机中的混合物呈液体状，然后加入导电云母粉和颜填料，并在1100r/min的转速下分散搅拌25min，通过砂磨将上述分散搅拌机中的混合物研磨至细度小于50μm，制得浆体，备用。
将水性环氧乳液和酚醛环氧乳液置于盛有浆体的分散机中，在750r/min的转速下分散搅拌8min，然后搅拌状态下依次加入镀银玻璃微珠、剩余重量份的润湿分散剂和消泡剂、防闪锈剂、基材润湿剂和增稠剂，在750r/min的转速下分散搅拌10min，制备得A组分。
步骤二、B组分的制备：按照重量份称取B组分的各原料，其中，B组分由以下重量份的原料组成：65重量份的改性胺固化剂、15重量份的去离子水和15重量份的助溶剂；具体的，所述助溶剂为BCS溶剂。取三者一同放进分散搅拌机中分散均匀，出料并经过滤包装，制备得B组分。
步骤三、将步骤一制备的A组分与步骤二制备的B组分按照6∶1的重量比进行勾兑，制备出储罐用水性导静电涂料，施工时在该涂料中加入适量的去离子水进行稀释，稀释搅拌均匀即可用于施工，施工方式采用喷涂、滚涂或刷涂，可根据不同施工方式添加不同量的稀释剂。
本实施例中，润湿分散剂采用德谦FA182；消泡剂采用BYK-024；防沉剂采用气相二氧化硅；防闪锈剂采用Raybo 60；基材润湿剂剂采用德谦W-469；增稠剂采用RM-12W。
本实施例中，水性环氧乳液采用联固化学2060H；酚醛环氧乳液为瀚森Epikote5003；改性胺固化剂采用活性当量为415g/eq，固含量为39％～41％的亨斯迈Aradur 3986；颜填料由重量比为10重量份的滑石粉、4重量份的钛白粉和6重量份的沉淀硫酸钡组成。
按照工艺配方制成漆液后，刷涂在碳钢板上，封边，漆膜厚度为30～40μm，经25℃、相对湿度50％条件下干燥7d后，测试表面电阻率为108Ω。
实施例3
一种储罐用水性导静电涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、A组分的制备：按照重量份称取A组分的各原料，其中，A组分由以下重量份的原料组成：45重量份的水性环氧乳液、20重量份的酚醛环氧乳液、15重量份的去离子水、5重量份的导电云母粉、20重量份的颜填料、1.5重量份的防沉剂、3重量份的镀银玻璃微珠、1.5重量份的润湿分散剂、0.3重量份的消泡剂、1重量份的防闪锈剂、1重量份的增稠剂、0.5重量份的基材润湿剂。
取A组分的去离子水、一半重量份的润湿分散剂和一半重量份的消泡剂一同放进分散搅拌机中，在500r/min的转速下分散搅拌5min后，搅拌状态下加入防沉剂，在1200r/min的转速下分散搅拌10min，使分散搅拌机中的混合物呈液体状，然后加入导电云母粉和颜填料，并在1200r/min的转速下分散搅拌30min，通过砂磨将上述分散搅拌机中的混合物研磨至细度小于50μm，制得浆体，备用。
将水性环氧乳液和酚醛环氧乳液置于盛有浆体的分散机中，在900r/min的转速下分散搅拌10min，然后搅拌状态下依次加入镀银玻璃微珠、剩余重量份的润湿分散剂和消泡剂、防闪锈剂、基材润湿剂和增稠剂，在900r/min的转速下分散搅拌10min，制备得A组分。
步骤二、B组分的制备：按照重量份称取B组分的各原料，其中，B组分由以下重量份的原料组成：70重量份的改性胺固化剂、20重量份的去离子水和20重量份的助溶剂；具体的，所述助溶剂为BCS溶剂。取三者一同放进分散搅拌机中分散均匀，出料并经过滤包装，制备得B组分。
步骤三、将步骤一制备的A组分与步骤二制备的B组分按照6∶1的重量比进行勾兑，制备出储罐用水性导静电涂料，施工时在该涂料中加入适量的去离子水进行稀释，稀释搅拌均匀即可用于施工，施工方式采用喷涂、滚涂或刷涂，可根据不同施工方式添加不同量的稀释剂。
本实施例中，润湿分散剂采用科宁PE100；消泡剂采用BYK-024；防沉剂采用气相二氧化硅；防闪锈剂采用Raybo 60；基材润湿剂剂采用德谦W-469；增稠剂采用RM-12W。
本实施例中，水性环氧乳液采用联固化学2060H；酚醛环氧乳液为瀚森Epikote5003；改性胺固化剂采用活性当量为415g/eq，固含量为39％～41％的亨斯迈Aradur 3986；颜填料由重量比为9重量份的滑石粉、5重量份的钛白粉和6重量份的沉淀硫酸钡组成。
按照工艺配方制成漆液后，刷涂在碳钢板上，封边，漆膜厚度为30～40μm，经25℃、相对湿度50％条件下干燥7d后，测试表面电阻率为109Ω。
对比例1为某市售厂家水性导静电防腐蚀涂料的性能参数，其中，市售厂家水性导静电防腐蚀涂料的主要组成为环氧树脂、固化剂和导电云母粉；
对比例2在实施例1的基础上，缺少酚醛树脂。
对比例3在实施例1的基础上，缺少镀银玻璃微珠。
三个实施例与对比例的性能指标比对参考结果见下表。
表1
通过上表可以明显看出：本发明提供的储罐用水性导静电涂料具有优异的导电性能和极好的耐化学腐蚀性能，有效避免使用过程中出现的导电性能不佳和短时间出现锈蚀等问题，且各项指标均优于对比例1、2、3，酚醛树脂和镀银玻璃微珠有效改善了涂层的表面电阻、耐盐雾、耐热水和耐化学介质性能；由此可见本发明提供的储罐用水性导静电涂料经济实用，适用于各种储罐内壁的涂装。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种储罐用水性导静电涂料，其特征在于：包括A组分和B组分；所述A组分包括水性环氧乳液40～45份、酚醛环氧乳液10～20份、去离子水10～15份、导电云母粉5～15份、颜填料10～20份、防沉剂0.5～1.5份、镀银玻璃微珠1～3份、润湿分散剂1～1.5份、消泡剂份0.1～0.3份、防闪锈剂份0.5～1份、增稠剂份0.5～1份、基材润湿剂份0.1～0.5份；
所述B组分包括改性胺固化剂60～70份、去离子水10～20份和助溶剂10～20份。
其中，所述A组分和B组分的重量比为6∶1。
2.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述颜填料由滑石粉、钛白粉和沉淀硫酸钡以重量比为5～10∶3～5∶5～8组成。
3.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述水性环氧乳液为亨斯迈PZ3961-1和联固化学2060H中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述酚醛环氧乳液为亨斯迈EPN1183和瀚森Epikote5003中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述防沉剂为有机膨润土和气相二氧化硅中的一种或多种；所述防闪锈剂为Raybo 60和FA179中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述消泡剂为BYK-024和TEGO825中的一种或多种；所述增稠剂为RM-8W和RM-12W中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述导电云母粉为上海君江的BC-C。
8.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述镀银玻璃微珠为为空心结构，其粒径为0.37～37.70微米。
9.根据权利要求1所述的储罐用水性导静电涂料，其特征在于：所述润湿分散剂为海明斯FX600、德谦FA182和科宁PE100中的至少一种；
所述基材润湿剂为TEGO270和德谦W-469中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的储罐用水性导静电涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A组分的制备：按重量份称取各原料，先取去离子水、一半重量份的润湿分散剂和一半重量份的消泡剂，以300～500r/min分散搅拌5min，搅拌状态下加入防沉剂，并以900～1200r/min分散搅拌10min，再加入导电云母粉和颜填料，以900～1200r/min分散搅拌25～30min，然后研磨至细度小于50μm，制得浆体备用；
取水性环氧乳液和酚醛环氧乳液于所述浆体内，以600～900r/min分散搅拌5～10min，搅拌状态下依次加入镀银玻璃微珠、剩余的所述润湿分散剂和所述消泡剂、防闪锈剂、基材润湿剂和增稠剂，以600～900r/min分散搅拌10min，制备得所述A组分；
所述B组分的制备：按重量份称取各原料，取改性胺固化剂、去离子水和助溶剂分散均匀，制备得所述B组分；
取所述A组分与所述B组分，以6∶1的重量比进行混合均匀即得储罐用水性导静电涂料。
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