CN116004088A - 一种在高湿环境涂装的涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，涉及一种在高湿环境涂装的涂料及其制备方法和应用。涂料包括A组分、B组分，A组分包括环氧树脂、填料、助剂；B组分包括固化剂、活性稀释剂；环氧树脂的分子量小于700；填料包括碳化硅；固化剂为改性聚酰胺环氧固化剂，活性稀释剂不包括二甲苯和正丁醇。填料还包括超细方解石粉、硅微粉；助剂包括流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、树脂增韧剂、防沉剂。本发明的小分子量的环氧树脂和改性聚酰胺固化剂、助剂、碳化硅一起使用，使得涂料在高湿环境中同时具有附着力良好、可快速固化，耐磨性良好的性能，且VOC含量低、对环境和人体友好。

Description

一种在高湿环境涂装的涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别涉及一种在高湿环境涂装的涂料及其制备方法和应用。

背景技术

随着时代的发展，生活水平的提高，人们对空间利用率的要求也越来越高。越来越多的城市修建地下停车场、地下设备用房、人防工程等大型的地下工程。但是，由于这些场所处于地下，环境比较潮湿，会严重影响到这些地下场所设施的使用年限。首先，地下场所环境湿度高，尤其是我国南方地区，在高湿度环境中，涂料不易快速固化，并且高湿环境会降低涂料的附着力及缩短使用年限，导致地下场所频繁翻修维护，增加成本；其次，传统的溶剂型涂料溶剂含量高，在施工过程中，易导致人员中毒、火灾、爆炸事故等，存在安全隐患。因此，对这些地下场所的结构及设施的防护提出了更高的要求。一般情况下，通常采用涂料来对地下场所的结构和设施进行防护，所以对涂料的技术性能及施工性能也相应地提出了较高的要求，至少满足在高湿环境中具有良好的附着力、快速固化性能及耐磨性能。另外，有的涂料由于添加有溶剂，气味大，VOC含量高，对环境和人体有害，并且对于地下场所而言，环境比较密闭，有害物质不易消除。

因此，亟需提供一种在高湿环境涂装的涂料，该涂料同时具有附着力好、可快速固化，耐磨性好的性能，且VOC含量低、对环境和人体友好。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本发明提供一种在高湿环境涂装的涂料及其制备方法和应用，该涂料同时具有附着力好、可快速固化，耐磨性好的性能，且VOC含量低、对环境和人体友好。

本发明的发明构思：本发明通过对环氧树脂分子量的筛选，选取小分子的环氧树脂，减小涂料涂覆后涂层的分子间隙，在潮湿环境中可以有效地阻止水分子的渗入，使涂层具有良好的附着力，并且本发明的小分子环氧树脂需和特定的改性聚酰胺固化剂、助剂、碳化硅同时使用，从而使得本发明的涂料在高湿环境中同时具有附着力好、快速固化以及耐磨性好的性能，进而可以在高湿环境中直接涂覆在物体的表面并且涂层使用寿命长，避免了频繁维修。

因此，本发明的第一方面提供一种在高湿环境涂装的涂料。

具体的，所述涂料包括A组分、B组分，

所述A组分包括环氧树脂、填料、助剂；

所述B组分包括改性聚酰胺环氧固化剂、活性稀释剂；

所述环氧树脂的分子量为小于700；

所述填料包括碳化硅；

所述固化剂为改性聚酰胺环氧固化剂；

所述活性稀释剂不包括二甲苯和正丁醇。

具体的，所述环氧树脂选取小分子量的环氧树脂，可以减小涂覆后涂料的分子间隙，有效的阻止水分子的渗入，使涂层在高湿的物体表面依然具有优异的附着力。

具体的，所述改性聚酰胺环氧固化剂具有低粘度，高胺值，快固化的特点，可以在水下交联固化以及在潮湿面封底固化，具有良好的低温适用性和较快的固化速度。

具体的，在高湿环境中涂装时，流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂可以使得涂料易施工，且涂层外观效果好，可通过镘涂、滚涂或刷涂等方式施工，并得到效果饱满的涂层。

优选的，所述环氧树脂选自所述环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂中的至少一种。

优选的，所述填料还包括超细方解石粉、硅微粉。

进一步优选的，所述超细方解石粉为700-1000目。

优选的，所述助剂包括流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、树脂增韧剂、防沉剂。

进一步优选的，所述流平剂选自聚丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂、氟碳化合物类流平剂中的至少一种。

进一步优选的，所述润湿剂选自阴离子型润湿剂、非离子型润湿剂中的至少一种。

进一步优选的，所述分散剂选自高分子型超分散剂、阴离子型润湿分散剂、阳离子型润湿分散剂中的至少一种。

进一步优选的，所述消泡剂选自聚硅氧烷类消泡剂、硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的至少一种。

进一步优选的，树脂增韧剂选自反应型树脂增韧剂、非反应型树脂增韧剂中的至少一种。

进一步优选的，所述防沉剂选自防沉蜡粉、气相二氧化硅、有机膨润土中的至少一种。

优选的，所述碳化硅为600-1000目。

进一步优选的，所述碳化硅为800-1000目。

优选的，所述改性聚酰胺环氧固化剂是采用脂肪胺、二聚酸对聚酰胺环氧固化剂进行改性得到的。

优选的，所述催干剂选自氧化型催干剂、聚合型催干剂、辅助催干剂中的至少一种。

具体的，催干剂可加快干燥速度，促进环氧涂料固化，但是催干剂过多或过少均会对涂层性能产生影响。添加量过多时，涂料的适用期变短，不利于施工，添加量过少时，涂层不易固化。

优选的，所述活性稀释剂选自自由基型活性稀释剂、阳离子型活性稀释剂中的至少一种。

具体的，活性稀释剂能有效地降低涂料体系的粘度，提升涂料的施工性，避免了有机溶剂的使用，使得涂料VOC含量低，减少环境污染，对人体和环境友好，利于在地下场所等较密闭的环境中使用。

优选的，所述B组分还包括催干剂，且按重量份计，所述A组分包括：环氧树脂40-50份、树脂增韧剂4-10份、流平剂0.2-0.6份、润湿剂0.2-1.0份、分散剂0.6-1.0份、消泡剂0.3-0.6份、防沉剂0.3-0.6份、超细方解石粉5-7份、硅微粉40-50份、碳化硅0.6-1.0份；所述B组分包括：改性聚酰胺环氧固化剂80-85份、催干剂3-7份、活性稀释剂8-13份。

本发明的第二方面提供一种在高湿环境涂装的涂料的制备方法。

具体的，所述制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述环氧树脂、助剂混合、搅拌，得到混料；

(2)将所述碳化硅与步骤(1)所得的所述混料混合、搅拌，制得A组份；

(3)将所述改性聚酰胺环氧固化剂、活性稀释剂混合、搅拌，制得B组份。

优选的，步骤(1)具体为先将所述环氧树脂、树脂增韧剂混合、搅拌，得到预混料，然后将所述流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉剂与所述预混料混合、搅拌，得到混料。

优选的，步骤(2)具体为将所述超细方解石粉，碳化硅，硅微粉与步骤(1)制得的所述混料混合、搅拌，制得A组份。

优选的，步骤(3)具体为将所述改性聚酰胺环氧固化剂、催干剂、活性稀释剂混合、搅拌，制得B组份。

优选的，步骤(1)中，制备预混料时的所述搅拌的转速为360-650rpm，所述搅拌的时间为4-12min，步骤(1)中，制备混料时所述搅拌的转速为550-850rpm，所述搅拌的时间为4-12min；

步骤(2)中，所述搅拌的转速为700-1350rpm，所述搅拌的时间为28-38min；

步骤(3)中，所述搅拌的转速为330-680rpm，所述搅拌的时间为3-12min。

进一步优选的，步骤(1)中，制备预混料时的所述搅拌的转速为400-600rpm，所述搅拌的时间为5-10min，步骤(1)中，制备混料时所述搅拌的转速为570-830rpm，所述搅拌的时间为5-10min；

步骤(2)中，所述搅拌的转速为770-1240rpm，所述搅拌的时间为30-35min；

步骤(3)中，所述搅拌的转速为370-640rpm，所述搅拌的时间为5-10min。

具体的，所述A组分和所述B组分分别单独包装，使用前将其按一定的配比混合即可。

优选的，按重量份计，所述A组分和所述B组分的配比为(3.5-5.5):1。

进一步优选的，按重量份计，所述A组分和所述B组分的配比为(4-5):1。

本发明的第三方面提供一种在高湿环境涂装的涂料在地下车库、储藏室、人防工程领域中的应用。

相对于现有技术，本发明提供的技术方案的有益效果如下：

(1)本发明通过对环氧树脂分子量的筛选，选取小分子量的环氧树脂，减小涂层的分子间隙，在潮湿环境中可以有效地阻止水分子的渗入，从而使涂层具有良好的附着力，并且本发明的小分子环氧树脂和特定的改性聚酰胺固化剂、助剂、碳化硅同时使用，使涂料在高湿环境中同时具有附着力好、快速固化、耐磨性好的性能，进而可以在高湿环境中直接涂覆在高湿物体的表面并且使用寿命长，避免了频繁维修，降低成本。

(2)活性稀释剂可有效地降低涂料体系的粘度，避免使用溶剂，使产品达到国标要求的无溶剂体系标准，VOC含量低，环保。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

实施例1-3中各组分的型号/厂家如下：

环氧树脂为YN-1828，江苏扬农锦湖化工有限公司。

树脂增韧剂为AGE活性稀释剂，湖北绿色家园材料技术股份有限公司。

流平剂为NEO-3588流平剂，无锡市励欧化工材料有限公司。

润湿剂为BYK-110和BYK-P104S，BYK-Chemie GmbH。

分散剂为EFKA PU-4050，埃夫卡。

消泡剂为ST-900，南雄市三拓化学工业有限公司。

防沉蜡粉为2065A蜡粉，江西省龙海化工有限公司。

超细方解石粉为1000目超细方解石粉，广福建材(蕉岭)精化有限公司。

碳化硅为1000目的碳化硅，中国国家矿产有限公司。

硅微粉为硅微粉HG-10，深圳市海扬粉体科技有限公司。

改性聚酰胺环氧固化剂为D650C聚酰胺固化剂，上海君江。

催干剂为K54促进剂，空气化工产品(常州)有限公司。

活性稀释剂为环氧增韧剂1215，武汉芮惟新材料有限公司。

实施例1

一种在高湿环境涂装的涂料，包括A组分和B组分，按重量份计，

A组分包括：YN-1828 43份、AGE活性稀释剂7份、NEO-3588流平剂0.5份、BYK-110润湿剂0.5份、BYK-P104S润湿剂0.4份、EFKA PU-4050分散剂1份、ST-900消泡剂0.6份、2065A防沉蜡粉0.5份、1000目的超细方解石粉6份、硅微粉HG-1039.9份、1000目的碳化硅0.6份；

B组分包括：D650C改性聚酰胺环氧固化剂80份、K54催干剂3份、环氧增韧剂1215活性稀释剂8份。

一种在高湿环境涂装的涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将环氧树脂、树脂增韧剂混合，以400rpm的转速搅拌5min，制得预混料；

(2)按重量份，将流平剂，润湿剂，分散剂，消泡剂、防沉剂与步骤(1)制得的预混料混合，以600rpm的转速搅拌6min，制得混料；

(3)按重量份，将超细方解石粉，碳化硅，硅微粉与步骤(2)制得的混料混合，以800rpm的转速搅拌28min，得到A组份；

(4)将改性聚酰胺环氧固化剂，催干剂，活性稀释剂混合，以400rpm的转速搅拌5min，得到B组份。

实施例2

一种在高湿环境涂装的涂料，包括A组分和B组分，按重量份计，

A组分包括：YN-1828 40份、AGE活性稀释剂5份、NEO-3588流平剂0.3份、BYK-110润湿剂0.3份、BYK-P104S润湿剂0.4份、EFKA PU-4050分散剂0.6份、ST-900消泡剂0.4份、2065A防沉蜡粉0.4份、1000目的超细方解石粉5份、硅微粉HG-10 45份、1000目的碳化硅0.7份；

B组分包括：D650C改性聚酰胺环氧固化剂82份、K54催干剂6份、环氧增韧剂1215活性稀释剂12份。

一种在高湿环境涂装的涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将环氧树脂、树脂增韧剂混合，以500rpm的转速搅拌8min，制得预混料；

(2)按重量份，将流平剂，润湿剂，分散剂，消泡剂、防沉剂与步骤(1)制得的预混料混合，以680rpm的转速搅拌8min，制得混料；

(3)按重量份，将超细方解石粉，碳化硅，硅微粉与步骤(2)制得的混料混合，以950rpm的转速搅拌32min，得到A组份；

(4)将改性聚酰胺环氧固化剂，催干剂，活性稀释剂混合，以500rpm的转速搅拌8min，得到B组份。

实施例3

一种在高湿环境涂装的涂料，包括A组分和B组分，按重量份计，

A组分包括：YN-1828 46份、AGE活性稀释剂9份、NEO-3588流平剂0.5份、BYK-110润湿剂0.3份、BYK-P104S润湿剂0.3份、EFKA PU-4050分散剂0.8份、ST-900消泡剂0.5份、2065A防沉蜡粉0.5份、1000目的超细方解石粉7份、硅微粉HG-10 36.9份、1000目的碳化硅0.6份；

B组分包括：D650C改性聚酰胺环氧固化剂85份、K54催干剂5份、环氧增韧剂1215活性稀释剂10份。

一种在高湿环境涂装的涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份，将环氧树脂、树脂增韧剂混合，以580rpm的转速搅10min，制得预混料；

(2)按重量份，将流平剂，润湿剂，分散剂，消泡剂、防沉剂与步骤(1)制得的预混料混合，以780rpm的转速搅拌10min，制得混料；

(3)按重量份，将超细方解石粉，碳化硅，硅微粉与步骤(2)制得的混料混合，以1150rpm的转速搅拌35min，得到A组份；

(4)将改性聚酰胺环氧固化剂，催干剂，活性稀释剂混合，以580rpm的转速搅拌10min，得到B组份。

对比例1

对比例1和实施例1的区别仅在于，对比例1未添加碳化硅，其他同实施例1。

对比例2

对比例2和实施例1的区别仅在于，对比例2的环氧树脂选取大分子链的E20树脂，其他同实施例1。

对比例3

对比例3和实施例1的区别仅在于，对比例3的活性稀释剂选取为二甲苯和正丁醇的混合稀释剂，其他同实施例1。

对比例4

对比例4和实施例1的区别仅在于，对比例4的固化剂选取为脂环胺固化剂。

性能测试

将实施例1-3及对比例1-5中的A组分和B组分，按重量份配比4：1进行混合，以500rpm的转速搅拌10min，然后涂覆在无石棉纤维水泥板、玻璃基底(耐磨性测试时，需将涂料涂覆在玻璃基底上进行测试)上，25℃固化168h形成40±5μm厚度的涂层。

性能测试按照GB/T 22374-2018标准进行。测试结果如表3所示。

表3

从表3测试结果可以看出，本发明的涂料具有良好的附着力、浸水后依然保持良好的附着力，适应期合理易于施工，并且耐磨性好，VOC含量低。对人体和环境友好。

对比例1与实施例1相比，对比例1因未添加碳化硅，使得对比例1的涂层的在耐磨测试后的失重为35.6mg，远大于实施例1的涂层的失重，失重越大耐磨性能越差，所以对比例1涂层的耐磨性差于实施例1涂层的耐磨性。所以碳化硅可以提高高湿环境中涂装后涂层的耐磨性能，

对比例2与实施例1相比，对比例2因添加大分子链的E20树脂，使得对比例2的附着力低于实施例1，说明实施例1采用的小分子量的环氧树脂，减小了涂层的分子间隙，可有效地阻止水分子的渗入，提高涂层的附着力。

对比例3与实施例1相比，对比例3因采用二甲苯和正丁醇的混合稀释剂代替实施例1的环氧增韧剂1215活性稀释剂，使得对比例1涂料的VOC含量远远大于实施例1，不利于在地下场所等较密闭的环境中使用。

对比例4与实施例1相比，对比例4因固化剂选取为脂环胺固化剂，使得对比例4进水后的附着力明显低于实施例1，不利于在潮湿的环境中使用。而本发明实施例1采用改性聚酰胺环氧固化剂，该固化剂可在水下交联固化以及在潮湿面封底固化，使得本发明实施例1的涂层在浸水后依然保持良好的附着力，利于在潮湿的环境中使用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种涂料，其特征在于，包括A组分、B组分，

所述A组分包括环氧树脂、填料、助剂；

所述B组分包括固化剂、活性稀释剂；

所述环氧树脂的分子量为小于700；

所述填料包括碳化硅；

所述固化剂为改性聚酰胺环氧固化剂；

所述活性稀释剂不包括二甲苯和正丁醇。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述填料还包括超细方解石粉、硅微粉。

4.根据权利要求3所述的涂料，其特征在于，所述助剂包括流平剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、树脂增韧剂、防沉剂。

5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述改性聚酰胺环氧固化剂是采用脂肪胺、二聚酸对聚酰胺环氧固化剂进行改性得到的。

6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述活性稀释剂选自自由基型活性稀释剂、阳离子型活性稀释剂中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的涂料，其特征在于，所述B组分还包括催干剂，且按重量份计，所述A组分包括：环氧树脂40-50份、树脂增韧剂4-10份、流平剂0.2-0.6份、润湿剂0.2-1.0份、分散剂0.6-1.0份、消泡剂0.3-0.6份、防沉剂0.3-0.6份、超细方解石粉5-7份、硅微粉40-50份、碳化硅0.6-1.0份；所述B组分包括：改性聚酰胺环氧固化剂80-85份、催干剂3-7份、活性稀释剂8-13份。

8.权利要求1-7任一项所述的涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述环氧树脂、助剂混合、搅拌，得到混料；

(2)将所述碳化硅与步骤(1)所得的所述混料混合、搅拌，制得A组份；

(3)将所述改性聚酰胺环氧固化剂、活性稀释剂混合、搅拌，制得B组份。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，

步骤(1)中，所述搅拌的转速为550-850rpm，所述搅拌的时间为4-12min；

步骤(2)中，所述搅拌的转速为700-1350rpm，所述搅拌的时间为28-38min；

步骤(3)中，所述搅拌的转速为330-680rpm，所述搅拌的时间为3-12min。

10.权利要求1-7任一项所述的涂料在地下车库、储藏室、人防工程领域中的应用。