CN116218371A - 一种水性环氧耐高温防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防腐涂料领域，尤其涉及一种水性环氧耐高温防腐涂料及其制备方法。水性环氧耐高温防腐涂料，成分包括A和B两种组分；所述A组分至少包括，以质量百分比计：金属粉40～60％，分散剂1～2％，粉填料2～10％，助剂0.1～5％，溶剂8～20％，功能性树脂补充余量；所述B组分至少包括，以质量百分比计：颜料7～35％，助剂0.1～6％，填料3～21.4％，去离子水8～21％，基体环氧树脂补充余量。本发明提供的一种水性环氧耐高温防腐涂料，适用于我国陆地及海洋等恶劣环境下的高温设备的维护和新建，由于施工稀释剂是水，施工受限地域小，具有优异的防腐性、耐热性及突出的带温施工性等特点。
Description
技术领域
本发明涉及防腐涂料领域，尤其涉及一种水性环氧耐高温防腐涂料及其制备方法。
背景技术
在化工生产的过程中经常能够遇到用于冶金、建材、矿石等多种矿产物料的高温加热或煅烧设备，这类设备通常具有较大的设备体积，各别设备还会随着其使用进行规律性的转动和扭动，一般需要露天室外放置，因此，上述条件对于设备表面涂覆的耐高温涂漆提出了更高的使用要求。
经过一段时间使用后的上述设备表面需要重新进行涂装，但是受限于设备的使用环境，露天且周边存在大量的化工设备，通常严禁喷砂处理，不能喷涂施工，并且因为化工生产成本需要，设备涂漆后需要在较短的时间内继续使用，施工时间和漆料固定时间有限。并且施工环境处于较高的环境温度下，有时设备本身还带有使用后的温度残留，存在着带温施工的情况，有各种反应装置存在，处于安全性的要求，大部分涂料都在此情况下难以正常施工。
现有技术(CN110698967B)提供了一种耐高温、抗老化的聚氨酯防腐涂料，其主要成分包括两种组分，原料主要包括多苯环型聚酯多元醇，颜填料，溶剂等，声称其制备的聚氨酯涂料具有优异的防腐性能，并且具有200℃的耐热性能。但是，其作为一种多溶剂型涂料，在上述化工设备的施工过程中无法正常施工，并且涂料固定需要时间和较多施工手段，无法适应上述较短施工时间的要求。
因此，为了解决上述问题，本申请提供了一种水性环氧耐高温防腐涂料，能够经过简单的处理即可固定漆料在设备表面，并且能够承受500℃高温，能够带温施工，并且具有优异的防腐性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种水性环氧耐高温防腐涂料，成分包括A和B两种组分；所述A组分至少包括，以质量百分比计：金属粉40～60％，分散剂1～2％，粉填料2～10％，助剂0.1～5％，溶剂8～20％，功能性树脂补充余量；所述B组分至少包括，以质量百分比计：颜料7～35％，助剂0.1～6％，填料3～21.4％，去离子水8～21％，基体环氧树脂补充余量。
作为一种优选的方案，所述功能性树脂为功能环氧树脂、功能有机硅树脂、功能聚氨酯树脂、功能聚碳酸酯树脂、功能烯烃树脂中的至少一种。
作为一种优选的方案，所述功能性树脂为功能有机硅树脂。
作为一种优选的方案，所述功能有机硅树脂为氨基改性有机硅树脂。
作为一种优选的方案，所述基体环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂中的至少一种。
作为一种优选的方案，所述基体环氧树脂为有机硅树脂。
作为一种优选的方案，所述有机硅树脂为环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂。
作为一种优选的方案，所述环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂的质量比为2～3:1～1.5。
作为一种优选的方案，所述环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂的质量比为2:1。
作为一种优选的方案，所述功能性树脂与基体环氧树脂的质量比为29～37.5：40～65。
作为一种优选的方案，所述功能性树脂与基体环氧树脂的质量比为28～38：42～62。
作为一种优选的方案，所述功能性树脂与基体环氧树脂的质量比为37.5：52。
本申请中，通过选用两种组分中不同的改性有机硅树脂，有效提高了涂料的防腐性能的同时，极大地提高了涂料的耐高温性能，并且能够在高温情况下进行施工，充分适应户外化工设备的常见施工条件。本申请人认为：当功能性树脂与基体环氧树脂的质量比为37.5：52，且环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂的质量比为2:1时，以氨基官能团改性的有机硅树脂作为活泼氢组分，其能够在整体体系中与后加入环氧官能团有机硅树脂以及苯甲基化有机硅树脂进行有效的粘合以及交联反应，从从而使得三者能够具有优异的缠结效果，并且多基团的共同作用能够在极大地提高体系本申请的热承受能力的同时，形成固定且稳定的交联体系，能够在使用时，抑制体系中的分子的运动频率以及幅度，能够在高温连续作业时保持稳定自己均一体系，从而实现高温施工的要求。
作为一种优选的方案，所述粉填料为金红石型钛白粉、锐钛矿型钛白粉、氧化硅粉、绢云母粉、氧化锌粉、低熔玻璃粉中的至少一种。
作为一种优选的方案，所述粉填料为金红石型钛白粉和低熔玻璃粉。
作为一种优选的方案，所述金红石型钛白粉和低熔玻璃粉的质量比为1～2：4.5～8。
作为一种优选的方案，所述颜料为防锈颜料以及耐高温颜料。
作为一种优选的方案，所述金属粉为锌粉、银粉、铁粉、铝粉、铅粉、锌铝粉中的至少一种。
作为一种优选的方案，所述金属粉为低铅锌粉。
作为一种优选的方案，所述金属粉的平均粒径为300～1200目。
作为一种优选的方案，所述金属粉的平均粒径为400～600目。
作为一种优选的方案，所述助剂为消泡剂、脱水剂、防沉剂、增稠剂、防腐剂、闪锈抑制剂、防水剂、抗氧剂、耐紫外剂、湿润剂中的至少一种。
作为一种优选的方案，所述A组分中的助剂为消泡剂，脱水剂以及防沉剂。
作为一种优选的方案，所述B组分中的助剂为增稠剂，防腐剂，消泡剂以及闪锈抑制剂。
作为一种优选的方案，所述溶剂为二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚，两者的质量比为1:1～1.2。
作为一种优选的方案，所述A组分与B组分的质量比为1～3:1。
作为一种优选的方案，所述A组分与B组分的质量比为1～2:1。
本发明第二方面提供了一种上述水性环氧耐高温防腐涂料的制备方法，步骤包括以下几步：(1)按照所需比例取得A组分相应原料，加入至混合容器，搅拌均匀备用；(2)按照所需比例取得B组分相应原料，加入至另一混合容器，搅拌均匀备用；(3)将A组分和B组分按照按比例混合搅拌至为均一相，即得。
有益效果：
1、本发明提供的一种水性环氧耐高温防腐涂料，适用于我国陆地及海洋等恶劣环境下的高温设备的维护和新建，由于施工稀释剂是水，施工受限地域小，具有优异的防腐性、耐热性及突出的带温施工性等特点；使设备表面防腐能力大幅提升，避免或者有效降低高温设备在多雨条件下的腐蚀情况，从而保证高温设备的正常工作，对高温设备的保护寿命加以延长。
2、本发明提供的一种水性环氧耐高温防腐涂料，通过选用两种组分中不同的改性有机硅树脂，有效提高了涂料的防腐性能的同时，极大地提高了涂料的耐高温性能，并且能够在高温情况下进行施工，充分适应户外化工设备的常见施工条件。尤其是当功能性树脂与基体环氧树脂的质量比为37.5：52，且环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂的质量比为2:1时，以氨基官能团改性的有机硅树脂作为活泼氢组分，其能够在整体体系中与后加入环氧官能团有机硅树脂以及苯甲基化有机硅树脂进行有效的粘合以及交联反应，从从而使得三者能够具有优异的缠结效果，并且多基团的共同作用能够在极大地提高体系本申请的热承受能力的同时，形成固定且稳定的交联体系。
具体实施方式
实施例1
实施例1第一方面提供了一种水性环氧耐高温防腐涂料，成分包括A和B两种组分；A组分包括，以质量百分比计：锌粉43％，分散剂1.4％，金红石型钛白粉1％，防沉剂0.5％，低熔玻璃粉4.7％，消泡剂0.2％，脱水剂0.2％，氨基改性有机硅树脂29％，溶剂20％(二丙二醇丁醚10％和丙二醇甲醚10％)；B组分包括，以质量百分比计：环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂(质量比2:1)42％，防锈颜料13％，耐高温颜料22％，填料3％，增稠剂3％，防腐剂1％，消泡剂0.6％，闪锈抑制剂0.4％，去离子水15％。
A和B组分的质量比为1:1。
本实施例中，氨基改性有机硅树脂为WACKER公司的HP-2000树脂产品；分散剂为湛新公司的VXW6208产品；防沉剂为WACKER的H18白炭黑产品；消泡剂为埃夫科纳公司的AFCONA2508产品；钛白粉为龙蟒佰利联的R996产品；低熔点玻璃粉是佛山正念的G-293产品；锌粉为江苏科成的400目低铅锌粉；脱水剂为河南南阳环宇的500目5A分子筛；环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂分别为WACKER公司的SP-1200和MP50E产品；防锈颜料为德国凯佰的磷酸锌，型号Heucophos ZPO；增稠剂为罗门哈斯的RM-8W；防腐剂为卡松的Kathon LXE；耐高温颜料为湖南诺力400目铜铬黑；闪锈抑制剂是德国爱氏的L8AF；消泡剂为TEGO的TEGO902W产品；填料为格锐矿业的绢云母牌号GA-2。
本实施例第二方面提供了一种上述水性环氧耐高温防腐涂料的制备方法，步骤包括以下几步：(1)按照所需比例取得A组分相应原料，加入至混合容器，搅拌均匀备用；(2)按照所需比例取得B组分相应原料，加入至另一混合容器，搅拌均匀备用；(3)将A组分和B组分按照按比例混合搅拌至为均一相，即得。
实施例2
本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：A组分：锌粉48.5％，分散剂1.7％，金红石型钛白粉1.5％，防沉剂1.2％，低熔玻璃粉6.5％，消泡剂0.25％，脱水剂0.75％，氨基改性有机硅树脂25％，溶剂14.6％(二丙二醇丁醚7％和丙二醇甲醚7.6％)；B组分：环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂(质量比2:1)52％，防锈颜料6％，耐高温颜料10％，填料7.4％，增稠剂2％，防腐剂0.5％，消泡剂0.5％，闪锈抑制剂0.6％，去离子水21％。A和B组分的质量比为1.5:1。
实施例3
本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：A组分：锌粉58％，分散剂2％，金红石型钛白粉2％，防沉剂2％，低熔玻璃粉8％，消泡剂0.3％，脱水剂1.7％，氨基改性有机硅树脂18％，溶剂8％(二丙二醇丁醚4％和丙二醇甲醚4％)；B组分：环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂(质量比2:1)62％，防锈颜料2％，耐高温颜料5％，填料21.4％，增稠剂0.5％，防腐剂0.2％，消泡剂0.1％，闪锈抑制剂0.8％，去离子水8％。A和B组分的质量比为2:1。
对比例1
本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：氨基改性有机硅树脂在A组分中的含量为15％，剩余组分由锌粉补充；环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂在B组分中的含量为50％，耐高温颜料为14％。
对比例2
本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：B组分中，环氧改进有机硅树脂和苯甲基化改性有机硅树脂的质量比为1:0.2。
性能评价
性能测试1：带温施工性能测试
试验条件：喷涂底材用普通碳钢喷砂板(即SA2.5处理程度)三块，厚度5mm，放置高温箱温度150±20℃，高温测温枪，岩田101空气喷枪，克雷斯汀小海绵辊，羊毛刷，坩埚钳，25℃的水。
1、混合好AB组分，加完水，静止5min。
2、喷涂测试：使用坩埚钳取出钢板，放置在喷漆房喷漆架上，测温枪测定钢板温度在100℃以上，迅速喷涂水性环氧耐高温防腐涂料，涂装膜厚≤50μm。观察表面无气泡、针孔，板面效果平整。
3、刷涂、辊涂：使用坩埚钳取出钢板，放置在喷漆房制板架上，测温枪测定钢板温度在100℃以上，迅速刷涂/辊涂水性环氧耐高温防腐涂料，涂装膜厚≤50μm。观察表面无气泡、针孔，板面效果平整。性能测试2：循环防腐性能测试
试验条件：喷涂底材用普通碳钢喷砂板(即SA2.5处理程度)三块，厚度5mm，高温烘箱设定温度500±20℃，高温测温枪，岩田101空气喷枪，克雷斯汀小海绵辊，羊毛刷，坩埚钳，25℃的水。采用刷涂、喷涂、辊涂三种施工方式分别制板。设定干膜膜厚为70±10μm。
耐热循环实验方法：
1、加热，将样板放置到500℃高温烘箱中，放置6小时；
2、直接用水冷却，样板降至室温，共2小时静置。随后放置到盐雾箱中16小时；
3、如此一个循环，一直进行5个循环。
表1
通过实施例，对比例和表1可以得知，本发明提供的一种水性环氧耐高温防腐涂料，适用于我国陆地及海洋等恶劣环境下的高温设备的维护和新建，由于施工稀释剂是水，施工受限地域小，具有优异的防腐性、耐热性及突出的带温施工性等特点；使设备表面防腐能力大幅提升，避免或者有效降低高温设备在多雨条件下的腐蚀情况，从而保证高温设备的正常工作，适宜在涂料领域推广，具有广阔的发展前景。
Claims (10)
1.一种水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：成分包括A和B两种组分；所述A组分至少包括，以质量百分比计：金属粉40～60％，分散剂1～2％，粉填料2～10％，助剂0.1～5％，溶剂8～20％，功能性树脂补充余量；所述B组分至少包括，以质量百分比计：颜料7～35％，助剂0.1～6％，填料3～21.4％，去离子水8～21％，基体环氧树脂补充余量。
2.根据权利要求1所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述功能性树脂为功能环氧树脂、功能有机硅树脂、功能聚氨酯树脂、功能聚碳酸酯树脂、功能烯烃树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1～2任一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述基体环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述功能性树脂与基体环氧树脂的质量比为28～38：40～65。
5.根据权利要求1～4任一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述粉填料为金红石型钛白粉、锐钛矿型钛白粉、氧化硅粉、绢云母粉、氧化锌粉、低熔玻璃粉中的至少一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述金属粉为锌粉、银粉、铁粉、铝粉、铅粉、锌铝粉中的至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述金属粉的平均粒径为300～1200目。
8.根据权利要求1～7任一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述助剂为消泡剂、脱水剂、防沉剂、增稠剂、防腐剂、闪锈抑制剂、防水剂、抗氧剂、耐紫外剂、湿润剂中的至少一种。
9.根据权利要求1～8任一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料，其特征在于：所述A组分与B组分的质量比为1～3:1。
10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的水性环氧耐高温防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤包括以下几步：(1)按照所需比例取得A组分相应原料，加入至混合容器，搅拌均匀备用；(2)按照所需比例取得B组分相应原料，加入至另一混合容器，搅拌均匀备用；(3)将A组分和B组分按照按比例混合搅拌至为均一相，即得。
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Non-Patent Citations (1)
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| 李晓旭等: "回转窑用带热施工高防腐耐高温涂料的设计和性能研究", 《中国涂料》, vol. 36, no. 10, pages 35 - 38 * |
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