CN116463037A - 用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防腐涂料领域，具体涉及一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料及其制备方法。一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，由主剂和固化剂组成，所述主剂和固化剂的质量比为100:（34‑43），按重量份计，所述主剂包括聚天门冬氨酸酯树脂25‑45份、颜料25‑52份、填料10‑30份、助剂2‑4.5份、溶剂4‑8份；所述固化剂包括刚性异氰酸酯固化剂55‑70份、弹性异氰酸酯固化剂25‑45份、吸水剂0.2‑0.5份和溶剂2‑5份。本申请改善了矿脂防腐带中矿物油向表面迁移的问题，在高温、高湿等恶劣环境条件下矿脂防腐带软质材料不易漆膜开裂。

Description

用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防腐涂料领域，具体涉及一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料及其制备方法。

背景技术

矿脂防腐带是由合成纤维织物和矿脂油、缓蚀剂、锈蚀转化剂、填料等组成，通过浸渍与涂覆合成纤维织物上的带状防腐材料。矿脂防腐带适用于地上及恶劣环境条件下的快速修复，广泛用于以下领域：(1)输油、输水、燃气管道的新建与防护；(2)大型储油罐、储气罐边缘板、船舶、海洋桩柱、地埋管道的防腐；(3)铸铁管道、弯头、三通、补口、阀门的防腐保护。矿脂防腐带具有很好的防腐性能，施工便捷快速，使用范围越来越广泛以及快速修复等优点，矿脂防腐带可以克服矿脂防腐腻子与聚丙烯胶带在使用上的局限性，满足矿脂防腐带在多种工况条件下使用。

目前现有的溶剂型涂料中的溶剂与矿脂防腐带中的矿物油有较好的相容性，不仅油漆涂膜薄，且油漆渗透到矿脂防腐带中，矿脂防腐带中的矿物油很快与油漆相溶，向油漆表面迁移，油漆无法对矿脂防腐带起到保护作用。而现有的水性涂料无法满足厚涂要求，在高温、高湿等恶劣环境条件下矿脂防腐带软质材料易漆膜开裂，更不适合在高温、高湿等恶劣环境条件下使用。

发明内容

为了改善矿脂防腐带中矿物油向表面迁移的问题，本申请提供一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，采用如下技术方案实现：

一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，由主剂和固化剂组成，所述主剂和固化剂的质量比为100:(34-43)，按重量份计，所述主剂包括聚天门冬氨酸酯树脂25-45份、颜料25-52份、填料10-30份、助剂2-4.5份、溶剂4-8份；所述固化剂包括刚性异氰酸酯固化剂55-70份、弹性异氰酸酯固化剂25-45份、吸水剂0.2-0.5份和溶剂2-5份。

通过采用上述技术方案，本申请提供的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，能抗矿物油迁移，适合在高温、高湿等恶劣环境条件下使用的防腐涂料，使矿脂防腐带可以更广泛的用于防腐施工中。

通过聚天门冬氨酸酯树脂与刚性异氰酸酯固化剂、弹性异氰酸酯固化剂复合使用，聚天门冬氨酸酯树脂与固化剂快速反应，在矿脂防腐带表面固化，形成致密的厚膜天冬聚脲涂层，一道涂层100-200μm。涂料具有刚柔兼顾的特性，可以改善矿脂防腐带中矿物油向表面迁移问题，又提高了涂料与矿脂防腐带的附着力，矿脂防腐带软质材料不易造成漆膜开裂，且具有厚涂性，在较短时间内交联固化形成致密的涂料封闭层，具有快速固化又有适宜的适用期，有效屏蔽隔绝矿脂防腐带，延长了矿脂防腐带的有效防护时间，弥补了现有矿脂防腐带与防腐腻子、聚丙烯胶带配套使用的局限性，使用更方便，对防腐设备及管道的维护和快速修复有很好的效果。

优选的，所述聚天门冬氨酸酯树脂选自聚天门冬氨酸酯树脂F420、聚天门冬氨酸酯树脂F421、聚天门冬氨酸酯树脂F520和聚天门冬氨酸酯树脂F2850中的一种或多种。

优选的，所述刚性异氰酸酯固化剂为HDI三聚体和/或IPDI三聚体。

HDI三聚体、IPDI三聚体具有耐候性，且交联密度高，综合性能较优，可以进一步提高涂料与矿脂防腐带的附着力，高温、高湿等恶劣环境条件下矿脂防腐带软质材料不易造成漆膜开裂，同时与弹性异氰酸酯固化剂复合使用，使天冬聚脲防腐涂料具有刚柔兼顾的特性，形成致密且具有一定弹性效果的涂层，可有效保护矿脂防腐带中防腐介质的流失、分解，使矿脂防腐带中矿物油不易向表面迁移。

优选的，所述弹性异氰酸酯固化剂为GB905A-85和/或GB906A-80。

优选的，所述HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为(20-30):(13-16)。

弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85是聚酯改性的含有-NCO基团的固化剂，聚酯树脂与矿脂防腐带有较好的附着力，有利于提高漆膜的抗开裂性。且弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的含量增加，会增加涂膜的弹性，涂膜不易开裂，但弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的含量过高会出现矿脂防腐带中矿物油向表面迁移。而HDI三聚体含量较高，会使涂膜刚性较大，矿脂防腐带底材质地软，易出现漆膜开裂。

优选的，所述HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为19.9:15.7，所述主剂和固化剂的质量比为100:42.3。

刚性异氰酸酯固化剂的种类和质量、弹性异氰酸酯固化剂的种类和质量改变，主剂和固化剂的质量比也需要相应改变和调整，本申请人在研究中发现，采用HDI三聚体、弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85以及控制HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为19.9:15.7、主剂和固化剂的质量比为100:42.3，可以进一步提高涂布有聚天门冬聚脲防腐涂料的矿脂防腐带的抗水渗透性、抗矿物油迁移性和耐湿热老化性。

优选的，所述溶剂由醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比7:3混合而成。

通过采用上述技术方案，用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料的表干时间短，施工性好。

优选的，所述助剂由附着力促进剂、分散剂、流平剂和消泡剂按质量比(1-2):(0.4-1):(0.2-0.5):(0.4-1)混合而成。

通过采用上述技术方案，提高了矿脂防腐带表面聚天门冬聚脲防腐漆膜的平整性和施工性。

优选的，所述填料由白炭黑、玻璃鳞片和硫酸钡按质量比(1-4):(10-20):(0-5)混合而成。

通过采用上述技术方案，矿脂防腐带表面聚天门冬聚脲防腐漆膜具有优异的耐老化性。

优选的，所述颜料由钛白粉、碳黑和有机颜料按质量比(25-50):(0.1-0.5):(0.2-1)混合而成。

通过采用上述技术方案，矿脂防腐带表面聚天门冬聚脲防腐漆膜具有优异的耐老化性，具有长效防腐作用。

第二方面，本申请提供一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料的制备方法，采用如下技术方案实现：

一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

将聚天门冬氨酸酯树脂、颜料、填料、助剂和溶剂混合，研磨至细度不大于30μm，得主剂；将刚性异氰酸酯固化剂、弹性异氰酸酯固化剂、吸水剂和溶剂混合均匀，得固化剂；

将主剂和固化剂，搅拌均匀，形成稳定、均一的双组份聚天门冬聚脲防腐涂料。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.本申请提供的用于矿脂防腐带的天冬聚脲防腐涂料，在矿脂防腐带的表面形成致密且具有一定弹性效果的涂层，可有效保护矿脂防腐带中防腐介质的流失、分解，能抗矿物油迁移，适合在高温、高湿等恶劣环境条件下使用的防腐涂料，从而有效保护了矿脂防腐带的防腐功能。

2.本申请通过聚天门冬氨酸酯树脂与刚性异氰酸酯固化剂、弹性异氰酸酯固化剂复合使用，聚天门冬氨酸酯树脂与固化剂快速反应，涂料具有刚柔兼顾的特性，可以改善矿脂防腐带中矿物油向表面迁移问题，又提高了涂料与矿脂防腐带的附着力，矿脂防腐带软质材料不易造成漆膜开裂。

3.本申请优选采用HDI三聚体、弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85以及控制HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为19.9:15.7、主剂和固化剂的质量比为100:42.3，可以进一步提高涂布有聚天门冬聚脲防腐涂料的矿脂防腐带的抗水渗透性、抗矿物油迁移性和耐湿热老化性。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请中，聚天门冬氨酸酯树脂F420购自深圳飞扬骏研新材料股份有限公司；

聚天门冬氨酸酯树脂F421购自深圳飞扬骏研新材料股份有限公司；

HDI三聚体为万华HT-100；

IPDI三聚体为赢创德固赛Vestanat T1890E；

HDI预聚物为旭化成E402-100；

弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85购自深圳飞扬骏研新材料股份有限公司；

弹性异氰酸酯固化剂GB906A-80购自深圳飞扬骏研新材料股份有限公司；

吸水剂TI购自广州皓基贸易有限公司。

实施例

实施例1提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其制备步骤为：

S1、将250g聚天门冬氨酸酯树脂F420、253g颜料、110g填料、20g助剂和40g溶剂混合均匀，研磨至细度不大于30μm，得主剂；

S2、将693g HDI三聚体、250g弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85、2g吸水剂TI和20g溶剂混合均匀，得固化剂；

S3、将100g主剂和39g固化剂，然后搅拌均匀，形成稳定、均一的双组份聚天门冬聚脲防腐涂料；

其中，颜料由钛白粉、碳黑和有机颜料13(PY13)按质量比25:0.1:0.2混合而成；

填料由白炭黑和玻璃鳞片按质量比1:10混合而成；

助剂由附着力促进剂KH-560、分散剂BYK-163、巴斯夫分散剂EFKA PU 4063、流平剂BYK-300、赢创迪高脱泡剂Airex900和熙普消泡剂100N按质量比1:0.2:0.2:0.2:0.2:0.2混合而成；

溶剂由醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比7:3混合而成。

实施例2提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其制备步骤为：

S1、将450g聚天门冬氨酸酯树脂F420、515g颜料、290g填料、45g助剂和80g溶剂混合，研磨至细度不大于30μm，得主剂；

S2、将705g HDI三聚体、450g弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85、5g吸水剂TI和50g溶剂混合均匀，得固化剂；

S3、将100g主剂搅拌均匀，并加入34g固化剂，然后搅拌均匀，形成稳定、均一的双组份聚天门冬聚脲防腐涂料；

其中，颜料由钛白粉、碳黑和有机颜料13(PY13)按质量比50:0.5:1混合而成；

填料由白炭黑、玻璃鳞片和硫酸钡按质量比4:20:5混合而成；

助剂由附着力促进剂KH-560、分散剂BYK-163、巴斯夫分散剂EFKA PU 4063、流平剂BYK-300、赢创迪高脱泡剂Airex900和熙普消泡剂100N按质量比2:0.5:0.5:0.5:0.5:0.5混合而成；

溶剂由醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比7:3混合而成。

实施例3提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其制备步骤为：

S1、将350g聚天门冬氨酸酯树脂F420、379g颜料、200g填料、35g助剂和60g溶剂混合，研磨至细度不大于30μm，得主剂；

S2、将548g HDI三聚体、350g弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85、4g吸水剂TI和30g溶剂混合均匀，得固化剂；

S3、将100g主剂搅拌均匀，并加入34g固化剂，然后搅拌均匀，形成稳定、均一的双组份聚天门冬聚脲防腐涂料；

其中，颜料由钛白粉、碳黑和有机颜料13(PY13)按质量比37:0.3:0.6混合而成；

填料由白炭黑、玻璃鳞片和硫酸钡按质量比2:15:3混合而成；

助剂由附着力促进剂KH-560、分散剂BYK-163、巴斯夫分散剂EFKA PU 4063、流平剂BYK-300、赢创迪高脱泡剂Airex900和熙普消泡剂100N按质量比1.5:0.35:0.35:0.35:0.35:0.35混合而成；

溶剂由醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比7:3混合而成。

实施例4提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例3不同之处仅在于：弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量为356g(HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为20.6:13.4)，主剂和固化剂的质量比为100:40。

实施例5提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例3不同之处仅在于：弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量为384g(HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为19.9:15.7)，主剂和固化剂的质量比为100:42.3。

实施例6提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例5不同之处仅在于：聚天门冬氨酸酯树脂F420等质量替换为聚天门冬氨酸酯树脂F421。

实施例7提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例5不同之处仅在于：弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85等质量替换为高耐候弹性固化剂GB906A-80。

对比例

对比例1提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例1不同之处仅在于：弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85等当量替换为HDI三聚体(其中，弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的当量为608，HDI三聚体的当量为192)。

对比例2提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例1不同之处仅在于：HDI三聚体等当量替换为弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85。

对比例3提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例3不同之处仅在于：弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量为193g(HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为22.4:7.9)，主剂和固化剂的质量比为100:36。

对比例4提供了一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，与实施例3不同之处仅在于：弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量为1155g(HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为14.9:31.4)，主剂和固化剂的质量比为100:55。

性能检测试验

针对本申请实施例1-7和对比例1-4制备的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，进行如下的性能检测。

1、抗水渗透性：分别将本申请实施例1-7和对比例1-4制备的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料涂布于矿脂防腐带，形成200μm的漆膜，24h后浸入水中，密闭(保持一直浸泡在水中)，观察漆膜是否气泡，记录漆膜开始出现起泡的时间，漆膜开始出现气泡的时间越长表示抗水渗透性越强，测试结果见表1。

2、抗矿物油迁移性：分别将本申请实施例1-7和对比例1-4制备的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料涂布于矿脂防腐带，形成200μm的漆膜，在25℃放置，观察漆膜的外观，记录漆膜开始变色的时间，开始变色的时间越长表示抗矿物油迁移性越强，测试结果见表1。

3、耐湿热老化性：分别将本申请实施例1-7和对比例1-4制备的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料涂布于矿脂防腐带，形成200μm的漆膜，然后置于85℃、相对湿度为85％的环境下放置，观察漆膜是否开裂，记录漆膜开始出现开裂的时间，漆膜开始出现开裂的时间越长表示耐湿热老化性越好，测试结果见表1。

4、适用期：分别按照GB/T 31416-2015测试本申请实施例1-7和对比例1-4制备的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料的适用期，测试结果见表1。

表1测试结果

以下针对表1的测试数据，详细说明本申请。

从实施例1和对比例1-2的测试数据可知，刚性异氰酸酯固化剂、弹性异氰酸酯固化剂复合使用，涂料具有刚柔兼顾的特性，抗水渗透性好，可以改善矿脂防腐带中矿物油向表面迁移问题，提高了涂料与矿脂防腐带的附着力，矿脂防腐带软质材料不易造成漆膜开裂，适合在高温、高湿等恶劣环境条件下使用。

从实施例1和对比例3-4的测试数据可知，弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的含量过高，会出现矿脂防腐带中矿物油向表面迁移，抗水渗透性差，漆膜与矿脂防腐带的附着力低，漆膜在高温、高湿等恶劣环境条件下易开裂；而HDI三聚体含量较高，会使涂膜刚性较大，矿脂防腐带底材质地软，易出现漆膜开裂，抗水渗透性差，矿脂防腐带中矿物油易向表面迁移。

从实施例3-5的测试数据可知，实施例5控制HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为19.9:15.7、主剂和固化剂的质量比为100:42.3，可以进一步提高涂布有聚天门冬聚脲防腐涂料的矿脂防腐带的抗水渗透性、抗矿物油迁移性和耐湿热老化性。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，由主剂和固化剂组成，所述主剂和固化剂的质量比为100:（34-43），其特征在于，按重量份计，所述主剂包括聚天门冬氨酸酯树脂25-45份、颜料25-52份、填料10-30份、助剂2-4.5份、溶剂4-8份；所述固化剂包括刚性异氰酸酯固化剂55-70份、弹性异氰酸酯固化剂25-45份、吸水剂0.2-0.5份和溶剂2-5份。

2.根据权利要求1所述的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述聚天门冬氨酸酯树脂选自聚天门冬氨酸酯树脂F420、聚天门冬氨酸酯树脂F421、聚天门冬氨酸酯树脂F520和聚天门冬氨酸酯树脂F2850中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述刚性异氰酸酯固化剂为HDI三聚体和/或IPDI三聚体。

4.根据权利要求3所述的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述弹性异氰酸酯固化剂为GB905A-85和/或GB906A-80。

5.根据权利要求4所述的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为（20-30）:（13-16）。

6.根据权利要求5所述的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述HDI三聚体和弹性异氰酸酯固化剂GB905A-85的质量比为19.9:15.7，所述主剂和固化剂的质量比为100:42.3。

7.根据权利要求1所述的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述助剂由附着力促进剂、分散剂、流平剂和消泡剂按质量比（1-2）:（0.4-1）:（0.2-0.5）:（0.4-1）混合而成。

8.根据权利要求1所述的一种用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述填料由白炭黑、玻璃鳞片和硫酸钡按质量比（1-4）:（10-20）:（0-5）混合而成。

9.根据权利要求1所述的用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料，其特征在于，所述颜料由钛白粉、碳黑和有机颜料按质量比（25-50）:（0.1-0.5）:（0.2-1）混合而成。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述用于矿脂防腐带的聚天门冬聚脲防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将聚天门冬氨酸酯树脂、颜料、填料、助剂和溶剂混合，研磨至细度不大于30μm，得主剂；

将刚性异氰酸酯固化剂、弹性异氰酸酯固化剂、吸水剂和溶剂混合均匀，得固化剂；

将主剂和固化剂，搅拌均匀，形成稳定、均一的双组份聚天门冬聚脲防腐涂料。