CN1306052A - 长效防腐涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于长效防腐涂料的制备方法。选择由聚环氧氯丙烷环氧树脂和双酚A环氧树脂组成的环氧合金为主要成膜物,添加具有耐水性、耐溶剂性和尺寸稳定性的填料,共同组成的基料为A组分。由多元胺和环氧丙基烷基醚类的加成物,并与液体聚酰胺、叔胺共同组成复合固化剂为B组分,使用时按一定比例混合后,可以刷涂、辊涂、高压喷涂和无空气喷涂等方法进行施工。使用有效期限可达十年以上。
Description
本发明属于长效防腐涂料的制备方法。
由于舰船、潜艇长期浸泡在海水中,风吹日晒、盐雾浸蚀、海水冲刷、海浪拍击,不但温差变化大,而且还要经受航行时海水压力变化的影响,运营条件十分恶劣。特别是舰船自身加有阴极保护功能,因此对防腐材料的性能要求,关键指标有三项:一是耐阴极剥离性,二是涂料对基材的附着性,三是在不同介质中的使用期限性。在以往的产品中,虽然防腐涂料的品种很多,如氯化橡胶、环氧树脂、乙烯类树脂等,并各有其长,但综合性能仍不够理想。即使防腐性能可以满足使用要求,但在使用的有效期限上比较短。增加了舰艇上排检修次数,缩短了服务期。以船底防锈漆为例,附着力的性能指标为30kg/cm2,使用寿命为12-30个月。这样的性能指标对于大型舰船和潜艇来说是不够的。
本发明的目的是提供一种长效防腐涂料的制备方法,选择由聚环氧氯丙烷环氧树脂和双酚A环氧树脂组成的环氧合金为主要成膜物,添加一些具有耐水性、耐溶剂性和尺寸稳定性的填料,共同组成的基料为A组分。由多元胺和环氧丙基烷基醚类的加成物,并与液体聚酰胺、叔胺等共同组成复合固化剂为B组分,使用时按一定比例混合后,可以刷涂、辊涂、高压喷涂和无空气喷涂等方法进行施工。
在A组分中,双酚A环氧树脂的引入,使成膜物中含有足够的特性集团,赋予了材料优异的耐化学品性、附着性、强韧性和反应性。而聚环氧氯丙烷环氧树脂具有橡胶的性质和较低的粘度,它的结构特征是分子结构中有环氧基、氯甲基和醚键,它的引入,赋予了材料很好的耐冲击性、粘接性、耐溶剂性和耐热老化性及优良、均衡的力学性能。在B组分中,环氧丙基烷基醚胺类固化剂,赋予了材料较快的固化速度、硬度和较低的粘度,以及很好的耐溶剂性。聚酰胺类固化剂,赋予了材料很好的附着性、耐水性和弹性。
本发明中采用聚环氧氯丙烷环氧树脂和双酚A环氧树脂组成的环氧合金为主要成膜物,成膜物的百分含量为60%-80%。
一、聚环氧氯丙烷环氧树脂无溶剂法的合成
1、开环聚合反应
取1.0摩尔的二元醇,具体是:乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、己二醇其中的一种,同时加入(重量百分比)0.5~5%的催化剂;催化剂有:六氟化磷三乙基氧盐、四氯化锡、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼四氢呋喃络合物;然后滴加n摩尔的环氧氯丙烷,n=10-25;控制温度在50-80℃通N2气、搅拌,保温4-8小时,测环氧值=0;
2、闭环反应
将2.1~2.5摩尔的NaOH,配成30-40%浓度的溶液,滴加到上述反应中,在80-90℃保温4-6小时;
3、洗涤
用98-100℃去离子水洗涤至中性,并测定无机氯的含量在0.05%时停止洗涤;
4、脱水提纯
常压蒸镏脱掉水份,然后在10-15mmHg真空下继续脱水测定水含量≤0.5%时结束,测定环氧值、羟基值和粘度,即得到聚环氧氯丙烷环氧树脂;
二、双酚A环氧树脂的选择市售商品,选择范围:分子量为380-1000,环氧值为0.51-0.2;
三、填料的选择:二氧化钛、碳黑、氧化铁、高岭土、滑石粉、碳酸钙、重晶石、硅粉、金属粉及颜料;
四、环氧丙基烷基醚胺的合成
取1.05-1.2摩尔的多元胺,具体是:二乙烯基丙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺其中的一种,升温40-60℃,然后滴加1.0摩尔的环氧丙基烷基醚,具体是:正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯乙烯氧化物、苯基缩水甘油醚。60-80℃保温4-8小时;
五、涂料的制备工艺
A组份的制备工艺
1、取双酚A环氧树脂、聚环氧氯丙烷环氧树脂、活性稀释剂,加热40-60℃并低速搅拌;
2、将分散剂、消泡剂、抗氧剂、稳定剂,按使用说明投入,搅拌均匀;
3、将固体填料和颜料依次加入容器中,充分润湿;
4、用高速搅拌机进行分散,开始低速搅拌,待各相均匀后,进行高速分散;
5、冷却至室温后用三辊研磨机研磨二遍,用刮板细度计检测达到20-50um根据具体要求而定,装桶,即为成品;
B组份的制备工艺
1、将环氧丙基烷基醚胺,低分子聚酰胺、三(二甲氨基甲基)苯酚、苯甲醇投入容器中;
2、升温30-40℃,搅拌使其充分混合均匀,降至室温,装桶即为成品;
A组分∶B组分(重量比)=5.0∶1.0-1.5。
交联固化后的漆膜,形成了互穿网络的交联状态,使其成为不溶不熔的物质,表现了很强的附着性、耐化学品性和抗冲击性,无毒无害并具有阻燃性。不仅适用于舰船、潜艇,还可以广泛的用于海上平台、跨海大桥、海港码头的金属结构物,也可用于地面桥梁、铁路车辆、货舱、集装箱、输油、输气、输水管道的内外壁,特别是可以应用在加有阴极保护或者能自然形成电化学腐蚀的地方。使用有效期限可达十年以上。
本发明提供的实施例如下:
实施例1:聚环氧氯丙烷环氧树脂的合成
在一个500mL反应瓶上,装有搅拌、冷凝器、温度计加料口和通气管。投入乙二醇12.4g,催化剂三氟化硼乙醚络合物(重量百分比)3%,通N2,搅拌,滴加环氧氯丙烷187.6g,温度控制在50℃,保温8小时,测环氧值=0。将19.2gNaOH,配成40%浓度的溶液,滴加上述反应中,并在80℃保温6小时。用99±1℃去离子水洗涤到中性,PH=7,测定无机氯含量=0.043%时停止洗涤。将上述产物过滤后投入500ml蒸馏瓶中,先常压脱水液温达100℃(或开始用水环真空泵脱水、液温90℃),后改为减压脱水,液温在90℃直至无液体馏出时,测定水含量=0.5%结束。降温后出料即可。
实施例2:
在同例1的装置中,投入丁二醇18.42g,催化剂三氟化硼四氢呋喃络合物(重量百分比)0.5%,通N2,搅拌。滴加环氧氯丙烷282g,加料温度控制在50℃,然后升温80℃,保温4小时,测环氧值=0。
将20gNaOH,配成30%浓度的溶液,滴加在上述反应中,并在90℃保温4小时。用99±1℃去离子水洗涤至中性,PH=7,测定无机氯含量=0.05%时停止洗涤。然后进行脱水提纯,方法同实施例1。
实施例3:
在同例1的装置中,投入丙二醇15.2g,催化剂三氟化硼四氢呋喃络合物(重量百分比)5%,通N2,搅拌。滴加环氧氯丙烷384.8g,加料温度控制在50℃,保温5小时,测环氧值=0。将16.8gNaOH,配成40%浓度的溶液,滴加在上述反应中,并在80℃保温6小时。用99±1℃去离子水洗涤至中性,PH=7,测定无机氯含量=0.048%时停止洗涤。然后进行脱水提纯,方法同实施例1。
实施例4:环氧丙基烷基醚胺的合成
在一个500ml反应瓶上,装有搅拌、冷凝器、温度计和加料口,投入二乙烯三胺108.2g,升温至40℃,开始滴加烯丙基缩水甘油醚114g,加料完了后升温60℃保温8小时。降至室温后出料。
实施例5:
在同例3的装置中,投入二乙烯基丙胺109.2g,升温60℃,开始滴加正丁基缩水甘油醚91g,加料完了后升温80℃,保温4小时。降至室温后出料。
实施例6:涂料的制备
将双酚A环氧树脂E44560g,聚环氧氯丙烷环氧树脂140g正丁基缩水甘油醚100g投入容器中,升温到40℃,搅拌10分钟。将2.5g消泡剂EFKA2720,2.0g抗氧剂JH1010,加9g甲苯溶抗氧剂,6.5g稳定剂Tinuvin292加入上述容器中,并搅拌均匀,约10分钟。停止搅拌,将20g碳黑、80g高岭土、50g重晶石、30g滑石粉加入容器中,使其充分润湿。低速搅拌,使各相均匀,30分钟后进行高速搅拌,分散30分钟。降至室温后,用三辊研磨机研磨两遍,检测细度到20um时即可。
实施例7:
将双酚A环氧树脂E20165g,烯丙基缩水甘油醚50g,苯甲醇45g,投入容器中,升温60℃搅拌30分钟。然后再投入E44236.5g聚环氧氯丙烷环氧树脂148.5g,搅拌均匀。将2.5g消泡剂EFKA2720,1.5g抗氧剂JH1010,用7g甲苯溶抗氧剂,6g稳定剂Tinuvin292,6g分散剂加EFKA5065,加入上述容器中搅拌10分钟。停止搅拌,将120g二氧化钛、12g碳黑、100g高岭土、50g重晶石、50g碳酸钙加入容器中,使其充分润湿。低速搅拌,使各相均匀,30分钟后进行高速搅拌,分散30分钟。降至室温后,用三辊研磨机研磨两遍,检测细度=30um时即可。
实施例8:
将双酚A环氧树脂E51504g,聚环氧氯丙烷环氧树脂126g,正丁基缩水甘油醚30g,投入容器中,升温40℃,搅拌10分钟。将2.5g消泡剂EFKA2720,3g抗氧剂900B,8g甲苯溶抗氧剂;6.5g稳定剂Tinuvin292,6g分散剂EFKA5065加入上述容器中,搅拌10分钟。停止搅拌,将150g氧化铁红,94g高岭土,50g重晶石,20g碳酸钙加入容器中,使其充分润湿。低速搅拌,使各相均匀,30分钟后进行高速搅拌,分散30分钟。降至室温后,用三辊研磨机研磨两遍,检测细度=50um时即可。
实施例9:
将双酚A环氧树脂E20420g,正丁基缩水甘油醚95g投入容器中,升温60℃搅拌40分钟。然后将聚环氧氯丙烷环氧树脂180g投入容器中,搅拌均匀。将2.5g消泡剂EFKA2722,2.0g抗氧剂900B,用9g甲苯溶抗氧剂;6.5g稳定剂UV-326加入上述容器中,搅拌10分钟。停止搅拌,将200g氧化铁红,50g高岭土,30g滑石粉,5g碳酸钙加入容器中,使其充分润湿。低速搅拌,使各相均匀,30分钟后进行高速搅拌,分散30分钟降至室温,用三辊研磨机研磨两遍,检测细度=50um时即可。
实施例10:固化剂的制备
将80g低分子聚酰胺(胺值=400),70g环氧丙基烷基醚胺,10g三(二甲氨基甲基)苯酚,40g苯甲醇,投入500mL容器中,升温40℃搅拌30分钟。降至室温即可。
实施例11:
将120g低分子聚酰胺(胺值=400),52g环氧丙基烷基醚胺,8.0g三(二甲氨基甲基)苯酚,20g苯甲醇,投入500ml容器中,升温40℃,搅拌30分钟降至室温即可。
Claims (10)
1.一种长效防腐涂料的制备方法,其特征在于采用聚环氧氯丙烷环氧树脂和双酚A环氧树脂组成的环氧合金为主要成膜物,成膜物的百分含量为60%-80%;
一、聚环氧氯丙烷环氧树脂无溶剂法的合成
1)、开环聚合反应
取1.0摩尔的二元醇,具体是:乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、己二醇其中的一种,同时加入(重量百分比)0.5~5%的催化剂;催化剂有:六氟化磷三乙基氧盐、四氯化锡、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼四氢呋喃络合物;然后滴加n摩尔的环氧氯丙烷n=10-25,控制温度在50-80℃通N2气、搅拌,保温4-8小时,测环氧值=0;
2)、闭环反应
将2.1~2.5摩尔的NaOH,配成30-40%浓度的溶液,滴加到上述反应中,在80-90℃保温4-6小时;
3)、洗涤
用98-100℃去离子水洗涤至中性,并测定无机氯的含量在0.05%时停止洗涤;
4)、脱水提纯
常压蒸镏脱掉水份,然后在10-15mmHg真空下继续脱水测定水含量≤0.5%时结束,测定环氧值、羟基值和粘度,即得到聚环氧氯丙烷环氧树脂;
二、双酚A环氧树脂的选择市售商品,选择范围:分子量为380-1000,环氧值为0.51-0.2;
三、填料的选择:二氧化钛、碳黑、氧化铁、高岭土、滑石粉、碳酸钙、重晶石、硅粉、金属粉及颜料;
四、环氧丙基烷基醚胺的合成
取1.05-1.2摩尔的多元胺,具体是:二乙烯基丙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺其中的一种,升温40-60℃,然后滴加1.0摩尔的环氧丙基烷基醚,具体是:正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯乙烯氧化物、苯基缩水甘油醚。60-80℃保温4-8小时;
五、涂料的制备工艺
A组份的制备工艺
1)、取双酚A环氧树脂、聚环氧氯丙烷环氧树脂和活性稀释剂,加热40-60℃并低速搅拌;
2)、将分散剂、消泡剂、抗氧剂、稳定剂,按使用说明投入,搅拌均匀;
3)、将固体填料和颜料依次加入容器中,充分润湿;
4)、用高速搅拌机进行分散,开始低速搅拌,待各相均匀后,进行高速分散;
5)、冷却至室温后用三辊研磨机研磨二遍,用刮板细度计检测达到20-50um根据具体要求而定,装桶,即为成品;
B组份的制备工艺
1)、将环氧丙基烷基醚胺,低分子聚酰胺、三(二甲氨基甲基)苯酚、苯甲醇投入容器中;
2)、升温30-40℃,搅拌使其充分混合均匀,降至室温,装桶即为成品;
A组分∶B组分(重量比)=5.0∶1.0-1.5。
2.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于开环聚合反应的二元醇,为乙二醇、丙二醇、丁二醇。
3.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于催化剂为三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼四氢呋喃络合物。
4.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于填料为二氧化钛、碳黑、氧化铁、高岭土、滑石粉、碳酸钙、重晶石、及颜料。
5.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于环氧丙基烷基醚胺的合成多元胺为二乙烯基丙胺、二乙烯三胺。
6.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于环氧丙基烷基醚为正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚。
7.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于A组份的制备分散剂为EFKA5065。
8.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于A组份的制备消泡剂为EFKA2720、EFKA2722。
9.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于A组份的制备抗氧剂为JH1010、900B。
10.如权利要求1所述的长效防腐涂料的制备方法,其特征在于A组份的制备稳定剂为Tinuvin292、UV-326。
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