CN1847282A - 氨基酸盐改性环氧树脂与水性环氧防腐涂料的制备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一类水性环氧树脂和水性环氧防腐涂料。该水性环氧树脂是由低分子量液态环氧树脂和带有氨基的羧酸盐反应制得，它可在水和丙二醇醚的混合液中溶解，并具有良好的贮存稳定性。该水性环氧防腐涂料是由水性环氧树脂与铝镁锌合金颜料、水、丙二醇醚、消泡剂和有机蒙脱土等复配而成，固化剂采取亲水的低分子量改性聚酰胺。本发明制得的水性环氧防腐涂料具有涂层致密、结合力强、耐水性好、对金属基体的防护性能优良、环境友好等特点。
Description
一.本发明所属技术领域
本发明涉及一种化工技术，具体地说是一类水性环氧树脂与水性环氧防腐涂料的制备技术。
二.本发明的技术背景
环氧树脂涂料因其具有附着力强、耐化学腐蚀性优良、收缩率小、耐磨性和绝缘性好等优点而被广泛应用，广泛应用于防腐涂料、电气绝缘涂料、食品罐头内壁涂料等领域。尤其在防腐领域的应用获得了非常优异的效果，目前在工业上广泛使用的环氧树脂涂料仍为溶剂型涂料，它们含有大量的易燃有毒的挥发性有机溶剂，不仅对环境和人体造成危害，而且还造成有限资源的浪费。随着人们环保意识的日益增强，不含有机溶剂或减少含有机化合物的水性环氧防腐蚀涂料的开发格外受到关注，其技术关键就是对环氧树脂的水性化处理。
环氧树脂的水性化通常有两种方法：外加乳化剂法和化学改性法。外加乳化剂法是指通过外加乳化剂把环氧树脂乳化成水包油型乳液的方法，外加乳化剂法制得的乳液一般粒径较大，稳定性较差，且未参与反应的乳化剂对最终的成膜性能有不良影响。自乳化法又称化学法，即将亲水链段或基团引入环氧树脂分子骨架使其具有亲水性，从而制得水性环氧树脂，化学改性法虽然制备步骤较多，但制得的粒径较小，更具有实际意义。化学改性法按照反应类型不同可分为酯化反应型、接枝反应型和醚化反应型。中国专利CN1031550A主要采用环氧树脂与丙烯酸类单体反应，然后将反应产物与乙烯基单体如苯乙烯共聚，从而制成水溶性很好的涂料，但其致命的缺点是反应温度偏高、时间偏长，在最终成膜前环氧基团全被破坏，成膜后耐水性和防腐性较差。
三.本发明的发明内容
本发明的目的是提供一类水性环氧树脂与水性环氧防腐涂料。
本发明所述的水性环氧树脂是由低分子量环氧树脂通过氨基酸盐改性制得。
本发明所述的水性环氧防腐涂料是由本发明所述的水性环氧树脂与专利产品(ZL01129665.8)所述铝镁锌合金颜料、水、辅助溶剂和助剂等复配而成，其中铝镁锌合金颜料的化学组成为：质量分数W(Zn)＝30％，W(Mg)＝30％，其它≤0.05％，铝为余量，粒径为20～50um，固化剂采用亲水的低分子量改性聚酰胺。
本发明所述的水性环氧树脂主要优势在于：
(1)制备容易、绿色环保。
(2)贮存稳定性好。
(3)成膜后的耐水性好。
本发明所述的水性防腐涂料主要优势在于：
(1)用水作为溶剂，施工安全，不污染环境。
(2)与改性聚酰胺固化剂有良好的相容性，能在常温下完全固化。
(3)涂层致密性和耐水性好。
(4)采用铝镁锌合金粉体作为阳极型颜料，该粉体对金属基体的防护性好。
本发明具体采用以下技术方案：
(1)水溶性环氧树脂的制备
水溶性环氧树脂的制备：将氨基酸盐水溶液与低分子量的液态环氧树脂和辅助溶剂混合搅拌，在一定的温度条件下进行环氧增溶反应，将亲水链段引入环氧树脂分子骨架使其具有亲水性，从而制得水溶性环氧树脂。
本发明使用的氨基酸盐为具有亲水性的氨基酸钠，例如天冬氨酸钠、谷氨酸钠等。
本发明使用的氨基酸盐与环氧树脂的摩尔比在1∶0.5～2之间。
本发明使用的辅助溶剂是醚类绿色溶剂，例如丙二醇独甲醚、丙二醇独丁醚等。
(2)水性防腐涂料的制备
水性防腐涂料甲组份的制备：将改性环氧树脂、铝镁锌合金粉体颜料、水、辅助溶剂、消泡剂、流变助剂等依次按配比混合搅拌而成。
本发明使用的辅助溶剂为丙二醇独甲醚或丙二醇独丁醚。
本发明中涂料的颜料体积浓度(PVC)在30％～60％之间。
本发明使用的流变助剂为有机蒙脱土，用量为涂料组合物总重量的0.5％～2％。
本发明涂料在涂覆施工时，采用亲水的低分子量改性聚酰胺作为固化剂(乙组分)。
四.具体实施方式
下面将阐述几个实施例以便更加详细地说明本发明。
实施例1
水性环氧树脂的制备：在装有搅拌及控温装置的三口烧瓶中加入100g环氧树脂E-44及20g丙二醇独甲醚溶剂，加热至50℃，加入含18g谷氨酸钠的水溶液60g，继续加热至60℃，在此温度下反应5小时停止。
水性环氧清漆的配制：
(1)将5g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，依次加入3g水、0.6g丙二醇独甲醚和0.2g消泡剂，高速搅拌10分钟，为甲组份。
(2)按配方将称量好的2g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化5分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧清漆的性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) | 耐水性/h(玻璃试片) | 稳定性 |
| 0 | 1 | 50 | 280h漆膜轻微泛白 | 6个月不分层 |
水性环氧防腐涂料的配制：
(1)将10g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，加入8g水和1.6g丙二醇独甲醚，充分搅拌至混合均匀。
(2)将13g铝镁锌合金粉体沿搅拌缸的缸壁缓缓加入进行充分搅拌分散，加入0.5g消泡剂和0.6g有机蒙脱土，高速搅拌10分钟，为甲组份。
(3)按配方将称量好的4g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化30分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧防腐涂层的机械性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) |
| 1 | 1 | 45 |
涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所测的交流阻抗参数值如下：
| 盐水浸泡电位V | 涂层电阻/Ω.cm2 | 涂层电容/PF.cm-2 |
| -0.83 | 1.03E+07 | 2.25E-09 |
实施例2
水性环氧树脂的制备：在装有搅拌及控温装置的三口烧瓶中加入100g环氧树脂E-44及20g丙二醇独甲醚溶剂，加热至50℃，加入含25g谷氨酸钠的水溶液85g，继续加热至60℃，在此温度下反应5小时停止。
水性环氧清漆的配制：
(1)将5g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，依次加入4g水、0.8g丙二醇独甲醚和0.3g消泡剂，高速搅拌5分钟，为甲组份。
(2)按配方将称量好的2g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化20分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧清漆的性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) | 耐水性/h(玻璃试片) | 稳定性 |
| 1 | 0 | 50 | 320h漆膜无明显变化 | 8个月不分层 |
水性环氧防腐涂料的配制：
(1)将10g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，加入10g水和2g丙二醇独甲醚，充分搅拌至混合均匀。
(2)将15g铝镁锌合金粉体沿搅拌缸的缸壁缓缓加入进行充分搅拌分散，加入0.3g消泡剂和有机蒙脱土1g，高速搅拌10分钟，为甲组份。
(3)按配方将称量好的4g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化30分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧防腐涂层的机械性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) |
| 1 | 0 | 50 |
涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所测的交流阻抗参数值如下：
| 盐水浸泡电位V | 涂层电阻/Ω.cm2 | 涂层电容/PF.cm-2 |
| -0.87 | 1.15E+07 | 1.98E-09 |
实施例3
水性环氧树脂的制备：在装有搅拌及控温装置的三口烧瓶中加入100g环氧树脂E-44及20g丙二醇独丁醚溶剂，加热至50℃，加入含35g谷氨酸钠的水溶液100g，继续加热至60℃，在此温度下反应5小时停止。
水性环氧清漆的配制：
(1)将5g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，依次加入5g水、1g丙二醇独丁醚和0.3g消泡剂，高速搅拌5分钟，为甲组份。
(2)按配方将称量好的2g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化20分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧清漆的性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) | 耐水性/h(玻璃试片) | 稳定性 |
| 1 | 1 | 50 | 296h漆膜出现小泡 | 6个月轻微分层 |
水性环氧防腐涂料的配制：
(1)将10g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，加入12g水和2g丙二醇独丁醚，充分搅拌至混合均匀。
(2)将18g铝镁锌合金粉体沿搅拌缸的缸壁缓缓加入进行充分搅拌分散，加入0.5g消泡剂和1g有机蒙脱土，高速搅拌10分钟，为甲组份。
(3)按配方将称量好的4g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化30分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧防腐涂层的机械性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) |
| 1 | 1 | 40 |
涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所测的交流阻抗参数值如下：
| 盐水浸泡电位V | 涂层电阻/Ω.cm2 | 涂层电容/PF.cm-2 |
| -0.79 | 7.52E+06 | 1.35E-09 |
实施例4
水性环氧树脂的制备：在装有搅拌及控温装置的三口烧瓶中加入100g环氧树脂E-51及20g丙二醇独丁醚溶剂，加热至50℃，加入含16g天冬氨酸钠的水溶液60g，继续加热至60℃，在此温度下反应5小时停止。
水性环氧清漆的配制：
(1)将5g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，依次加入3g水、0.6g丙二醇独丁醚和0.3g消泡剂，高速搅拌5分钟，为甲组份。
(2)按配方将称量好的2g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化20分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
清漆的性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) | 耐水性/h(玻璃试片) | 贮存稳定性 |
| 1 | 1 | 45 | 208h漆膜轻微泛白 | 5个月轻微分层 |
水性环氧防腐涂料的配制：
(1)将10g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，加入8g水和1.6g丙二醇独丁醚，充分搅拌至混合均匀。
(2)将13g铝镁锌合金粉体沿搅拌缸的缸壁缓缓加入进行充分搅拌分散，加入0.5g消泡剂和0.6g有机蒙脱土，高速搅拌10分钟，为甲组份。
(3)按配方将称量好的4g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化30分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧防腐涂层的机械性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) |
| 2 | 1 | 35 |
涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所测的交流阻抗参数值如下：
| 盐水浸泡电位V | 涂层电阻/Ω.cm2 | 涂层电容/PF.cm-2 |
| -0.77 | 7.03E+06 | 5.83E-08 |
实施例5
水性环氧树脂的制备：在装有搅拌及控温装置的三口烧瓶中加入100g环氧树脂E-51及20g丙二醇独甲醚溶剂，加热至50℃，加入含23g天冬氨酸钠的水溶液80g，继续加热至60℃，在此温度下反应5小时停止。
水性环氧清漆的配制：
(1)将5g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，依次加入4g水、0.8g丙二醇独甲醚和0.2g消泡剂，高速搅拌5分钟，为甲组份。
(2)按配方将称量好的2g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化20分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧清漆的性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) | 耐水性/h(玻璃试片) | 贮存稳定性 |
| 1 | 0 | 50 | 232h漆膜无明显变化 | 6个月不分层 |
水性环氧防腐涂料的配制：
(1)将10g改性环氧树脂加入搪瓷搅拌缸内，加入10g水和2g丙二醇独甲醚，充分搅拌至混合均匀。
(2)将15g铝镁锌合金粉体沿搅拌缸的缸壁缓缓加入进行充分搅拌分散，加入0.5g消泡剂和1g有机蒙脱土，高速搅拌10分钟，为甲组份。
(3)按配方将称量好的4g乙组份改性聚酰胺加入甲组份中，充分搅拌至混合均匀，熟化30分钟后进行涂装，已加固化剂的漆样应在2小时内用完。
水性环氧防腐涂层的机械性能测试如下：
| 柔韧性/mm(GB1731-93) | 附着力/级(GB1720-79) | 冲击强度/kg.cm(GB1732-93) |
| 1 | 1 | 45 |
涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所测的交流阻抗参数值如下：
| 盐水浸泡电位V | 涂层电阻/Ω.cm2 | 涂层电容/PF.cm-2 |
| -0.85 | 1.07E+07 | 1.58E-09 |
Claims (6)
1.一种氨基酸盐改性环氧树脂，它是由低分子量液态环氧树脂与氨基酸盐按照1∶0.5～2的摩尔比反应制得。
2.一种水性环氧防腐涂料，它是由权利要求1所述的氨基酸盐改性环氧树脂与铝镁锌合金颜料、水、辅助溶剂和助剂等复配而成，固化剂采取分样包装。
3.根据权利要求1所述的氨基酸盐为谷氨酸钠或天冬氨酸钠。
4.根据权利要求2所述的镁铝锌合金颜料化学组成为：质量分数W(Zn)＝30％，W(Mg)＝30％，其它≤0.05％，铝为余量，粒径为20～50um。
5.根据权利要求2所述的辅助溶剂为丙二醇独甲醚或丙二醇独丁醚，助剂为消泡剂和有机蒙脱土。
6.根据权利要求2所述的固化剂为亲水的低分子量改性聚酰胺。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2005100597992A CN1847282A (zh) | 2005-04-04 | 2005-04-04 | 氨基酸盐改性环氧树脂与水性环氧防腐涂料的制备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNA2005100597992A CN1847282A (zh) | 2005-04-04 | 2005-04-04 | 氨基酸盐改性环氧树脂与水性环氧防腐涂料的制备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1847282A true CN1847282A (zh) | 2006-10-18 |
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ID=37077045
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| CNA2005100597992A Pending CN1847282A (zh) | 2005-04-04 | 2005-04-04 | 氨基酸盐改性环氧树脂与水性环氧防腐涂料的制备 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN1847282A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104311795A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-28 | 常州大学 | 一种氨基酸改性自乳化水性环氧树脂的制备方法 |
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| CN107778455A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-09 | 常州大学 | 一种氨基酸改性自乳化环氧树脂的制备方法 |
-
2005
- 2005-04-04 CN CNA2005100597992A patent/CN1847282A/zh active Pending
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