CN101284969A

CN101284969A - 无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料及其制造工艺

Info

Publication number: CN101284969A
Application number: CNA2007100543262A
Authority: CN
Inventors: 蔡云露; 方大庆; 吴诤
Original assignee: XIAMEN SHUANGRUI SHIPBUILDING PAINT CO Ltd
Current assignee: XIAMEN SHUANGRUI SHIPBUILDING PAINT CO Ltd
Priority date: 2007-04-14
Filing date: 2007-04-14
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2027-04-14
Also published as: CN101284969B

Abstract

一种无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料及其制造工艺，涉及防腐材料技术领域，其包括甲、乙两种组份：甲组份：20～50质量单位的环氧树脂、10～15质量单位的活性稀释剂，0.5～2质量单位的流变助剂，0.5～2质量单位的消泡剂，0.5～2质量单位的流平剂，1～3质量单位的润湿分散剂，0.5～2质量单位的气相二氧化硅以及36～55质量单位的矿物填充料；乙组份：15～20质量单位的胺类固化剂，25～30质量单位的煤焦油，0.5～2质量单位的消泡剂，0.3～2质量单位的流平剂，0.5～2质量单位的润湿分散剂，0.7～2质量单位的气相二氧化硅以及45～55质量单位的矿物填充料。

Description

无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料及其制造工艺

技术领域

本发明涉及防腐材料技术领域，尤其是一种适用于钢筋混凝土管道、水下地下钢质管道、船舶、码头、桥梁、海洋工程领域的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料及其制造工艺。

背景技术

溶剂型环氧煤焦沥青漆，在20世纪60年代末70年代初就已投放市场，由于其性价比高，凡在水下地下钢结构工程，几乎都采用这种涂料保护，至今仍在使用；经30多年的实际使用表明，溶剂型环氧煤焦沥青漆其涂装厚度在600～800um之间，并与外加电流阴极保护相配合，在用于海洋钢结构工程时，其防腐效果可达10～15年之久；用于埋地钢质管道，保护效果可达20年以上。现有环氧煤焦沥青漆存在的主要技术问题是，一是含有溶剂，污染环境，浪费能源；二是保护涂层由于溶剂的挥发产生针孔，所以其防腐效果，耐化学稳定性，绝缘性以及附着力，耐磨性，抗冲击等性能均因此降低；三是一次涂装薄(80～120um)，干燥时间长(表干4h，实干18～24h，完全固化4～7d)，从而导致施工时间长，工作效率低，劳动强度大。

发明内容

针对现有溶剂型环氧煤焦油重防腐蚀涂料的上述缺点，本发明提供了一种触变性强并可在混凝土初凝和湿态的状况下涂装的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料及其制造工艺，该无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料不仅大大提高了施工效率和质量，缩短了施工周期，降低了劳动强度，且加工制造该涂料仅需一台高速分散机即可，免去了生产传统涂料的球磨工序，简化了工艺流程，提高了生产工效等优点。

本发明的技术方案如下所述：

一种无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料，其包括甲、乙两种组份：

甲组份包括：20～50质量单位的环氧树脂、10～15质量单位的活性稀释剂，0.5～2质量单位的流变助剂，0.5～2质量单位的消泡剂，0.5～2质量单位的流平剂，1～3质量单位的润湿分散剂，0.5～2质量单位的气相二氧化硅以及36～55质量单位的矿物填充料；

乙组份包括：15～20质量单位的胺类固化剂，25～30质量单位的煤焦油，0.5～2质量单位的消泡剂，0.3～2质量单位的流平剂，0.5～2质量单位的润湿分散剂，0.7～2质量单位的气相二氧化硅以及45～55质量单位的矿物填充料。

制造所述无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料的工艺，其中，甲组份的制造工艺为：先将环氧树脂、活性稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂放入高速分散机中搅拌均匀，再加入气相二氧化硅和流变助剂继续搅拌至混合均匀；接着，加入矿物填充料后进行高速分散，再进行低速搅拌，然后，检验其粘度；若粘度不合格，继续低速搅拌，直到粘度被检验合格；若粘度合格，过滤后即成甲组份成品。

制造所述无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料的工艺，其中，乙组份的制造工艺为：先将煤焦油、消泡剂、流平剂、润湿分散剂放入高速分散机中搅拌均匀，再加入气相二氧化硅继续搅拌至混合均匀；接着，放入矿物填充料后进行高速分散，再放入胺类固化剂后进行低速搅拌；然后检测混合物的粘度，若粘度不合格，继续进行低速搅拌，直到粘度被检验合格；若粘度合格，过滤后即成乙组份成品。

喷涂所述无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料的方法，其中，将体积相同的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料的甲、乙组份分别装入双组份高压无气喷涂机的相应喷腔中进行喷涂。

本发明采用上述技术方案后将达到如下的积极效果：

本发明所提供的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料不含溶剂，是一种环境友好型、资源节约型的环保涂料，不会产生溶剂挥发针孔，从而提高了涂层的防腐性、耐化学药品性和绝缘性；其采用了矿物填充料，提高了涂层的坚韧度、耐磨性和抗冲击性，并解决了厚膜化的问题；采用胺类固化剂，固化速度快，可在混凝土管道湿态时进行涂装，并免去了浇水护养的工序。涂装时，采用双组份高压无气喷涂工艺，大大提高了施工效率和质量，缩短了施工周期，降低了劳动强度。加工制造该涂料仅需一台高速分散机即可，免去了生产传统涂料的球磨工序，简化了工艺流程，提高了生产工效。

附图说明

图1为制造无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料中甲组份的工艺流程图；

图2为制造无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料中乙组份的工艺流程图；

图3为涂装无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料涂层的钢筋混凝土基材剖视图。

具体实施方式

实施例1：

一种无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料，包括甲乙两种组份，其中，甲组份包括：35质量单位的低分子环氧树脂、10质量单位的活性稀释剂，0.5质量单位的流变助剂，0.5质量单位的消泡剂，0.5质量单位的流平剂，1质量单位的润湿分散剂，0.5质量单位的气相二氧化硅以及52质量单位的矿物填充料；

乙组份包括：20质量单位的胺类固化剂，30质量单位的煤焦油，0.5质量单位的消泡剂，0.3质量单位的流平剂，0.5质量单位的润湿分散剂，0.7质量单位的气相二氧化硅以及48质量单位的矿物填充料。

实施例2：

一种无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料，包括甲乙两种组份，其中，甲组份包括：36质量单位的低分子环氧树脂、13质量单位的活性稀释剂，1.2质量单位的流变助剂，1.1质量单位的消泡剂，1.1质量单位的流平剂，1.5质量单位的润湿分散剂，1.1质量单位的气相二氧化硅以及45质量单位的矿物填充料；

乙组份包括：18质量单位的胺类固化剂，28质量单位的煤焦油，1.3质量单位的消泡剂，1.2质量单位的流平剂，1.2质量单位的润湿分散剂，1.3质量单位的气相二氧化硅以及49质量单位的矿物填充料。

实施例3：

一种无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料，包括甲乙两种组份，其中，甲组份包括：40质量单位的低分子环氧树脂、12质量单位的活性稀释剂，2质量单位的流变助剂，2质量单位的消泡剂，2质量单位的流平剂，3质量单位的润湿分散剂，2质量单位的气相二氧化硅以及37质量单位的矿物填充料；

乙组份包括：20质量单位的胺类固化剂，30质量单位的煤焦油，2质量单位的消泡剂，2质量单位的流平剂，2质量单位的润湿分散剂，2质量单位的气相二氧化硅以及42质量单位的矿物填充料。

其中，实施例1、2、3中所述的矿物填充料采用硅氧键类矿物填充料，胺类固化剂采用曼尼斯碱固化剂。

加工制造无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料的工艺如下所述：

甲组份的制造工艺流程如图1所示：先将相应质量单位的环氧树脂、活性稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂放入高速分散机中搅拌均匀，接着加入气相二氧化硅和流变助剂继续搅拌至混合均匀，然后加入硅氧键类矿物填充料高速分散30～40分钟，再进行不超过10分钟的低速搅拌后检验其粘度，其中甲组份的粘度需要达到10000～20000cp(25℃±1℃范围内)，若粘度不合格，则继续进行低速搅拌，直到粘度被检测合格；粘度合格后，用100目的尼龙网滤去较大颗粒物即成甲组份成品。

乙组份的制造工艺流程如图2所示：先将煤焦油、消泡剂、流平剂、润湿分散剂放入高速分散机中搅拌均匀，再加入气相二氧化硅继续搅拌至均匀，接着放入硅氧键类矿物填充料后高速分散30～40分钟，再放入曼尼斯碱固化剂进行不超过10分钟的低速搅拌，然后检测混合物的粘度，其中，乙组份的粘度需要达到30000～40000cp(25℃±1℃范围内)，若经检测粘度不合格，继续进行低速搅拌，直到粘度被检测合格；粘度经检测合格后，用100目的过滤网滤去较大颗粒物即成乙组份成品。

喷涂所述无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料时，只需将体积相同的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料甲组份、乙组份分别装入双组份高压无气喷涂机的相应喷腔中，利用该喷涂机直接进行喷涂，推荐涂装一道。

图3所示为在钢筋混凝土基材1表面上涂装有一道无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料涂层2的剖视图。

本发明涂料中不含溶剂，克服了现有溶剂型环氧煤焦沥青漆污染环境，浪费能源，给涂膜造成针孔的弊病，从而提高了涂层对各种腐蚀介质的隔绝性、对杂散电流的绝缘性及耐化学稳定性，加之采用的硅氧键类矿物填充料具有很强的耐磨性、抗冲击性和耐压性，从而更增强了涂料的机械强度；所述的硅氧键类矿物填充料带有硅醇基，具有氢键作用，呈三维立体网状结构，其表面带有静电力，更加强了矿物填充料之间的触变效果，从而使涂料厚膜化问题得到解决，经试验表明，一次涂装本发明涂料的涂膜厚度可达1000um以上不流挂。

为解决传统涂料固化速度慢的问题，本发明涂料采用了能起自催化作用的胺类固化剂(如实施例中采用的曼尼斯碱固化剂)，这种胺类固化剂的氮原子上带有负电性，属亲核试剂，在与环氧树脂起化学反应时，带有负电性的亲核试剂攻击环氧环中带正电性的电子云密度较低的碳原子，引起C-O键断裂，使环氧键开环聚合，从而使涂料固化；另外，这种胺类固化剂本身还带有负电性的羟基，所以更加强了对环氧环中带正电性碳原子的攻击力，更加速了环氧基的开环反应，从而加速了涂料的固化速率；加之本涂料为无溶剂涂料，消除了溶剂型涂料中溶剂的空间位阻效应，还由于双组份高压无气喷涂机本身带有自动加热***，所以更加速了涂料的固化速度，从而解决了涂料的速固化问题。

对于钢筋混凝土管道在初凝和湿态情况下的涂装问题，首先，本发明的涂料没有溶剂挥发，不会影响水泥水化作用，其次，涂料中的环氧树脂与固化剂起化学反应后产生了大量羟基，羟基是亲水性基团，所以尽管混凝土管表面处于初凝潮湿状态，涂料仍然能够附着于混凝土表面；混凝土中配制水的量恰好是水泥水化所需要的量，没有多余的水，所以不会产生破坏性的蒸气压，即使产生少量的蒸气，其压力也小于涂层与混凝土之间的附着力，所以不会影响涂层的附着力；再次，涂料在混凝土初凝和湿态情况下直接涂装，使混凝土中的水份被涂层包覆而封闭在内部，供水泥充分水化而无损失，从而起到了护养作用而无需浇水护养。

本涂料涂装时采用双组份高压无气喷涂机喷涂，该喷涂工艺要求涂料除了能厚膜化外，还需高粘度，本发明涂料通过颜基比的调节，使涂料达到高粘度(在25℃±1℃温度下，甲组份的粘度达到10000～20000cp，乙组份的粘度达到30000～40000cp)，从而满足了使用要求。采用双组份高压无气喷涂工艺，可以大大提高施工效率和涂装质量、降低劳动强度，并节约能源。

经试验，本发明的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料达到了如下指标：

本发明涂料的固体含量≥95％，达到了国家技术标准中要求的GB/T1725标准；在25℃±1℃温度下的粘度，甲组份在10000～20000cp范围内，乙组份在30000～40000cp范围内，达到了ASTM D2196标准；其密度在1.3～1.5g/ml范围内，达到了GB/T6750标准；其适用期≤30分钟；涂膜干燥时间，表干≤2.5小时，实干≤8小时，达到GB/T1728标准；硬度≥3H，达到GB/T6739标准；附着力≥1.5Mpa，达到ASTM D4541 B标准；抗冲击力≥20Kg·cm，达到ASTMG14标准；其耐磨性(750g，1000r)，失重≤0.1g，达到GB/T1768标准；耐盐雾4000小时，达到了GB/T 1771规定的标准；在3％的盐水中浸泡90天、10％的NaOH碱液中浸泡30天、10％的H₂SO₄酸液中浸泡30天，均达到了GB/T 1763标准中不开裂、不起泡、不脱落的技术要求；其介电强度≥25MV/m，体积电阻率≥4×10¹²Ω·m，均满足了SY/T 0447标准中的技术要求；其30天(30d)的氯离子渗透系数≤5×10^-3mg/cm²·d，达到JTJ275标准的要求。另外，其储存期达到12个月。

在实际应用中，其在南水北调工程北京段PCCP管防腐工程实际施工中满足了防腐、厚膜化、速固化及在混凝土湿态状况下涂装等各项要求。

综上，本发明涂料涂装后的涂层坚韧耐磨，附着力抗冲击性能强，对地下水、酸、碱、盐、二氧化碳、氯离子、硫酸盐还原菌具有优异的防腐性，对杂散电流具有极高的绝缘性，对各种化学介质具有极高的稳定性，能够长期有效地保护底层基材；在实际施工过程中，一次涂装厚度可达1000um不流挂，并能迅速固化，在25℃环境条件下，表干1.5h，实干6h，12h可以搬运吊装；可在混凝土初凝和湿态的状况下涂装，不影响水泥水化作用和涂层附着力，并对混凝土起护养作用，免去了浇水护养工序，由上，本发明为钢筋混凝土防腐工程以及钢结构件防腐工程提供了优质的涂料；结合双组份高压无气喷涂工艺，施工效率高并能获得优质涂层。

Claims

1、一种无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料，其特征在于；其包括甲、乙两种组份：

2、如权利要求1所述的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料的制造工艺，其特征在于；

甲组份的制造工艺

先将环氧树脂、活性稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂放入高速分散机中搅拌均匀，再加入气相二氧化硅和流变助剂继续搅拌至混合均匀；接着，加入矿物填充料后进行高速分散，再进行低速搅拌，然后，检验其粘度；若粘度不合格，继续低速搅拌，直到粘度被检验合格；若粘度合格，过滤后即成甲组份成品；

乙组份的制造工艺

先将煤焦油、消泡剂、流平剂、润湿分散剂放入高速分散机中搅拌均匀，再加入气相二氧化硅继续搅拌至混合均匀；接着，放入矿物填充料后进行高速分散，再放入胺类固化剂后进行低速搅拌；然后检测混合物的粘度，若粘度不合格，继续进行低速搅拌，直到粘度被检验合格；若粘度合格，过滤后即成乙组份成品。

3、如权利要求1、2所述的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料及其制造工艺，其特征在于；将体积相同的无溶剂环氧煤焦油重防腐蚀涂料甲组份、乙组份分别装入双组份高压无气喷涂机的相应喷腔中进行喷涂。