CN103045050A

CN103045050A - 一种用于金属管道的防锈涂料

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Publication number: CN103045050A
Application number: CN201310018353XA
Authority: CN
Inventors: 杨明君; 张卫宝; 陈天宇
Original assignee: ZHEJIANG UVCHEM SPECIAL COATINGS CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG UVCHEM SPECIAL COATINGS CO Ltd
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2033-01-17
Also published as: CN103045050B

Abstract

本发明公开了一种用于金属管道的防锈涂料，以重量百分比计，该防锈涂料包括：环氧树脂：25-50％，环氧丙烯酸酯：10-20％，活性稀释剂：35-60％，光引发剂：3-6％，附着力促进剂：1-5％，流平剂：0.5-1.5％。本发明的涂料通过利用阳离子-自由基混杂固化，很好地解决了附着力与防腐性难以平衡的问题，同时，添加的环氧丙烯酸酯提高了体系的固化速度。该涂料不含有易挥发有机溶剂，是一种完全绿色环保型涂料。

Description

一种用于金属管道的防锈涂料

技术领域

本发明属于一种管道防锈涂料，具体涉及一种用于石油管道的低碳环保无VOC的紫外光固化的防锈涂料。

背景技术

随着石油化学工业的发展，对输油、输气、供排水及污水回注管线等金属管道的需求量日益增长。这些被输送的油、气、水介质中通常含有大量H₂S、CO₂、O₂及酸、碱、盐等物质，会引起严重的管道腐蚀，由此引起漏油、漏气、漏水等事故，直接影响着生产的进行，并给国民经济带来巨大损失，因此，解决管道腐蚀的问题势在必行。

在各种防腐措施中，用环氧粉末涂料作为管道防腐涂层，目前被认为是行之有效的方法。但粉末涂料的生产和涂装过程均需要专用设备，占地面积比较大，同时粉末涂料不适用于薄涂，只适用于厚涂，而且粉末涂料固化时间长，能耗高的这些缺陷不适合现代的高速生产线发展趋势。

随着世界经济的快速发展和人们生活品质的不断提高，保护环境和节约能源越来越受到重视，加快开发不用或少用有机溶剂的涂料(也就是开发“环境友好型涂料”)已成为世界各国的共识。紫外光固化涂料具有“5E”特点：Efficient(高效)，、Enabling(适应性广)、Economical(经济)、EnergySaving(节能)、Environmental Friendly(环境友好)，符合当今世界各国对减碳、环保、节能的要求，被誉为“21世纪绿色技术”。我国从20世纪80年代起，已在光纤、阻焊剂等方面研发了紫外光固化涂料，但应用于金属管道防腐的紫外光固化涂料并不多。

公开号为CN 101845271B的中国专利公开了一种无缝钢管用紫外光固化涂料的制备方法，利用丙烯酸酯化聚氨酯低聚物、多元醇改性丙烯酸酯聚氨酯组合为主体树脂，与双酚A环氧丙烯酸树脂、有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯充分搅拌，在60℃下反应4h后，再与稀释单体、引发剂和热稳定剂混合得到该涂料。该产品在钢管上具有较好的附着力及柔韧性，但由于体系中存在低表面张力的有机硅烷，影响漆膜的重涂性，同时也存在产品制备繁琐及成本高等缺点。

公开号为CN 102634268A中国专利申请公开了一种UV无溶剂钢管涂料及制备方法，涂料主要组成包括聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯单体、光引发剂、助剂等，该涂料加热至50-60℃下可喷涂，而且喷涂完即可马上进行UV固化，可以较好的防护钢管表面腐蚀。但该产品的柔韧性不够好，会使固化好的钢管在运输打包过程中，由于钢管间的碰撞而掉漆，进而影响漆膜的防腐性，同时也存在粘度高的缺点。

用于钢管防腐的紫外光固化涂料必须具备下列基本特征：(1)良好的附着力和机械强度，(2)较小的涂层透气性和渗水性，(3)良好的耐腐蚀性。一般认为提高涂层的致密性可以较好地改善漆膜的防腐性，通过提高体系的交联密度，可增加涂层的致密性。但对于自由基固化体系，交联密度的提高必然会引起漆膜较大的体积收缩，从而影响附着力。虽然阳离子固化体系具有低收缩性，即在增加体系交联密度时，产生的体积收缩增加会比较小，对附着的影响比较小，能很好的平衡附着力与防腐性，但是阳离子固化会存在固化速度慢的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于金属管道的防锈涂料，该防锈涂料能够采用紫外光固化，固化速度快，并且同时具有较好的附着力和防腐性能。

一种用于金属管道的防锈涂料，以重量百分比计，原料组成为：

所述的光引发剂为阳离子型光引发剂和自由基型光引发剂的混合物。

本发明中，所述的光引发剂可以使所述的环氧树脂发生UV固化。在对所述环氧树脂进行UV固化时，采用了自由基-阳离子混杂固化体系，一方面提高了固化后的体系的交联密度，使制得的涂层的致密性增加，防腐性能大大提高，另一方面，固化后的体系具有较低的收缩率，对附着的影响比较小，具有较好的附着性能，因此，该固化体系能很好地平衡附着力与防腐性能。同时，所述的环氧丙烯酸酯树脂具有固化速度快的特点，可以提高整个体系的固化速度。

作为优选，以重量百分比计，原料组成为：

本发明所述环氧树脂为脂环族环氧树脂，双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂中的一种或几种。优选低粘度的环氧树脂，以提高防锈涂料的流变性能。优选的，所述的双酚A环氧树脂为台湾南亚NPEL127，NPEL128或陶氏化学的DER330，DER332，DER383；所述的双酚F环氧树脂为台湾南亚NPEL170，陶氏化学的DER354或国都化工的YDF-165，YDF170等；所述的脂环族环氧树脂为锦瑞SE06，SE21。

所述的环氧丙烯酸酯树脂由环氧树脂和(甲基)丙烯酸酯化制得，并且含有极性基团，加入环氧丙烯酸酯树脂可以改善防锈涂料的固化速度和附着性能。所述的环氧丙烯酸酯优选为双酚A环氧丙烯酸酯，酚醛环氧丙烯酸酯和环氧化油丙烯酸酯中的一种或几种。所述的环氧丙烯酸酯工业化产品牌号包括沙多玛牌号为CN116，CNUVE151等，氰特特种表面技术公司牌号为3701，3703等，中山科田电子材料有限公司的4220，4240，4261等。

所述的活性稀释剂优选为丙烯酸羟乙酯(HEA)，丙烯酸羟丙酯(HPA)，甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，甲基丙烯酸羟丙酯(HEPA)，丙烯酸异冰片酯(IBOA)，甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)，二丙二醇类二丙烯酸酯(DPGDA)，三丙二醇类二丙烯酸酯(TPGDA)，1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)，丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯(PO2NPGDA)，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(EO)TA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)中的一种或几种，这些活性稀释剂的加入可以提高所述的防锈涂料的适应期，并能提高所述防锈涂料所形成的涂层的韧性。

所述的阳离子型光引发剂和自由基型光引发剂的重量比优选为1：0.5～1，当所述的阳离子型光引发剂的比例过大的时候，会降低所述防锈涂料的固化速度以及交联密度，进而降低涂层防腐性能；当所述的自由基型光引发剂的比例过大的时候，会导致所述防锈涂料的附着力降低。

从成本的方面考虑，所述的阳离子型光引发剂优选为二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟锑酸盐(6976)和/或二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐(6992)；

所述的自由基型光引发剂优选为二苯甲酮(BP)，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)，1-羟基环己基苯酮(184)，2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷(TPO)，双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷(819)和2，2-二甲氧基-苯基乙酮(651)中的至少一种。

为了提高涂膜对钢管基材的附着力，需要加入附着力促进剂。所述的附着力促进剂优选为磷酸酯类附着力促进剂和改性酸酯类附着力促进剂中的一种或几种；

所述磷酸酯类附着力促进剂优选为(甲基)丙烯酸磷酸单酯和(甲基)丙烯酸磷酸双酯中的至少一种；

所述改性酸酯类附着力促进剂为优选为单官能，双官能和三官能酸酯中的至少一种。

所述的附着力促进剂工业化产品牌号可选自沙多玛的SR9008，SR9009，CD9050，CD9051，优西比公司的EB111，EB112，EB1039，EB168，EB170；科宁公司的4703等。

所述的流平剂可以使得到的涂层平整、光滑、均匀，能够进一步提高得到的涂层的防腐性能，优选为聚丙烯酸酯，有机硅树脂和氟表面活性剂中的至少一种，例如BYK-306，BYK-373，BYK-371，BYK-333等。

所述的防锈涂料的制备方法如下：先将上述重量百分比的环氧树脂、环氧丙烯酸酯、活性稀释剂、附着力促进剂加入容器中，充分搅拌，再加入上述重量百分比的光引发剂和流平剂，避光充分搅拌即得一种低碳环保无VOC的紫外光固化石油管道防锈涂料。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)利用阳离子固化的低体积收缩，对金属附着力好的优点，并结合环氧树脂优异的防腐性和耐化学品性，很好地解决了紫外光固化防腐涂料的附着力与防腐性难以平衡的问题；

(2)与环氧丙烯酸酯进行混杂固化，可使产品具有较好附着力和防腐性外，也具有较快的固化速度，可有效提高生产效率；

(3)本产品不含任何有机溶剂，无挥发性有机化合物(VOC)排放，不含Pb、Cr、Zn等元素，在生产和使用过程中不存在环境污染，是一种高效、绿色环保型涂料。

具体实施方式

实施例1～3

涂料的制备：按表1中所示的重量份数向容器中加入环氧树脂、环氧丙烯酸酯、活性稀释剂和附着力促进剂，充分搅拌后，再加入表1所示重量份数的光引发剂和流平剂，避光充分搅拌均匀后，得到用于金属管道的防腐涂料。

表1实施例1～3用于制备防腐涂料的各组分用量

将实施例1～3制得的防腐涂料在30～40℃时喷涂在石油管道上，经600～700mJ/cm²的紫外光固化，即可得到防腐涂层。性能测试结果如表2所示。

表2实施例1～3制得的防腐涂料的性能测试结果

表2中可以看出本发明防锈涂料具有附着力好、耐候性强等优点。

Claims

1.一种用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，以重量百分比计，原料组成为：

2.根据权利要求1所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，以重量百分比计，原料组成为：

3.根据权利要求1或2所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，所述的环氧树脂为脂环族环氧树脂，双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，所述的环氧丙烯酸酯为双酚A环氧丙烯酸酯，酚醛环氧丙烯酸酯和环氧化油丙烯酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂为丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟丙酯，丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸异冰片酯，二丙二醇类二丙烯酸酯，三丙二醇类二丙烯酸酯，1，6-己二醇二丙烯酸酯，新戊二醇二丙烯酸酯，丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，所述的阳离子型光引发剂和自由基型光引发剂的重量比为1∶0.5～1。

7.根据权利要求6所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，所述的阳离子型光引发剂为二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟锑酸盐和二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐中的至少一种；

所述的自由基型光引发剂为二苯甲酮，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，1-羟基环己基苯酮，2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷，双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷和2，2-二甲氧基-苯基乙酮中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，所述的附着力促进剂选自磷酸酯类附着力促进剂和改性酸酯类附着力促进剂中的一种或几种；

所述磷酸酯类附着力促进剂为(甲基)丙烯酸磷酸单酯和(甲基)丙烯酸磷酸双酯中的至少一种；

所述改性酸酯类附着力促进剂为单官能，双官能和三官能酸酯中的至少一种。

9.根据权利要求1或2所述的用于金属管道的防锈涂料，其特征在于，所述的流平剂为聚丙烯酸酯，有机硅树脂和氟表面活性剂中的至少一种。