CN103992725A - 一种饮水舱涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种饮水舱涂料及其制备方法，该涂料由甲组分和乙组分混合而成，其中按重量份计，甲组分的组成为：环氧树脂35-42份，超细白炭黑2-3份，沉淀硫酸钡6-15份，立德粉10-15份，锐钛型钛白粉20-25份，二甲苯5-8份，异丁醇3-5份，DBE高沸点溶剂3-6份，消泡剂0.1-0.5份，润湿分散剂0.5-0.8份，防沉剂1-2份，附着力促进剂1-3份，流平剂0.3-0.5份；乙组分的组成为：聚酰胺70-80份，二甲苯20-30份；该涂料选用环氧树脂与聚酰胺固化剂配合主要成膜物，配方体系含聚合功能性材料疏水性气相二氧化硅超细白碳黑，增加涂层的自洁性、致密性、强度、韧性、延展性、涂层硬度、抗耐磨性、耐污性、耐化学腐蚀性底漆面漆合一性，是一种无毒自洁高耐磨环氧饮水舱涂料。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种饮水舱涂料及其制备方法。
背景技术
目前船舶饮用水贮罐及市政自来水输送管道以碳钢为主，而碳钢贮罐或管道内壁外壁需涂覆防腐涂层，现在内壁通用防腐涂层是无毒环氧涂料，现有产品的技术配方存在着各种不足，如硬度低、耐水冲刷性能差、污渍严重、自洁性差、使用寿命不能满足10年以上长效防腐需求等。通常情况下，要使管道得到较好的保护通常都要刷一至二道底漆，这样不仅造成材料成本和施工费的增加，同时涂层干燥时间也增加，大大降低了施工效率。
发明内容
本发明提供一种底面合一、无毒自洁的应用于饮用水管道、容器内壁的饮水舱涂料及其制备方法，符合国家涉水产品卫生标准要求，该防腐涂料具有5H以上硬度，无毒，抗耐磨，涂层致密性好，无需加涂底漆，通过盐雾试验达800小时以上，具有优良的耐污性、耐水性、耐化学腐蚀性，防腐耐久性可达30年以上，满足现今船舶饮用水贮罐及市政自来水输送管道发展的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种饮水舱涂料，由甲组份和乙组分混合而成，其中按重量份计，甲组分的组成为：环氧树脂35-42份，超细白炭黑2-3份，沉淀硫酸钡6-15份，立德粉10-15份，锐钛型钛白粉20-25份，二甲苯5-8份，异丁醇3-5份，DBE高沸点溶剂3-6份，消泡剂0.1-0.5份，润湿分散剂0.5-0.8份，防沉剂1-2份，附着力促进剂1-3份，流平剂0.3-0.5份；乙组分的组成为：聚酰胺70-80份，二甲苯20-30份。
优选地，甲组分和乙组分以3-4：1的重量比混合使用。
优选地，所述聚酰胺的活泼氢当量为250-270，胺值为170-200mg.KOH/g。
优选地，所述超细白炭黑是疏水性气相二氧化硅。
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，提供优异的附着力、防腐性。
优选地，所述环氧树脂的环氧值ep/100g为0.18-0.22，软化点为64-76℃。
优选地，所述附着力促进剂是γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
一种制备所述的饮水舱涂料的方法，由预先制备好的甲组份和乙组分混合而成，所述甲组份和乙组分的制备分别包括以下步骤：
a．甲组分：
(1) 向分散釜中依次加入环氧树脂、总用量75-85％的二甲苯和异丁醇和DBE高沸点溶剂、防沉剂、附着力促进剂、消泡剂和流平剂，在1000-1200转/分转速条件下分散20-30min至充分溶解；
(2) 向步骤(1)的混合物料中加入立德粉、锐钛型钛白粉、沉淀硫酸钡，在1000-1200转/分的转速条件下分散20-30min后，研磨至细度≤30μm；
(3) 制备超细白炭黑膏：依次加入剩余二甲苯和异丁醇和DBE高沸点溶剂、润湿分散剂、超细白炭黑，在1000-1200转/分转速条件下分散20-30min；
(4) 向步骤(2)的混合物料中加入步骤(3)制得的超细白炭黑膏，在800-1000转/分转速条件下高速分散30-40min；
b．乙组分：
向分散釜中依次加入聚酰胺、二甲苯搅拌混合，搅拌速度为100-200转/分，搅拌时间为15-20min。
沉淀硫酸钡性质稳定，难溶于水、酸、碱并且对人体无毒害作用，医用钡餐主要成分也是硫酸钡。沉淀硫酸钡的引入能增加漆膜的硬度、耐磨、耐化学腐蚀。
颜料之一选用立德粉，其中主要成分为硫化锌、硫酸钡。硫化锌在干燥空气中稳定、不溶于水，适用于溶剂型涂料，能提高漆膜的防水性能。
沉淀硫酸钡和立德粉结合，能增加涂层硬度，具有稳定的耐化学腐蚀性。
颜料之二选用锐钛型钛白粉，主要为无毒的TiO2颜料。
所述超细白炭黑是疏水性气相二氧化硅，分子式SiO2，结构稳定，无毒，可以使环氧树脂涂料的强度、韧性、延展性均大幅度提高。疏水性气相二氧化硅是通过亲水性气相二氧化硅与活性硅烷（例如氯硅烷或六甲基二硅胺烷）发生化学反应而制得。与原本亲水性二氧化硅不同的是，疏水性气相二氧化硅不能被水所湿润。尽管疏水性气相二氧化硅密度大于水的密度，但它们可以浮于水面上。疏水化后，所吸收的水分的量会比原来亲水性气相化硅大幅降低。表面带有聚二甲基硅氧烷的AEROSIL R202和带有辛烷基团的AEROSIL R805的表面具有长链的疏水基团，可以使之有效改善许多液体聚合物体系的流变特性，尤其是在环氧树脂体系内；还能提高强度和延伸率。环氧树脂是基本的树脂材料，把气相二氧化硅添加到环氧树脂中，在结构上完全不同于粗晶二氧化硅（白炭黑等）添加的环氧树脂基复合材料，粗晶SiO2一般作为补强剂加入，它主要分布在高分子材料的链间中，而气相二氧化硅由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面欠氧等特点，使它表现出极强的活性，很容易和环氧环状分子的氧起键合作用，提高了分子间的键力，同时尚有一部分气相二氧化硅颗粒仍然分布在高分子链的空隙中，与粗晶SiO2颗粒相比较，表现出很高的流涟性，从而使气相二氧化硅添加的环氧树脂材料强度、韧性、延展性均大幅度提高。
优选地，所述润湿分散剂为改性硅氧烷类聚合物。
优选地，所述消泡剂为氟化硅酮溶液。
优选地，所述流平剂为聚硅氧烷聚醚共聚物。
优选地，所述附着力促进剂其结构为两端带有可反应官能团。一端可与基材表面的无机物成分反应生成硅醇、另一端能与环氧树脂反应的带有活泼氢的基团。这样附着力促进剂相当于基材与涂料的桥梁，增加两者的结合力，从而使漆膜的附着力提高，耐冲刷性提高。
本发明的有益效果是：本发明选用环氧树脂与聚酰胺固化剂配合主要成膜物，配方体系含聚合功能性材料疏水性气相二氧化硅超细白碳黑，增加涂层的自洁性、致密性、强度、韧性、延展性、涂层硬度、抗耐磨性、耐污性、耐化学腐蚀性底漆面漆合一性，是一种无毒自洁高耐磨环氧饮水仓涂料。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种饮水舱涂料，由甲组份和乙组分混合而成，其中按重量份计，甲组分的组成为：环氧树脂35份，超细白炭黑3份，沉淀硫酸钡15份，立德粉10份，锐钛型钛白粉25份，二甲苯5份，异丁醇3份，DBE高沸点溶剂3份，消泡剂0.1份，润湿分散剂0.5份，防沉剂1份，附着力促进剂1份；乙组分的组成为：聚酰胺70份，二甲苯30份。
甲组分和乙组分以4：1的重量比混合使用。
实施例2
一种饮水舱涂料，由甲组份和乙组分混合而成，其中按重量份计，甲组分的组成为：环氧树脂42份，超细白炭黑2份，沉淀硫酸钡6份，立德粉10份，锐钛型钛白粉20份，二甲苯8份，异丁醇5份，DBE高沸点溶剂6份，消泡剂0.5份，润湿分散剂0.8份，防沉剂2份，附着力促进剂3份；乙组分的组成为：聚酰胺80份，二甲苯20份。
甲组分和乙组分以3：1的重量比混合使用。
实施例3
一种制备所述的饮水舱涂料的方法，由预先制备好的甲组份和乙组分混合而成，所述甲组份和乙组分的制备分别包括以下步骤：
a．甲组分：
(1) 向分散釜中依次加入环氧树脂、总用量75-85％的二甲苯和异丁醇和DBE高沸点溶剂、防沉剂、附着力促进剂、消泡剂和流平剂，在1000-1200转/分转速条件下分散20-30min至充分溶解；
(2) 向步骤(1)的混合物料中加入立德粉、锐钛型钛白粉、沉淀硫酸钡，在1000-1200转/分的转速条件下分散20-30min后，研磨至细度≤30μm；
(3) 制备超细白炭黑膏：依次加入剩余二甲苯和异丁醇和DBE高沸点溶剂、润湿分散剂、超细白炭黑，在1000-1200转/分转速条件下分散20-30min；
(4) 向步骤(2)的混合物料中加入步骤(3)制得的超细白炭黑膏，在800-1000转/分转速条件下高速分散30-40min；
b．乙组分：
向分散釜中依次加入聚酰胺、二甲苯搅拌混合，搅拌速度为100-200转/分，搅拌时间为15-20min。
对上述实施例2制备的涂料按照标准：GB5369-2008《船用饮水舱涂料通用技术条件》附录A进行测试，结果如下表1。
表1 根据GB5369-2008《船用饮水舱涂料通用技术条件》附录A测试结果
。
可见，本发明的饮水舱涂料符合国家涉水产品卫生标准要求，附着力高，耐磨性、耐水性好，通过盐雾试验达800h以上。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以以任何相同或相似手段对本发明作各种变换或修改，这些等价形式同样落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种饮水舱涂料，其特征在于：由甲组份和乙组分混合而成，其中按重量份计，甲组分的组成为：环氧树脂35-42份，超细白炭黑2-3份，沉淀硫酸钡6-15份，立德粉10-15份，锐钛型钛白粉20-25份，二甲苯5-8份，异丁醇3-5份，DBE高沸点溶剂3-6份，消泡剂0.1-0.5份，润湿分散剂0.5-0.8份，防沉剂1-2份，附着力促进剂1-3份，流平剂0.3-0.5份；乙组分的组成为：聚酰胺70-80份，二甲苯20-30份。
2.根据权利要求1所述的饮水舱涂料，其特征在于：甲组分和乙组分以3-4：1的重量比混合使用。
3.根据权利要求1所述的饮水舱涂料，其特征在于：所述聚酰胺的活泼氢当量为250-270，胺值为170-200mg.KOH/g。
4.根据权利要求1所述的饮水舱涂料，其特征在于：所述超细白炭黑是疏水性气相二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的饮水舱涂料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
6.根据权利要求5所述的饮水舱涂料，其特征在于：所述双酚A型环氧树脂的环氧值ep/100g为0.18-0.22，软化点为64-76℃。
7.根据权利要求1所述的饮水舱涂料，其特征在于：所述附着力促进剂是γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
8.一种制备权利要求1所述的饮水舱涂料的方法，其特征在于：由预先制备好的甲组份和乙组分混合而成，所述甲组份和乙组分的制备分别包括以下步骤：
a．甲组分：
(1) 向分散釜中依次加入环氧树脂、总用量75-85％的二甲苯和异丁醇和DBE高沸点溶剂、防沉剂、附着力促进剂、消泡剂和流平剂，在1000-1200转/分转速条件下分散20-30min至充分溶解；
(2) 向步骤(1)的混合物料中加入立德粉、锐钛型钛白粉、沉淀硫酸钡，在1000-1200转/分的转速条件下分散20-30min后，研磨至细度≤30μm；
(3) 制备超细白炭黑膏：依次加入剩余二甲苯和异丁醇和DBE高沸点溶剂、润湿分散剂、超细白炭黑，在1000-1200转/分转速条件下分散20-30min；
(4) 向步骤(2)的混合物料中加入步骤(3)制得的超细白炭黑膏，在800-1000转/分转速条件下高速分散30-40min；
b．乙组分：
向分散釜中依次加入聚酰胺、二甲苯搅拌混合，搅拌速度为100-200转/分，搅拌时间为15-20min。
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