CN114479607A - 一种高性能环氧改性厚浆防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于钢结构表面的高性能环氧改性厚浆涂料,是一种双组份、低VOC含量、高固含厚浆型改性环氧屏蔽涂料,单道涂层即可提供长期保护作用。本产品含有铝颜料和碳纤维的品种,耐盐雾性能好,良好的抗阴极剥离性能,防腐性能优良,优异的耐磨性,杰出的耐水浸泡性,良好的耐化学品性能,优异的机械性能,此涂料既可用于新建设施,也可以用于原有设施的维修保护,能够为大气环境下的钢结构提供防腐蚀保护。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域,具体涉及一种高性能环氧改性厚浆防腐涂料。
背景技术
传统的钢结构用防腐漆多为环氧涂料,其中环氧厚浆型漆是一种高固含、厚浆型环氧屏蔽涂料,具有优异的附着力和杰出的耐水浸泡性能、优异的机械性能。随着各国环保法规的日益完善以及人们环保意识的不断提高,世界各国都相继制订了挥发性有机物(VOC)排放的限量标准和法规。为促进节能环保,经国务院批准,我国自2015年2月1日起对施工状态下VOC含量高于420g/L涂料征收消费税。溶剂型涂料是VOC的重要来源,对环境造成很大污染,对人体带来极大的危害,同时在施工、储藏、运输中存在易燃、易爆等安全隐患,开发低VOC环保型涂料成为了涂料发展的主要方向。
高性能环氧改性厚浆涂料是一种低VOC含量、高固体份,双组份厚膜型环氧树脂漆。大大减少消除了VOC的排放,而且使用安全方便,得以迅速发展。高性能环氧改性厚浆涂料作为厚膜型环氧屏蔽涂料,单道涂层即可提供长期保护作用。用于多种环境中,用于保护处于重腐蚀环境中的钢结构,如海上结构物的水下区域,桩柱结构,埋地管道的外壁防护、储罐、化工厂、造纸厂等环境中的钢结构保护。漆膜中含有碳纤维的品种,提供更佳的防腐蚀保护性能。适用于维修保养和新建结构物。可改善长期覆涂性,便于在制作工厂施工,单道涂层施工可达干膜600微米,极大的简化施工程序,提高涂装效率。与传统的溶剂性涂料相比,高固体份高性能环氧改性厚浆涂料具有环保、安全、使用方便的特点,在世界各国得到了迅速发展。高性能环氧改性厚浆涂料作为一种高固体份工业重防腐涂料,在未来的市场中当有很大的应用前景。
环氧厚浆型在涂料中已经得到十分广泛的应用,但是,一直存在着一种需求,希望有一种涂料***,在提升生产效率的前提下,既具备环境友好性,又具备对人身的健康性和安全性。
发明内容
发明目的:为解决现有技术中存在的技术问题,本发明的目的是开发一种高固含、低VOC含量的双组份高性能环氧改性厚浆防腐涂料,单道涂层即可提供长期保护作用;该高性能环氧改性厚浆涂料耐盐雾性能好,具有良好的抗阴极剥离性能,漆膜中含有碳纤维填料,提供更佳的防腐蚀保护性能,同时具有优异的耐磨性、杰出的耐水浸泡性、良好的耐化学品性能和优异的机械性能。
为实现上述目的,本发明一种高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述涂料由A和B两种组分组成,其中,A包含如下重量份数的组分:
B包含如下重量分数的组份:
改性酚醛胺类固化剂 95-98份;
环氧树脂固化促进剂 2-5份
其中,A和B的重量比为(7~10):1,所述环氧树脂为三木环氧的SM828树脂和601-75树脂按照3:1混合的混合物。
具体地,所述的特殊树脂为其中两款树脂固含量分别为100%和75%,其属于E51和E20树脂,具有良好粘接、耐腐蚀、绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料。将两种树脂按3:1混合,具有优异的机械性能、防腐性能。
所述活性稀释剂为瀚森的E10P。所述活性稀释剂具有低粘度、高流动性、良好的耐候能力和耐化学性、抗老化、突出的颜料润湿性等。
所述分散剂为BYK-203分散剂或BYK-163分散剂。所述分散剂可以有效的分散配方中的颜填料,改善颜料润湿性和增强体系的稳定性。
所述硅烷偶联剂为SCA403或A-187硅烷偶联剂。所述交联剂含有反应性环氧丙氧基和甲氧基团,可以有效的提高有机树脂对无机物表面的粘结性,可耐湿擦性、耐磨性及耐高温性能。
所述流平剂为BYK-300。所述流平剂是一种能够中等程序降低表面张力、增加表面滑爽性,改善流平和光泽、改善底材的润湿性、产生抗粘连性的有机硅表面助剂,可用于食品接触、环保。
所述流变助剂为海名斯BENTONE 828流变助剂。所述流变,具有良好的储存稳定性,改善流动和流平增稠效果明显,控制流挂不降低流平、流动性,有效的提高涂料的粘度,增强储存稳定性。
所述防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTP Compounds 1087碳纤维混合,优选地,所述防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTP Compounds 1087碳纤维按照质量比1:0.6:0.3:0.15:0.05混合。钛白粉加入能提高白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性,特别是没有毒性;硫酸钡加入具有化学惰性强,稳定性好,耐酸、耐碱、硬度适中,比重高,白度好等优点;磷酸锌加入具有遮盖力和着色力功能。主要用于防锈防腐蚀性能,易分散;浮型铝银浆加入能平行地分布在整个涂膜在中,因而被树脂包裹,所以具有良好的抗氧化性及耐磨性,具有很好的耐水,耐候,耐化学性;碳纤维加入具有优异的耐化学腐蚀提高漆膜抗弯曲和压缩强度,具有良好的抗氧化作用。
所述溶剂为异丙醇或200#溶剂油。醇类溶剂延长可使用时间,而且它不会对体系的干燥时间产生明显的影响。
所述固化剂为卡德莱卡德莱的改性酚醛胺NC-562,所述环氧树脂固化促进剂为空气化工K54固化促进剂。其中,卡德莱的NC562粘度低,较快速固化,较好的抗发白性。用于高固体份体系;促进剂为空气化工K54固化促进剂其中环氧树脂固化促进剂K54是一多功能通用路易斯碱催化剂,它既可用作粘合剂应用,也可用作其他固化剂的活化剂,适合于加速环氧树脂固化时间。
本发明进一步提出了上述高性能环氧改性厚浆涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)按照配方量称取原料,将配方量的树脂投入搅拌机;后加入配方量的活性稀释剂,搅拌速度为500~800r/min,搅拌10~15分钟;
(2)调整搅拌速度为800~1000r/min,在搅拌过程中加入触变剂和分散剂,然后保持1000~2000转速r/min搅拌,持续高速搅拌25~30分钟,至细度≤20μm;
(3)调整搅拌速度为800~1000r/min,依次加入硅烷偶联剂和防锈填料,用部分溶剂冲洗填料和清洗缸壁;后持续在1000~2000r/min高速搅拌30~40min,温度不超过60℃;完成后慢速搅拌降温到35~40℃;
(4)在搅拌中加入流平剂,然后保持300~500r/min转速下继续搅拌10~15min至分散均匀;然后根据粘度再加入部分溶剂调粘,搅拌均匀后制得A组分;
(5)将固化剂和促进剂投入另一搅拌机,搅拌速度为500~1000r/min,搅拌10~15分钟;分散均匀,制得B组分;
按重量比将A组份和B组份混合,搅拌均匀熟化5~10min后涂装。
有益效果:本发明通过参考各类文献和试验结果,以国内市场上已有的环氧厚浆型涂料为基础,从漆料的物理性能、化学性能、施工性能等多方面综合考虑,以确定最佳的配方设计,具有如下优点:
(1)高性能环氧改性厚浆涂料树脂的选取,根据E51和E20两款树脂的特点混合使用,是涂料具有优异的机械性能、良好粘接、耐腐蚀、加上选择活性稀释剂为单体叔碳酸缩水甘油酯E10P,具有强裂地降粘度、提高涂料的流动性、是漆膜具有更好的外观,施工性良好,同时降低VOC含量等。
(3)本产品含有超细磷酸锌、非浮型铝银浆、碳纤维防锈填料合理搭配。提高涂料稳定性,耐水、耐候、耐化学性,增加防腐蚀性能和良好的抗氧化性及耐磨性,并提高漆膜抗弯曲和压缩强度,具有良好的抗氧化作用,使高性能环氧改性厚浆涂料综合性能优异;
(4)本发明得到的高性能环氧改性厚浆涂料不含苯;体积固含≥80%;质量固含≥86%耐盐雾≥4000h;附着力≥8MPa;硬度高,具有优异的防腐性,通过快速固化、3小时以上的活化期在室温下,甚至更低的温度下固化;具有极低的溶剂含量(VOC<250克/升,甚至200克/升);厚膜涂装(≥800微米)安全环保等达到了国内先进水平。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明,实施例将有助于理解本发明,但是本发明的保护范围不限于下述的实施例。
其中,下述实施例中,环氧树脂为三木的树脂SM828和601-75树脂的混合物;特殊活性稀释剂为瀚森的E10P;分散剂为BYK-203或BYK-163分散剂;硅烷偶联剂为SCA403或A-187硅烷偶联剂;流平剂为BYK-300流平剂;触变剂为海名斯的BENTONE 828流变助剂;防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTPCompounds 1087碳纤维按照质量比1:0.6:0.3:0.15:0.05混合。溶剂为三木异丙醇或200#溶剂油。固化剂为卡德莱的改性酚醛胺NC-562;促进剂为空气化工K54固化促进剂。
实施例1
一种高性能环氧改性厚浆涂料,包括A组分和B组分,其中A组分按重量份计算,包括:
B包含如下重量分数的组份:
改性酚醛胺 95份;
促进剂 5份
其中,A和B的重量比为7:1。
具体制备方法如下:
(1)按照配方量称取原料,将配方量的树脂投入搅拌机;后加入配方量的活性稀释剂,搅拌速度为500~800r/min,搅拌10~15分钟;
(2)调整搅拌速度为800~1000r/min,在搅拌过程中加入触变剂和分散剂,然后保持1000~2000转速r/min搅拌,持续高速搅拌25~30分钟,至细度≤20μm;
(3)调整搅拌速度为800~1000r/min,依次加入硅烷偶联剂和防锈填料,用部分溶剂冲洗填料和清洗缸壁;后持续在1000~2000r/min高速搅拌30~40min,温度不超过60℃;完成后慢速搅拌降温到35~40℃;
(4)在搅拌中加入流平剂,然后保持300~500r/min转速下继续搅拌10~15min至分散均匀;然后根据粘度再加入部分溶剂调粘,搅拌均匀后制得A组分;
(5)将固化剂和促进剂投入另一搅拌机,搅拌速度为500~1000r/min,搅拌10~15分钟;分散均匀,制得B组分;
所述A组份与所述B组份的重量比为7:1;按重量比,A组份和B组份混合,搅拌均匀熟化5~10min后涂装。
实施例2
一种高性能环氧改性厚浆涂料,包括A组分和B组分,其中A组分按重量份计算,包括:
B包含如下重量分数的组份:
改性酚醛胺 98份;
促进剂 2份
其中,A和B的重量比为10:1。
制备方法:同实施例1。
所述A组份与所述B组份的重量比为10:1;按重量比,A组份和B组份混合,搅拌均匀熟化5~10min后涂装。
实施例3
一种高性能环氧改性厚浆涂料,包括A组分和B组分,其中A组分按重量份计算,包括:
B包含如下重量分数的组份:
改性酚醛胺 97份;
促进剂 3份
其中,A和B的重量比为9:1。
制备方法:同实施例1。
所述A组份与所述B组份的重量比为9:1;按重量比,A组份和B组份混合,搅拌均匀熟化5~10min后涂装。
实施例4
一种高性能环氧改性厚浆涂料,包括A组分和B组分,其中A组分按重量份计算,包括:
B包含如下重量分数的组份:
改性酚醛胺 96份;
促进剂 4份
其中,A和B的重量比为8:1。
制备方法:同实施例1。
所述A组份与所述B组份的重量比为8:1;按重量比,A组份和B组份混合,搅拌均匀熟化5~10min后涂装。
检测结果
根据检测指标对实施例1~4的高性能环氧改性厚浆涂料进行检测,得到结果如表1所示:
表1
本发明得到的涂料作为一款新型高性能环氧改性厚浆涂料不含苯;体积固含≥80%;质量固含≥86%耐盐雾≥4000h;附着力≥8MPa;主要技术指标如硬度高,优异的防腐性,通过快速固化、3小时以上的活化期在室温下;甚至更低的温度下固化;极低的溶剂含量(VOC<250克/升,甚至200克/升);厚膜涂装(≥800微米)安全环保等达到了国内先进水平。
由表1可以看出,实施例4中的各组分用量最佳搭配,获得的涂料防腐性能和机械性能优异;实施例1中减少树脂,增加防锈填料,获得的涂料耐盐雾性能,冷凝,储存稳定性不达标、附着力差、耐冲击、柔韧性差;实施例2中增加树脂用量,减少防锈填料用量,合理调整固化剂的比例,获得的涂料耐盐雾性能不达标;实施例3中合理搭配树脂和固化剂用量,增加防锈填料和碳纤维,耐冷凝性不达标,其它性能达标。
本产品与环氧厚浆型涂料相比,本技术基于环氧树脂与改性酚醛胺固化剂合理搭配应用;是涂料粘度低,极大的简化施工程序。也可在低温条件下施工。单道涂层即可提供长期保护作用;该高性能环氧改性厚浆涂料耐盐雾性能好,优异的抗阴极剥离性能,杰出的耐水浸泡性,良好的耐化学品性能,优异的机械性能;高性能环氧改性厚浆型环氧涂料作为厚膜型环氧涂料,适用于维修保养和新建结构物。低VOC、可厚膜涂装,安全环保,将更受市场和用户的欢迎。
本发明提供了一种高性能环氧改性厚浆涂料的制备思路及方法,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述涂料由A和B两种组分组成,其中,A包含如下重量份数的组分:
环氧树脂 25~35份;
活性稀释剂 4~8份;
分散剂 0.5~1.5份;
流变助剂 1~2份;
硅烷偶联剂 0.5~1份
流平剂 0.5~1份;
防锈填料 45~60份;
溶剂 5~8份;
B 包含如下重量分数的组份:
改性酚醛胺类固化剂 95-98份;
环氧树脂固化促进剂 2-5份
其中, A和B的重量比为(7~10):1,所述环氧树脂为三木环氧的SM828树脂和601-75树脂按照3:1混合的混合物。
2.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述活性稀释剂为瀚森的E10P。
3.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述分散剂为BYK-203分散剂或BYK-163分散剂。
4.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述硅烷偶联剂为SCA403或A-187硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述流平剂为BYK-300。
6.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述流变助剂为海名斯BENTONE 828流变助剂。
7.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述防锈填料为东佳钛白粉、群鑫沉淀硫酸钡、申隆超细磷酸锌、长沙族兴非浮型铝银浆、美国RTP Compounds1087碳纤维混合。
8.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述溶剂为异丙醇或200#溶剂油。
9.根据权利要求1所述的高性能环氧改性厚浆涂料,其特征在于,所述固化剂为卡德莱卡德莱的改性酚醛胺NC-562,所述环氧树脂固化促进剂为空气化工K54固化促进剂。
10.权利要求1-9任一项所述的高性能环氧改性厚浆涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)按照配方量称取原料,将配方量的树脂投入搅拌机;后加入配方量的活性稀释剂,搅拌速度为500~800r/min,搅拌10~15分钟;
(2)调整搅拌速度为800~1000r/min,在搅拌过程中加入触变剂和分散剂,然后保持1000~2000转速r/min搅拌,持续高速搅拌25~30分钟,至细度≤20μm;
(3)调整搅拌速度为800~1000r/min,依次加入硅烷偶联剂 和防锈填料,用部分溶剂冲洗填料和清洗缸壁;后持续在1000~2000r/min高速搅拌30~40min, 温度不超过60℃;完成后慢速搅拌降温到35~40℃;
(4)在搅拌中加入流平剂,然后保持300~500r/min转速下继续搅拌10~15min至分散均匀;然后根据粘度再加入部分溶剂调粘,搅拌均匀后制得A组分;
(5)将固化剂和促进剂投入另一搅拌机,搅拌速度为500~1000r/min,搅拌10~15分钟;分散均匀,制得B组分;
按重量比将A组份和B组份混合,搅拌均匀熟化5~10min后涂装。
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