专利名称：低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料的制作方法
技术领域：
本发明属于化工材料技术领域，涉及到码头桥梁钢管桩、海上采油及钻井 平台、大型水闸门槽等水下钢构件或钢筋混凝土工程防腐的一种低表面处理可 水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料。
背景技术：
带湿、带锈低表面处理涂料自开发以来人们对其带来的效果或褒或贬，但 面对桥墩、码头、船坞、水坝及采油钻井平台等的潮差及水下构件的腐蚀，带 湿带锈涂装涂料的作用还是不容忽视。但是，仅仅带湿、带锈涂装还是满足不 了水下构件的修复涂装要求和防腐要求，这就需要开发能在水下直接涂装且使
用寿命长的涂料。国外早在20世纪60年代就开始研制水下施工涂料，国内起 步较晚。水下施工涂料的成膜物质主要是环氧树脂，发展至今已历经3代，第 一代实现可水下固化，第二代将环氧树脂制成涂料，但有毒，贮存稳定性差， 在阴极保护表面附着不牢，第三代则解决了这些问题。
《中国修船》(1998年第5期)报道了用于船舶防腐涂层潮湿和水下修复 技术，采用了中国石油天然气总公司工程技术研究院的水下施工涂料 SUPER-U，但其表干需4小时，实干需24小时，在水下修复船舶还需采用贴片 材料。
中国专利CN2682081Y公开了一种能在水下或潮湿环境施工的防腐涂料。 但其组成中需铺一层加强纤维，施工不方便。
中国专利CN1869137A公开了一种能在水下、在100%潮湿混凝土表面和 钢结构表面带锈涂装的长效重防腐涂料。该涂料表干时间5小时、实干10小时，固化较慢。
广州金磊重防腐冷焊科技公司的ES323水下环氧涂料可在水下进行施工， 其膜厚仅20(Vm。
葡萄牙优龙国际公司是一家有名的水下重防腐涂料生产商，但其产品在实 际应用中仍出现无法在水下涂覆的现象。2006年3~4月份其涂料应用于葛洲坝 泄洪闸门门槽防腐中，经多次涂装，均因附着不牢停止使用。
水下施工涂料除了要求涂料在水中可固化，关键还在于涂料在水中对基材 的附着力和不分散性。在实际应用中，有些产品虽能水下固化却难以涂覆在基 材上形成连续涂膜，或存在干燥时间长、附着力不高容易脱层、漆膜薄保护寿 命短等缺点。
本发明解决了这些难题，本发明的涂料于2006年5月成功地应用于水深 23米的葛洲坝大江泄洪闸门槽的防腐，同年5 6月份又成功地应用于上海东海 大桥防浪箱潮差及水下部位防腐，以及山东东营海底电缆管道防腐。2007年又 成功地应用于新安江发电站大坝水F钢筋混凝土工程的防腐。实践证明，本发 明实现了带湿低表面处理可水下涂装的技术要求，达到了厚膜化速固化重防腐 的目的，这在国内首屈一指，在国际上也处于领先地位。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种低表面处理可水下涂装的 无溶剂环氧重防腐涂料，该涂料能在带湿低表面处理情况下施工，也能在水下 涂装，满足跨海跨江大桥及大型码头钢桩、海上钻井及采油平台、大型堤坝水 闸门槽等工程潮差与水下部位的腐蚀与防护。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
所述的低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料分为甲组分配比和 乙组分配比，其中
I、甲组分配比按质量份数组成如下-环氧树脂20 50、活性稀释剂4 7、消泡剂0.06 1、特种脂肪酸皂4 7、 气相二氧化硅0.5 2、矿物吸水剂5 10、填充料20 50、颜料5 10; II、乙组分配比按质量份数组成如下 曼尼希碱固化剂65 85、有机氮碱15 35。
所述的低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料，其甲组分配比生 产工艺是
i 、将一定量的特种脂肪酸皂和活性稀释剂混合搅拌溶解组成A;
ii、 将一定量的环氧树脂和消泡剂混合组成B;
iii、 将组成B和一定量的气相二氧化硅、矿物吸水剂、填充料、颜料混合 组成C;
iv、 将组成C和组成A混合在一起高速分散，并经三辊机研磨、过滤后包装。
所述的低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料，其乙组分配比生 产工艺是将一定量的曼尼希碱固化剂和有机氮碱混合，并经分散均匀、过滤后 包装。
所述的低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料，将所生产的甲组 分和乙组分按一定量混合后使用。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
一、 采用低分子量环氧树脂、特种脂肪酸皂、有机氮碱、矿物吸水剂，可 在带湿、带锈及水下涂装，涂层致密，附着力强。
二、 由于厚膜化速固化，可减少涂装道数，提高施工效率，降低施工成本， 防腐寿命长。
三、 无溶剂体系，在水下固化时没有溶剂挥发的问题，能起长期有效的保 护作用，克服了溶剂型涂料由于溶剂挥发对水环境的污染。
四、 本发明可实现工业化生产，与国外同类产品竞争具有绝对的性价比优势。
具体实施例方式
实施例1
甲组分原材料配比环氧树脂20、活性稀释剂4、消泡剂0.06、特种脂肪 酸皂4、气相二氧化硅0.5、矿物吸水剂IO、填充料20、颜料5。
乙组分原材料配比曼尼希碱固化剂65、有机氮碱15。 实施例2
甲组分原材料配比环氧树脂35、活性稀释剂5.5、消泡剂0.53、特种脂 肪酸皂5.5、气相二氧化硅L2、矿物吸水剂15、填充料35、颜料7.5。
乙组分原材料配比曼尼希碱固化剂75、有机氮碱25。 实施例3
甲组分原材料配比环氧树脂50、活性稀释剂7、消泡剂1、特种脂肪酸 皂7、气相二氧化硅2、矿物吸水剂20、填充料50、颜料IO。 乙组分原材料配比曼尼希碱固化剂85、有机氮碱35。 以上3种实施例在各自配比组合下
i 、将各自定量的特种脂肪酸皂和活性稀释剂混合搅拌溶解组成A。
ii、 将各自定量的环氧树脂和消泡剂混合组成B。
iii、 将组成B和各自定量的气相二氧化硅、矿物吸水剂、填充料、颜料混 合组成C。
iv、 将组成C和组成A混合在一起高速分散，并经三辊机研磨、过滤后包装。
v、 将各自定量的曼尼希碱固化剂和有机氮碱混合，并经分散均匀、过滤 后包装。
vi、 将上述各自配比所生产的甲组分和乙组分按一定量混合后使用即可。 综上所述，采用低分子量环氧树脂、脂肪酸皂及矿物吸水剂可以实现湿态
与水下涂装的技术要求。环氧树脂与胺类固化剂反应成膜后，其涂层本身带有 羟基和醚键，对被涂表面有足够的湿态附着力，尤其涂料中含有的脂肪酸皂，它不仅能起渗锈稳锈作用，而且对被涂表面上的水有很强的竞争吸附作用，将 水驱逐出去使涂料可涂敷于基材表面形成连续的涂膜。选用矿物吸水剂，利用 矿物吸水剂与水起水化反应的作用，从而将涂层中以及涂层与被涂基材表面之 间残余水份彻底消除，以确保涂层与基材的牢固附着，以及涂层的致密性和防 腐性。本发明的涂料在水下涂装时，可采用刷涂、刮涂和辊涂。涂料不因水的 流动和翻滚而飘散。涂层固化后不会收縮。
采用脂肪酸皂及有机氮碱，使活性铁锈失去活性，从而实现低表面处理的 技术要求。
上述谈到的脂肪酸皂，它除了能与水起竞争吸附作用外，还具有对铁锈有 很强的渗透性，将铁锈包覆，使铁锈成为涂层的组成部分，并与之起螯合作用， 从而使活性铁锈失去活性而停止电化学腐蚀；有机氮碱，其氮原子上的独电子 对与铁原子上的d电子空轨道进行配位结合，形成配位化合物，抑制了阳极过 程，并使钢板表面形成附着牢固结构致密的涂膜，以隔绝各种腐蚀介质的渗入， 从而实现了低表面处理的技术要求。
采用曼尼希碱固化剂以实现速固化。这类固化剂能起自催化作用，其氮原 子上带有负电性，属亲核试剂，在与环氧树脂起化学反应时，攻击带正电性的 电子云密度较低的碳原子，引起C-O键断裂，发生开环聚合。这类固化剂还带 有负电性的羟基，加强了对环氧环中碳原子的攻击力，加速开环反应，从而提 高固化速率。本发明一次涂装厚度达500拜，在25"C情况下1.5h表干，8h硬 干。
采用气相二氧化硅触变助剂以实现厚膜化。气相二氧化硅分散于漆基中， 颗粒之间利用硅醇基的氢键作用，形成网状结构，由于氢键较弱，这一网状结 构在静置时形成，但在外加剪切力影响时很容易受到破坏，消除后，又能恢复， 适用在厚浆型涂料中作触变剂。我们通过气相二氧化硅用量的选择，使涂层厚 膜化而不流挂。本发明一次涂装厚度可达500pm，甚至100(Him。厚膜化可减少 涂装道数，提高防腐期效，本发明涂装厚度达100(Him时，预计防腐20年以上。200
采用低分子环氧树脂为粘合剂，以实现制成无溶剂环氧涂料的技术要求。 制成无溶剂环氧涂料是水下施工涂料的要求，因为溶剂在水相中挥发受到 水的静压力而变得困难。无溶剂环氧涂料由于无溶剂，使涂层不因溶剂挥发而 产生针孔。从而极大地提高了涂层防腐性，另外无溶剂涂料使用安全，对人体 健康无影响，不污染环境，属环境友好型，资源节约型涂料
低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料主要技术指标见下表:
项目技术指标检测标准
颜色铁红色/灰色目测
密度，g/ml1.35 1.85GB/T 6750
粘度(25士rC)， cp2000 6000ASTMD2196
固体含量，％290GB/T 1725
干燥时间，h表干S1.5 实干S24GB/T 1728
附着力，MPa24ASTMD4541
耐阴极剥离性，30d不产生剥离7790
柔韧性，级2GB/T 1731
抗冲击，cm50GB/T 1732
耐3WNaCl， 7d不开裂、不起泡、不脱落GB/T 1763
耐譲NaOH， 7d不开裂、不起泡、不脱、落GB/T 1763
耐10%H2SO4， 7d不开裂、不起泡、不脱落GB/T 1763
储存期，月12—
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权利要求
1、一种低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于该防腐涂料分为甲组分配比和乙组分配比，其中I、甲组分配比按质量份数组成如下环氧树脂20～50、活性稀释剂4～7、消泡剂0.06～1、特种脂肪酸皂4～7、气相二氧化硅0.5～2、矿物吸水剂5～10、填充料20～50、颜料5～10；II、乙组分配比按质量份数组成如下曼尼希碱固化剂65～85、有机氮碱15～35。
2、 如权利要求1所述的低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于其甲组分配比生产工艺是i、 将一定量的特种脂肪酸皂和活性稀释剂混合搅拌溶解组成A;ii、 将一定量的环氧树脂和消泡剂混合组成B;iii、 将组成B和一定量的气相二氧化硅、矿物吸水剂、填充料、颜料混合组成C;iv、 将组成C和组成A混合在一起高速分散，并经三辊机研磨、过滤后包装。
3、 如权利要求1所述的低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于其乙组分配比生产工艺是将一定量的曼尼希碱固化剂和有机氮碱混合，并经分散均匀、过滤后包装。
4、 如权利要求l、 2、 3所述的低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料，其特征在于将所生产的甲组分和乙组分按一定量混合后使用。
全文摘要
一种低表面处理可水下涂装的无溶剂环氧重防腐涂料分为甲组分配比和乙组分配比，甲组分配比按质量份数组成是环氧树脂20～50、活性稀释剂4～7、消泡剂0.06～1、特种脂肪酸皂4～7、气相二氧化硅0.5～2、矿物吸水剂5～10、填充料20～50、颜料5～10。乙组分配比按质量份数组成是曼尼希碱固化剂65～85、有机氮碱15～35。采用低分子量环氧树脂、特种脂肪酸皂、有机氮碱、矿物吸水剂可在带湿、带锈及水下涂装，涂层致密，附着力强，减少涂装道数，提高施工效率，降低施工成本，防腐寿命长，在水下固化没有溶剂挥发的问题，能起长期有效的保护作用，克服了溶剂型涂料由于溶剂挥发对水环境的污染，具有绝对性价比。
文档编号C09D163/00GK101492586SQ200810008750
公开日2009年7月29日 申请日期2008年1月23日 优先权日2008年1月23日
发明者诤 吴, 方大庆, 蔡云露 申请人:厦门双瑞船舶涂料有限公司