一种新型双层涂料体系、制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型双层涂料体系；包括底层防腐涂料和面层耐候涂料。本发明通过选用的原料、并选用相匹配的固化剂，同时设定合适的用量范围，来分别得到底层防腐涂料和面层耐候涂料的双层涂料体系，两层涂料间的粘结性能好、附着力好，对涂层进行附着力测试，两层涂料间可以100/100附着，避免了两层涂料间脱落问题的发生。本发明还提供上述新型双层涂料体系的制备方法和应用。
【专利说明】一种新型双层涂料体系、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域。更具体地，涉及一种新型双层涂料体系、制备方法及其应 用。
【背景技术】
[0002] 防腐管道是指经过防腐工艺加工处理，可有效防止或减缓在运输与使用过程中发 生化学或电化学反应发生腐蚀现象的钢制管道。根据防腐方式不同，分为内壁防腐和外壁 防腐。
[0003] 用于输水、输油、输气等领域的外壁防腐管道主要有三种：三层聚乙烯防腐涂层防 腐管道（简称：3PE防腐管道）、单层熔结环氧粉末防腐管道（简称：单层FBE防腐管道）和 双层熔结环氧粉末防腐管道（简称：双层FBE防腐管道）。
[0004] 3PE防腐管道的涂层结构为：第一层为环氧粉末（FBE>100 μ m)，与管道面接触；第 二层为胶粘剂（AD 170-250 μ m)，为带有分支结构功能团的共聚粘合剂；第三层为聚乙烯 (PE 2. 5-3. 7_)，为面层。通过将三种材料混合融为一体，并经过加工使其与管道牢固结合 来形成优良的防腐层。该防腐涂层体系综合了环氧树脂和聚乙烯材料的高抗渗性、机械性 能高等特点。但该防腐涂层体系具有以下缺点：应用过程复杂，生产成本高；耐阴极剥离和 耐磨损性较弱。
[0005] 单层FBE防腐管道的涂层体系即由覆盖于裸管道表面的FBE底涂层组成。它是采 用一次喷涂、一次成膜的工艺制成，膜厚为300-500 μ m。该防腐涂层体系具有对钢铁黏结力 强、涂膜完整性好、耐阴极剥离和耐磨损性好的优点。但其具有以下缺点：耐侯性差，当这种 防腐管道暴露在户外环境中时会严重影响它的使用寿命。
[0006] 双层FBE防腐管道的涂层体系由覆盖于裸管道表面的FBE底涂层和改性的FBE面 涂层组成。它一般采用两次喷涂、一次成膜的工艺制成，膜厚为800 μ m以上。该防腐涂层 体系具有与基材粘结强度大、抗阴极剥离性能高、吸水率小、耐高温性能好、耐磨损、涂膜完 整性好的特点，综合了标准FBE与基材较高的粘结性能和改性FBE较好的抗水渗透性。与 3PE防腐涂层体系相比，成本降低，性能基本相当，且还能防止阴极保护屏蔽现象发生。但其 具有以下缺点：耐候性差，当这种防腐管道暴露在户外环境中时会严重影响它的使用寿命。
[0007] 为了改善FBE防腐管道的耐侯性差的缺点，目前有借鉴双层FBE防腐管道的工艺 流程，采用两次喷涂、一次成膜的工艺方式来得到防腐与耐候兼备的粉末涂料，即"底层防 腐一面层耐候"涂料体系。但这种涂料体系由于各组分原料的选择、各组分的份数等等的设 置有问题，导致两个涂料层之间的匹配性不好、附着力差，出现内外层剥离的现象。
[0008] 因此，需要一种新型的双层涂料体系，其底层防腐、面层耐候，既能保证防腐与耐 候兼备，又能保证内外层的附着力好、不剥离。
【发明内容】
[0009] 本发明的第一个目的是提供一种新型双层涂料体系；包括底层防腐涂料和面层耐 候涂料。本发明通过选用合适的原料、并选用相匹配的固化剂来处理，同时设定合适的用量 范围，来分别得到底层防腐涂料和面层耐候涂料的双层涂料体系，两层涂料间的粘结性能 好、附着力好，对涂层进行附着力测试，两层涂料间可以100/100附着，避免了两层涂料间 脱落问题的发生。
[0010] 本发明的第二个目的是提供上述新型双层涂料体系的制备方法。
[0011] 本发明的第三个目的是提供上述新型双层涂料体系的应用。
[0012] 为实现第一个目的，本发明采用下述技术方案：
[0013] 一种新型双层涂料体系，包括底层防腐涂料和面层耐候涂料，其中：
[0014] 所述底层防腐涂料包括以下组分，按重量份数计：
[0015] 环氣树脂 50-60份； 羟基封端的酚类罔化剂 10-12份； 助剂 1.0-2.0份； 颜料 1-10份； 填料 15-35份；
[0016] 所述面层耐候涂料包括以下组分，按重量份数计：
[0017] 聚酯树脂 55-65份； 异MM酸缩水Π '油N1 4-5份；
[0018] 助剂 5-8份; 颜料 5-15份; 墳料 15-25份。
[0019] 本发明通过选用合适的原料和原料配比，使得底层防腐涂料和面层耐候涂料的附 着力达到最好，该双层涂料的粘结性能好、耐盐雾性好。若各原料用量过少，则附着力和耐 盐雾性会受到影响，若过多则成本会增加且影响附着力。
[0020] 优选地，所述环氧树脂的环氧当量为700-910g/eq。更优选地，所述环氧树脂选自 胜利油田方圆防腐材料有限公司的环氧树脂E-12,宏昌电子材料股份有限公司的GESR904 或廊坊诺尔信化工有限公司的环氧014F。
[0021] 优选地，所述羟基封端的酚类固化剂的羟基值为0. 40-0. 58mgK0H/g。更优选地，所 述羟基封端的酚类固化剂选自黄山新佳精细材料有限公司的HB410或大庆开发区庆鲁精 细化工有限公司的969F。
[0022] 优选地，所述聚酯树脂的酸值为28_36mgK0H/g。更优选地，所述聚酯树脂选自帝斯 曼公司（DSM)的P4900,安徽神剑新材料股份有限公司的SJ4401，氰特工业公司（CYTEC)的 2441。
[0023] 优选地，所述异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC)作为固化剂，它的环氧当量为 80-llOg/eq。更优选地，所述异氰尿酸三缩水甘油酯选自黄山市华惠科技有限公司的TGIC 系列或德润化工的TGIC系列。
[0024] 优选地，所述助剂包括流平剂、安息香、催化剂、干燥剂。
[0025] 更优选地，所述催化剂为二甲基咪唑。
[0026] 最优选地，所述流平剂为宁波南海化学有限公司的GLP588、GLP599,所述催化剂为 上海和氏璧化工有限公司的二甲基咪唑，所述干燥剂为赢创德固赛（Evonik degussa)的氧 化铝C(AER0SIL Alu C)。助剂中每个助剂的具体用量由本领域技术人员根据实际需要调 整。所述两层涂料的助剂可相同或不同。
[0027] 所述颜料为涂料领域的常用颜料。例如，钛白粉和炭黑。所述两层涂料的颜料可 相同或不同。
[0028] 所述填料选自硅灰石、云母、硫酸钡中的一种或两种以上混合物。例如，北京利国 伟业超细粉体有限公司的硅灰石，滁州格锐矿业有限责任公司的絹云母，贵州永信杰矿业 有限公司的硫酸钡。所述两层涂料的填料可相同或不同。
[0029] 为实现第二个目的，本发明采用下述技术方案：
[0030] 上述的新型双层涂料体系的制备方法，包括制备底层防腐涂料和制备面层耐候涂 料，分别包括以下步骤：取各原料，将各原料混合均匀，之后在95-105°C熔融，粉碎，研磨， 过筛，分别得到底层防腐涂料和面层耐候涂料。
[0031] 得到的底层防腐涂料和面层耐候涂料为粉末涂料。
[0032] 优选地，粉碎到粒径为40-80 μ m。
[0033] 优选地，所述原料经熔融后，压成料片，将料片粉碎、研磨、过筛，得到涂料。
[0034] 为实现第三个目的，本发明采用下述技术方案：
[0035] 上述的新型双层涂料体系的应用，其可用在管道设施上。
[0036] 进一步地，所述新型双层涂料体系适用于工作温度为-25°C -50°C的管道设施。
[0037] 进一步地，所述新型双层涂料体系通过以下步骤应用在管道上：将管道表面加热 到200-250°C，先喷涂底层防腐涂料，之后喷涂面层耐候涂料，最后烘烤管道。
[0038] 进一步地，所述管道为钢管。
[0039] 进一步地，所述加热是用中频线圈加热。
[0040] 本发明的有益效果如下：
[0041] 1、本发明通过选用合适的原料、并选用相匹配的固化剂来处理，同时设定合适的 用量范围，来分别得到底层防腐涂料和面层耐候涂料的双层涂料体系，两层涂料间的粘结 性能好、附着力好，对涂层进行附着力测试，两层涂料间可以100/100附着，避免了两层涂 料间脱落问题的发生。
[0042] 2、本发明可在现有双层FBE喷涂工艺基础上进行，不改变现场喷涂工艺。
[0043] 3、对本发明的双层涂料涂层进行中性盐雾测试，结果表明在1000h后，涂层单侧 锈蚀< 1mm，涂层无起泡、剥落等现象发生，说明本发明的涂层的防腐蚀性能好。
[0044] 4、对本发明的双层涂料涂层的耐候等级符合《粉末喷涂型材GB5237. 4》的要求，完 全具备户外使用的条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0045] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0046] 图1为实施例1的涂料的制备流程图。
[0047] 图2为实施例1的涂料应用过程流程图。
[0048] 图3为实施例1的涂料涂层的附着力测试结果图。
[0049] 图4为实施例1的涂料涂层的中性盐雾测试结果图。
【具体实施方式】
[0050] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领 域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本 发明的保护范围。
[0051] 实施例1
[0052] -种新型双层涂料体系，包括底层防腐涂料和面层耐候涂料，其中：
[0053] 所述底层防腐涂料包括以下组分，按重量份数计：
[0054] 环氣树脂 50份； 羟堆封端的酚炎同化剂 10份； 流t:剂（屮波1?海化9+/?限公的GLP588) 丨.0份； 駄Ι?粉 1份； 炭黑 1份； 硅灰心 丨5份；
[0055] 所述面层耐候涂料包括以下组分，按重量份数计：
[0056] 聚酯树+脂 55份； 异+ΜΜ酸缩水Π '油酯 4份； 流Υ_剂（个波1?海化今Mi限公·(!的GLP599) 5份； 钛Ι?粉 i份； 炭黑 3份； 铁黄 〗份； 硫酸钡 15份
[0057] 所述环氧树脂为胜利油田方圆防腐材料有限公司的环氧树脂E-12。
[0058] 所述羟基封端的酚类固化剂为大庆开发区庆鲁精细化工有限公司969F(羟基值 0· 48-0. 58mgK0H/g，软化点 78-88°C )。
[0059] 所述聚酯树脂为安徽神剑新材料股份有限公司的SJ4401 (酸值28-32，粘度 6. 0-8. OPa · s/200°C，玻璃化温度约 63°C )。
[0060] 所述异氰尿酸三缩水甘油酯为黄山市华惠科技有限公司的TGIC系列。
[0061] 制备：
[0062] 首先分别按照两个涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速 旋转混合均匀（预混时间5-10分钟），然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机在 95-105°C条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，然后把料片进行粉碎、研磨、过筛，最后 得到粒径均匀（40-80 μ m)的粉末涂料（流程图见图1)。
[0063] 应用：
[0064] 首先将钢管在进行抛丸除锈后，通过中频线圈将钢管表面加热至（200-250°C )， 然后在环形传输线上行走进入喷涂室进行涂敷。一次喷涂时涂内层环氧粉末，二次喷涂时 喷外层聚酯粉末，之后双层粉进入烘道，进行烘烤，待涂层充分固化后用水冷却（流程图见 图2)。
[0065] 本发明的底层防腐一面层耐候粉末涂料在管道的喷涂方式和双层FBE喷涂方式 一样，工艺如下表：
[0066]
【权利要求】
1. 一种新型双层涂料体系，包括底层防腐涂料和面层耐候涂料，其特征在于，其中： 所述底层防腐涂料包括以下组分，按重量份数计： 环氧树脂 50-60份； 羟搞封端的类同化剂 10-12份； 助剂 1.0-2.0份； 颜料 1-10份； 填料 15-35份； 所述面层耐候涂料包括以下组分，按重量份数计： 聚?树脂 55-65份； 酸··:缩水lh油酯 4-5份： 助剂 5-8份； 颜料 5-15份; 填料 15-25份=
2. 根据权利要求1所述的一种新型双层涂料体系，其特征在于，所述环氧树脂的环氧 当量为 700-910g/eq。
3. 根据权利要求1所述的一种新型双层涂料体系，其特征在于，所述羟基封端的酚类 固化剂的羟基值为〇. 40-0. 58mgK0H/g。
4. 根据权利要求1所述的一种新型双层涂料体系，其特征在于，所述聚酯树脂的酸值 为 28-36mgK0H/g。
5. 根据权利要求1所述的一种新型双层涂料体系，其特征在于，所述异氰尿酸三缩水 甘油酯的环氧当量为80-110g/eq。
6. 根据权利要求1所述的一种新型双层涂料体系，其特征在于， 所述环氧树脂选自胜利油田方圆防腐材料有限公司的环氧树脂E-12,宏昌电子材料股 份有限公司的GESR904或廊坊诺尔信化工有限公司的环氧014F ; 所述羟基封端的酚类固化剂选自黄山新佳精细材料有限公司的HB410或大庆开发区 庆鲁精细化工有限公司的969F ; 所述聚酯树脂选自帝斯曼公司的P4900,安徽神剑新材料股份有限公司的SJ4401，氰 特工业公司的2441 ; 所述异氰尿酸三缩水甘油酯选自黄山市华惠科技有限公司的TGIC系列或德润化工的 TGIC系列； 所述助剂包括流平剂、安息香、催化剂、干燥剂； 所述填料选自硅灰石、云母、硫酸钡中的一种或两种以上混合物。
7. 根据权利要求6所述的一种新型双层涂料体系，其特征在于， 所述流平剂为宁波南海化学有限公司的GLP588、GLP599 ;所述催化剂为上海和氏璧化 工有限公司的二甲基咪唑；所述干燥剂为赢创德固赛的氧化铝C。
8. 如权利要求1-7任一所述的新型双层涂料体系的制备方法，其特征在于，包括制备 底层防腐涂料和制备面层耐候涂料，分别包括以下步骤： 取各原料，将各原料混合均匀，之后在95-105°C熔融，粉碎，研磨，过筛，分别得到底层 防腐涂料和面层耐候涂料。
9. 根据权利要求8所述的新型双层涂料体系的制备方法，其特征在于，粉碎到粒径为 40-80 μ m〇
10. 如权利要求1-9任一所述的新型双层涂料体系的应用，其可用在管道设施上。
11. 根据权利要求10所述的新型双层涂料体系的应用，其特征在于，所述新型双层涂 料体系适用于工作温度为-25°C -50°C的管道设施。
12. 根据权利要求10所述的新型双层涂料体系的应用，其特征在于，所述新型双层涂 料体系通过以下步骤应用在管道上：将管道表面加热到200-250°C，先喷涂底层防腐涂料， 之后喷涂面层耐候涂料，最后烘烤管道。
【文档编号】C09D167/00GK104140741SQ201410379177
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】刘连贵, 王春方, 苏兰广, 张振兴, 李景红 申请人:立邦涂料（天津）有限公司