一种耐腐蚀双组份环氧树脂涂料及其制备方法和用途与流程

文档序号:12575432阅读:543来源:国知局

本发明涉及一种双组份环氧树脂涂料的领域,具体涉及一种耐腐蚀性能优异的双组份环氧树脂涂料的领域。



背景技术:

钢铁的腐蚀,是指钢铁跟接触的气体或液体,发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。全世界,每年,因为钢铁腐蚀造成的,直接经济损失远远超过地震、水灾、台风等自然灾害,造成损失的总和。 我国,因钢铁腐蚀造成的损失,占国民生产总值的4%, 面对钢铁腐蚀的危害事实,防腐就显得尤为重要。

金属的腐蚀 是金属跟接触的气体或液体,发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。为了做大金属防腐,主要讲金属与空气或者液体进行隔离,耐腐蚀涂料就成为最常用的种类,其可以有效的将金属与空气或液体接触。但由于附着力、液体渗透、涂料老化等原因,增强附着力,减少液体渗透、延长涂料使用性能方面有待进一步提高。



技术实现要素:

发明目的:为了解决上述问题,本发明通过基体树脂环氧值、酸值的选择,提高了附着力,并使用复合处理的填料,提高了耐腐蚀性能,涂料的双重固化使涂料的耐水性、耐液体渗透性能大幅提升。最终得到了一种兼具强附着力、低液体渗透性,整体耐腐蚀性能十分优异的双组份环氧树脂涂料。

解决上述技术问题的技术方案如下:

本发明提供一种耐腐蚀双分组环氧树脂涂料,该涂料由A组分和B组分组成,A组分与B组分的质量比为3-5:1;

所述A组分包括:酚醛环氧树脂100重量份、丙烯酸改性环氧树脂30-50重量份、微米级铝粉10-15重量份、改性分子筛3-8重量份、硅烷偶联剂A2-5重量份、分散剂1-3重量份、溶剂100-150重量份;

所述B组分包括:改性酚醛胺固化剂20-40重量份、酚醛改性酮亚胺固化剂10-15重量份、溶剂20-45重量份;

所述改性酚醛胺固化剂为桐酸甲酯改性酚醛胺固化剂、腰果酚改性酚醛胺固化剂或两者任意用量的混合物。

该技术方案设计的技术构思较为复杂,主要涉及4个技术构思角度:

第一点是:选择合适的环氧树脂,其采用酚醛环氧树脂作为主体,具有高的交联密度,具有好的抗液体渗透能力;进而使用丙烯改性环氧树脂,其是含有羧基,羧基对金属表明有一定的微小腐蚀作用,控制到合适的范围,可以提高涂料与金属的表面附着力;

第二点是:选择使用微米级铝粉,铝粉作为一种牺牲性金属,在面对腐蚀时铝粉会先腐蚀,保护钢铁不被腐蚀;具体到尺寸,最佳是使用微米级尺寸的,如果使用纳米级,其比表面积过大,被腐蚀速率过快,如果使用过大尺寸,在涂料中分散性较差,形成较大空隙的可能性增加,降低了表面附着力和抗液体渗透性能。

第三点是:使用了分子筛,分子筛是具有较高的孔隙率、比表面积,其气体吸附性能很高。在涂料中羧基与金属表面以及羧基与作为牺牲金金属表面都会有其他产生,如果不去处理,其会降低涂料的附着力、在涂料表面形成小的气孔,降低其综合性能。本发明加入高比表面积的分子筛可以吸附产生得少量气体,其避免了加入含羧基的环氧树脂和牺牲性金属的缺点,平衡了附着力、耐液体渗透性能,提高了综合性能。

第四点是:使用了复合固化剂,改性酚醛胺固化剂作为一种新型固化剂,其可以提高柔韧性、耐热性和耐腐蚀性;同时,为了提高涂料进一步的防水性和后期交联程度,本发明还加入了酚醛改性酮亚胺固化剂,后期接触湿空气,会有缓慢的交联固化,进一步提高交联密度,提高抗液体渗透性。

丙烯酸环氧树脂的酸值没有明确的限定,但作为优选技术方案,所述丙烯酸改性环氧树脂的酸值优选控制在100-150之间;如果酸值过小,对金属表层腐蚀性较差,羧基主要腐蚀牺牲性金属;如果酸值过大,对金属表面腐蚀性过大,对涂料附着力没有提高,甚至优于涂料无法进入到腐蚀孔,还会降低粘附力,降低耐腐蚀性。

所述微米级铝粉粒优选径控制在50-300μm之间。如果使用粒径过小,其比表面积过大,被腐蚀速率过快,如果使用过大尺寸,在涂料中分散性较差,形成较大空隙的可能性增加,降低了表面附着力和抗液体渗透性能。

所述分子筛的比表面积控制在500-800m2/g之间,可以有效的提高气体的吸附性,不在该范围内,或是过小吸附不到位,形成气泡,或是过大,涂料中孔隙率较大,吸附气体难以充满,会有液体渗入。所述改性分子筛是分子筛通过硅烷偶联剂改性得到,其通过偶联剂提高了分子筛与基体树脂的附着力;

所述改性分子筛与所述微米级铝粉预先进行混合,旨在提高牺牲性金属产生气体的吸附速率,如果先进行预先混合,气体吸附性会降低,影响液体渗透性。

在涂料中,除了对分子筛改性使用偶联剂,在涂料中还加入了硅烷偶联剂A,所述硅烷偶联剂A为KH550或KH570,其为了提高涂料在基材表面的附着力,同时,对基材哈有少量铁锈的金属也具有良好的附着力。

本发明还提供了一种耐腐蚀双分组环氧树脂涂料的制备方法:

所述A组分的制备方法:

(1)分子筛经过硅烷偶联剂B处理形成改性分子筛,所述改性分子筛与微米级铝粉进行充分混合,形成填料混合物;

(2)酚醛环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂和溶剂混合均匀,加入所述填料混合物、分散剂、硅烷偶联剂A,充分混合,得到A组分;

所述B组分的制备方法:

改性酚醛胺固化剂、酚醛改性酮亚胺固化剂和溶剂充分混合,得到B组分。

本发明还提供了一种耐腐蚀双分组环氧树脂涂料的用途,所述用途为金属管道防腐、建筑构件防腐、海洋钻井平台防腐。

有益的技术效果

本发明提供的是一种具有优异附着力和耐腐蚀性性能的环氧树脂涂料,具体涉及其中:本发明采用酚醛环氧树脂提高了交联密度,提高抗腐蚀性能;使用丙烯酸改性环氧树脂,其酸值控制在一定范围,酸提高金属表面腐蚀,提高附着力,铝粉作为牺牲性金属,分子筛加入提高了产生气体的吸附性;同时,采用复合固化剂,一种固化剂属于常规的固化剂,其可以提高柔韧性、耐热性和耐腐蚀性,另一种是湿固化固化剂,提高了在后期的进一步的固化。最终产品具有优异的附着力、柔韧性和耐腐蚀性,满足了实际使用中的高需求。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只是用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例和对比例中未特殊说明的情况下,均使用如下制备方法,具体为:

本发明中耐腐蚀双分组环氧树脂涂料的通用制备方法:

所述A组分的制备方法:

(1)分子筛经过硅烷偶联剂B处理形成改性分子筛,所述改性分子筛与改性铝粉进行充分混合,形成填料混合物;

(2)酚醛环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂和溶剂混合均匀,加入所述填料混合物、分散剂、硅烷偶联剂A,充分混合,得到A组分;

所述B组分的制备方法:

改性酚醛胺固化剂、酚醛改性酮亚胺固化剂和溶剂充分混合,得到B组分;

涂料由A组分和B组分组成,A组分与B组分的质量比为3-5:1。

实施例和对比例中各组分的选择和用量参见下表(对比例9为铝粉与分子筛未进行预先混合):

测试方法:

附着性采用GB/T1720-79方法进行测试;

耐冲击性采用GB1732-93方法进行测试;

耐化学试剂性采用GB/T1763-1979(1989)进行测试;

优::完好无损;良:起边或起泡;C:中;差::脱膜;无法使用:膜坏。

测试结果如下表:

通过上述测试结果可以发现,酚醛环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂及其酸值、填料种类、尺寸,固化剂的选择都会对最终产品的附着性、耐冲击性和耐硫酸、耐氢氧化钠的性能,最终影响耐腐蚀性能,这并非单一组分选择,其一个组分的调整会影响多个性能,最终性能优于市售产品。

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