一种水性医疗废水管内壁漆及制备方法与应用与流程

本发明属于水性管道内壁防腐涂料及生产工艺，涉及双酚a型酚醛环氧水性分散体、水性环氧改性丙烯酸乳液、单臂碳纳米管、纳米级石墨烯、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、等防腐料组成的管道内壁防腐涂料及其制备方法。

背景技术：

1、目前我国大多数管道内壁涂料均是溶剂型涂料，随我国环保逐步严格控制，管道涂料水性话也势在必行，而管道涂料的水性化施工工艺要求及其严苛，管件喷涂前的预热、喷涂后的闪干以及烘烤的温度都必须要有良好的涂装工艺条件。本发明一种医疗废水管道内壁防护漆其实就是为了满足医疗废水管道严格苛刻的性能指标外又能满足环保法规要求的发明。

2、本发明选用双酚a型酚醛环氧水性分散体，可以使涂层拥有更好附着力和耐化学性。选用水性环氧改性丙烯酸乳液，更大程度提高了涂层的耐腐蚀性。通过添加单臂碳纳米管导电材料可使涂膜表面形成一层导电薄膜进一步降低涂膜表面病原体和放射性污染物的附着。通过添加加入少量的纳米级石墨烯则可以更进一步提升涂膜表面的防腐性能。通过添加聚醚改性聚二甲硅氧烷可使涂膜表面的张力大幅降低使医疗废水中的细菌等杂质不易附着在涂膜表面。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决医疗废水管道的易腐蚀和水性话问题，确保与管道内壁具有良好的附着力和耐化学性，并因加入聚醚改性聚二甲硅氧烷使涂膜表面张力改变不易附着细菌和杂质，而加入单臂碳纳米管则使涂膜表面形成一层薄导电膜使病原体和放射性污染物无法附着。本发明是由双酚a型酚醛环氧水性分散体、水性环氧改性丙烯酸乳液、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、分散剂、润湿剂、流平剂、胺中和剂、增稠剂、颜料、水性三聚磷酸铝、单臂碳纳米管、纳米级石墨烯组成。

2、为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

3、一种水性医疗废水管道内壁防护漆的制备，重量份数原料组成：

4、主要原料配比

5、（1）防腐水浆的制备

6、纯水                                      49

7、润湿消泡剂104e                            1.0

8、分散剂tego 757w                           5

9、水性三聚磷酸铝（石家庄鑫盛化工）            40

10、纳米级石墨烯（山东金钱润新材料）            5

11、（2）导电浆的制备

12、纯水                                           16.25

13、润湿消泡剂104e                                 0.5

14、分散剂byk-190                                  7.5

15、单壁碳纳米管301                                10

16、铁红3#                                         15

17、气相二氧化硅r972                               0.75

18、（3）流平剂稀释处理

19、btk-381                                        50

20、pm                                             50

21、（4）消泡剂稀释处理

22、tego 830                                       30

23、纯水                                           70

24、（5）增稠剂的稀释处理

25、增稠剂 basf1130                                50

26、纯水                                           50

27、（6）胺中和剂的稀释处理

28、二甲基乙醇胺                                   10

29、纯水                                           90

30、（7）聚醚改性聚二甲基硅氧烷稀释处理

31、byk333                                         50

32、纯水                                           50

33、（8）调和

34、双酚a型酚醛环氧水性分散体wb4001                40-50

35、纯水                                           10-15

36、主要原料配比（4）稀释后的消泡剂tego 830          1.0-1.5

37、水性环氧改性丙烯酸乳液dc-106                   4-7

38、丙二醇甲醚                                     3-4

39、润湿剂tego 4100                                0.3-0.5

40、润湿消泡剂104e                                 0.1-0.2

41、主要原料配比（3）稀释后的流平剂byk381            0.4-0.6

42、主要原料配比（2）分散好的导电水浆                16-20

43、主要原料配比（1）分散好防腐水浆                  4-7

44、主要原料配比（7）稀释后的聚醚改性聚二甲基硅氧烷  0.5-1

45、纯水                                           6-10

46、主要原料配比（6）稀释后的胺中和剂                0.3-1.5

47、主要原料配比（5）稀释后的增稠剂basf1130          0.2-0.5

48、上述原料说明：

49、所述双酚a型酚醛环氧水性分散体为美国陶氏化学的wb4001，水性环氧改性丙烯酸乳液为济宁棠邑化工的dc-106，所述的单壁碳纳米管导电材料为奥科希艾尔公司的tuball301，所述的水性三聚磷酸铝为石家庄鑫盛化工生产，所述的纳米级石墨烯为山东金钱润新材料生产，所述的聚醚改性聚二甲基硅氧烷byk333为毕克化学生产，所述的分散剂为迪高公司的tego757w，所述的润湿消泡剂为空气化学的104e，所述铁红3#为灵寿县杰灵矿产生产，所述分散剂byk-190为毕克化学公司生产，所述气相二氧化硅r972为德固赛公司生产，所述流平剂为毕克化学的byk-381，所述消泡剂为迪高公司的tego 830，所述的增稠剂为巴斯夫公司的basf1130，所述的胺中和剂为扬子石化的二甲基乙醇胺，所述的润湿剂为迪高公司的tego4100，所述的丙二醇甲醚为体系中的有机溶剂。

50、本发明进一步公开了水性医疗废水管道内壁防护漆的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：

51、（1）防腐水浆的制备

52、在不锈钢盆中加入纯水，开低速300-500转/分搅拌，然后加入润湿消泡剂104e，然后加入分散剂迪高757w搅拌10分钟，加入水性三聚磷酸铝后换高速1200-1500转/分搅拌10分钟，加入纳米级石墨烯高速1200-1500转/分搅拌30分钟，使用卧式砂磨机进行研磨分散直至色浆细度≤15μm后再研磨两遍，过滤出备用；

53、（2）导电浆的制备

54、在不锈钢盆中加入纯水，开低速300-500转/分搅拌，然后加入润湿消泡剂104e，加入分散剂byk-190搅拌10分钟，后换高速1200-1500转/分搅拌，加入单壁碳纳米管301，加入气相二氧化硅r972，加入铁红3#后搅拌30分钟，使用卧式砂磨机进行研磨分散直至色浆细度≤25μm，过滤出备用；

55、（3）流平剂稀释处理

56、在不锈钢盆中加入byk-381流平剂，开低速300-500转/分搅拌，然后加入丙二醇甲醚搅拌15分钟后备用；

57、（4）消泡剂稀释处理

58、在不锈钢盆中加入消泡剂tego 830，开低速300-500转/分搅拌，然后加入纯水搅拌15分钟后备用；

59、（5）增稠剂的稀释处理

60、在不锈钢盆中加入增稠剂basf1130，开低速300-500转/分搅拌，加入纯水搅拌15分钟后备用；

61、（6）胺中和剂的稀释处理

62、在不锈钢盆中加入纯水，开低速300-500转/分搅拌，加入胺中和剂二甲基乙醇胺搅拌5-10分钟后备用；

63、(7)聚醚改性聚二甲基硅氧烷稀释处理

64、 在不锈钢盆中加入纯水，开低速300-500转/分搅拌，加入byk333搅拌5-10分钟后备用；

65、（8）调和：按照下面顺序添加各种原料

66、依次在调漆罐中加入双酚a型酚醛环氧水性分散体wb4001开低速300-500转/分搅拌、纯水、主要原料配比（4）稀释后的消泡剂tego 830、水性环氧改性丙烯酸乳液dc-106、丙二醇甲醚、润湿剂tego 4100、润湿消泡剂104e、主要原料配比（3）稀释后的流平剂byk381后换高速1200-1500转/分搅拌、搅拌30分钟、主要原料配比（2）分散好的导电水浆、主要原料配比（1）分散好的防腐水浆、主要原料配比（7）稀释后的聚醚改性聚二甲基硅氧烷，搅拌20分钟、步骤（6）稀释后的胺中和剂调整ph值、步骤（5）稀释后的增稠剂调整粘度，全部性能合格后使用过滤机包装。

67、本发明是使用双酚a型酚醛环氧水性分散体wb4001为主体树脂，其对于医疗废水管道内壁有良好的附着力和耐化学性；通过添加水性环氧改性丙烯酸乳液dc-106进一步提高了涂层的耐腐蚀性；通过添加单壁碳纳米管301使涂膜表面形成一层导电薄膜进一步降低涂膜表面病原体和放射性污染物的附着；通过添加加入少量的纳米级石墨烯则可以更进一步提升涂膜表面的防腐性能；添加聚醚改性聚二甲硅氧烷可使涂膜表面的张力大幅降低使医疗废水中的细菌等杂质不易附着在涂膜表面；通过添加三聚磷酸铝可以使漆膜防腐性能提高；通过优选迪高757w分散剂使得单壁碳纳米管301得到极佳的分散，并具备良好的储存稳定性和耐水性；通过添加byk-190分散剂使得防腐水浆得到很好的分散；通过添加气相二氧化硅r972使得导电浆具备一定的防沉效果；通过复配添加润湿剂迪高4100和润湿消泡剂104e使得涂料提高了底材润湿性，并具备较好的消泡效果；通过添加消泡剂迪高830可起到良好的消泡效果；通过添加丙烯酸类流平剂byk-381使漆膜具有良好的流平性；通过添加胺中和剂可以有效控制涂料的ph值，提升储存稳定性；通过添加碱溶涨增稠剂basf1130可在少量添加的情况下有效控制涂料的粘度。

68、使用上述原料调制的医疗废水管道内壁防护漆为水性产品，符合环保法规要求；与管道内壁有良好的附着力；具有优异的耐各项液体介质的能力；并具有使细菌、病原体、放射性物质等杂质难附着的能力。

69、本发明同时也开了水性医疗废水管道内壁防护漆在用于医疗废水管道内壁涂装方面的应用。所述的应用指的是防护漆降低了医疗废水中的细菌杂质附着在涂膜表面，实验结果显示，使用本发明产品因涂膜性能良好、且涂膜平整光滑。同时也可以使涂膜表面张力改变，细菌、病原体、放射性物质等杂质很难附着在涂膜表面，更好的提高了防腐性能。

70、本发明更加详细的描述如下：

71、本发明所述水性医疗废水管道内壁防护漆的制备方法，包括如下步骤：

72、（1）防腐水浆的制备：

73、在不锈钢盆中加入纯水，开低速搅拌（300-500转/分），然后加入润湿消泡剂104e后换高速搅拌（1200-1500转/分）（此处加入润湿消泡剂104e可以有效避免研磨过程中产生较多的起泡），加入分散剂迪高757w搅拌10分钟（经过实验对比迪高757w分散剂在降低体系粘度和耐水性方面都有极佳表现），加入水性三聚磷酸铝高速1200-1500转/分搅拌10分钟，加入纳米级石墨烯高速1200-1500转/分搅拌30分钟（在研磨之前配料浆需要充分搅拌可以提高研磨效率），使用卧式砂磨机进行研磨分散直至色浆细度≤15μm后再研磨两遍，过滤出备用（需研磨2-3遍）；

74、（2）导电浆的制备；

75、在不锈钢盆中加入纯水，开低速搅拌（300-500转/分），然后加入润湿消泡剂104e，加入分散剂byk-190搅拌10分钟，此步骤是为了使润湿剂、分散剂均匀的分散至水中；后换高速搅拌（1200-1500转/分），加入单壁碳纳米管301，加入气相二氧化硅r972，加入铁红3#后搅拌30分钟（在研磨之前配料浆需要充分搅拌可以提高研磨效率），使用卧式砂磨机进行研磨分散直至色浆细度≤25μm，过滤出备用（单臂碳纳米管原始粒径很小但是难于分散均匀，一般需要研磨3-4遍），细度至25μm后还需继续研磨分散2遍，确保导电浆彻底分散均匀，并可提高导电浆的储存稳定性；

76、（3）流平剂稀释处理

77、在不锈钢盆中加入byk-381流平剂，开低速搅拌（300-500转/分），然后加入丙二醇甲醚搅拌15分钟后备用（此步骤的目的是为了流平剂加入到体系中更容易搅拌均匀，避免产生缩孔等漆病）。

78、（4）消泡剂稀释处理

79、在不锈钢盆中加入消泡剂tego 830，开低速搅拌（300-500转/分），然后加入纯水搅拌15分钟后备用（此步骤的目的是为了消泡剂加入到体系中更容易搅拌均匀，避免产生缩孔等漆病）。

80、（5）增稠剂的稀释处理

81、在不锈钢盆中加入增稠剂basf1130，开低速搅拌（300-500转/分），加入纯水搅拌15分钟后备用（此步骤的目的是为了增稠剂加入到体系中更容易搅拌均匀，避免产生颗粒杂质）；

82、（6）胺中和剂的稀释处理

83、在不锈钢盆中加入纯水，开低速搅拌（300-500转/分），加入胺中和剂二甲基乙醇胺搅拌5-10分钟（此步骤的目的是为了胺中和剂加入到体系中更容易搅拌均匀，直接加入原液容易产生胶化颗粒）；

84、(7)聚醚改性聚二甲基硅氧烷稀释处理

85、 在不锈钢盆中加入纯水，开低速300-500转/分搅拌，加入byk333搅拌5-10分钟后备用（此步骤的目的是为了消泡剂加入到体系中更容易搅拌均匀，避免产生缩孔等漆病）；

86、（8）调和：按照下面顺序添加各种原料

87、依次在调漆罐中加入双酚a型酚醛环氧水性分散体wb4001开低速300-500转/分搅拌、纯水（双酚a型酚醛环氧水性分散体的主溶剂为水，为避免其他原料加入后导致的混溶性变差先期要加一部分醇）、主要原料配比（4）稀释后的消泡剂tego 830、水性环氧改性丙烯酸乳液dc-106、丙二醇甲醚、润湿剂tego 4100、润湿消泡剂104e、主要原料配比（3）稀释后的流平剂byk381后换高速1200-1500转/分搅拌、搅拌30分钟（上面加入的各种原料不会引起体系触变增稠，在此时将消泡剂、润湿剂、流平剂高速分散可以得到最佳的效果）、主要原料配比（2）分散好的导电水浆、主要原料配比（1）分散好的防腐水浆、主要原料配比（7）稀释后的聚醚改性聚二甲基硅氧烷，搅拌20分钟、步骤（6）稀释后的胺中和剂调整ph值（将ph值调至8-8.5，在添加胺中和剂时体系粘度会增加，一定要缓慢加入避免局部形成胶粒物质）、步骤（5）稀释后的增稠剂调整粘度（选用的增稠剂为碱溶涨型，增稠效率相对很高，将粘度调至70-80ku即可），全部性能合格后使用过滤机包装。

88、主要原料配比

89、（1）防腐水浆的制备

90、纯水                                           49

91、润湿消泡剂104e                                 1.0

92、分散剂tego 757w                                5

93、水性三聚磷酸铝（石家庄鑫盛化工）                 40

94、纳米级石墨烯（山东金钱润新材料）                 5

95、（2）导电浆的制备

96、纯水                                           16.25

97、润湿消泡剂104e                                 0.5

98、分散剂byk-190                                  7.5

99、单壁碳纳米管301                                10

100、铁红3#                                         15

101、气相二氧化硅r972                               0.75

102、（3）流平剂稀释处理

103、btk-381                                        50

104、pm                                             50

105、（4）消泡剂稀释处理

106、tego 830                                       30

107、纯水                                           70

108、（5）增稠剂的稀释处理

109、增稠剂 basf1130                                50

110、纯水                                           50

111、（6）胺中和剂的稀释处理

112、二甲基乙醇胺                                   10

113、纯水                                           90

114、（7）聚醚改性聚二甲基硅氧烷稀释处理

115、byk333                                         50

116、纯水                                           50

117、（8）调和

118、双酚a型酚醛环氧水性分散体wb4001                40-50

119、纯水                                           10-15

120、主要原料配比（4）稀释后的消泡剂tego 830          1.0-1.5

121、水性环氧改性丙烯酸乳液dc-106                   4-7

122、丙二醇甲醚                                     3-4

123、润湿剂tego 4100                                0.3-0.5

124、润湿消泡剂104e                                 0.1-0.2

125、主要原料配比（3）稀释后的流平剂byk381            0.4-0.6

126、主要原料配比（2）分散好的导电水浆                16-20

127、主要原料配比（1）分散好防腐水浆                  4-7

128、主要原料配比（7）稀释后的聚醚改性聚二甲基硅氧烷  0.5-1

129、纯水                                           6-10

130、主要原料配比（6）稀释后的胺中和剂                0.3-1.5

131、主要原料配比（5）稀释后的增稠剂basf1130          0.2-0.5

132、本发明有效的解决了目前医疗废水管道内壁涂料耐腐蚀、耐化学性差的问题。并且水性化了管道内壁的喷涂工艺，解决了环保问题；选用的双酚a型酚醛环氧水性分散体wb4001的固体份为75%，其环氧基含量高，固话后交联密度高，使其与管道内壁有良好的附着力和耐化学性；选用的水性环氧改性丙烯酸乳液dc-106 固体份为50%，其固化后硬度高、光泽高使得涂膜有更好的耐腐蚀性；通过添加byk333聚醚改性聚二甲硅氧烷可使涂膜表面的张力大幅降低使医疗废水中的细菌等杂质不易附着在涂膜表面；添加少量的单壁碳纳米管可使涂膜表面形成一层导电薄膜进一步降低涂膜表面病原体和放射性污染物的附着；而加入少量的纳米级石墨烯则可以大幅提升涂膜表面的防腐性能；体系中加入了非硅润湿剂迪高4100和炔二醇润湿剂104e，作为水性漆的常用润湿剂迪高4100可以显著改善基材润湿性，并因其非硅类结构适合用在底漆中，不影响与面漆的层间附着力，同时配合使用了炔二醇润湿剂104e，104e润湿剂在改善基材润湿性的前提下又具备较好的消泡功能，避免加入有机硅消泡剂难以分散的问题；使用的消泡剂迪高830为不含有机硅消的泡剂浓缩溶液，在少量添加时就可以有效控制体系中的气泡产生，且不会导致漆膜表面产生缺陷和影响与面漆的配套施工性；有机溶剂使用了丙二醇甲醚，可与体系中的水互溶提高溶解力，并在低温烘干时可与水快速共沸使漆膜快速干燥；添加胺中和剂的目的是一来调整体系的ph值，二来会对体系有一定的增稠效果，所以要将胺中和剂提前用纯水稀释处理，避免添加时局部因粘度突然增涨而出现胶粒，ph值要控制在8.0-8.5为宜；使用的增稠剂basf1130为碱溶涨型，在添加量极少的情况下就可以将体系粘度调整合格，使用前也需要用纯水进行稀释处理。

133、本发明公开的一种水性医疗废水管道内壁用防护漆与应用与现有技术相比所具有的积极效果在于：

134、（1）采用双酚a型酚醛环氧水性分散体和水性环氧改性丙烯酸乳液搭配使用，使其涂膜与底材的附着力更强，提高了耐各种液体介质、耐腐蚀性。

135、(2)首次使用单壁碳纳米管材料作为涂膜导电材料，因其特殊结构，较低的添加量便可使漆膜导电，配合聚醚改性聚二甲硅氧烷可使涂膜表面张力改变，细菌、病原体、放射性物质等杂质很难附着在涂膜表面，更好的提高了防腐性能。对比导电钛白粉、纳米氧化锌铝复合材料等产品成本具备明显优势；并因其添加量少在配方中可搭使用其他材料的选择性更多，而纳米钛白粉、纳米氧化锌铝复合材料方案中均是以导电材料为主，再添加其他原料都会明显影响漆膜电阻值。