一种厚浆环氧防腐涂料及其制备方法与流程

文档序号:37731640发布日期:2024-04-23 12:18阅读:25来源:国知局

本发明属于防腐涂料,具体涉及一种快干、特厚漆膜的厚浆环氧防腐涂料及其制备方法。


背景技术:

1、管道作为一种重要的工业设备,在各个领域扮演着不可或缺的角色,然而由于管道经常是暴露在恶劣的环境中,如高温、高压、潮湿或酸碱环境中,容易被腐蚀,严重影响管道的使用寿命和安全性。防腐涂料是一种能够有效防止管道表面被腐蚀和氧化的方法,通过施加防腐涂层,可以在管道表面形成一层保护膜,从而阻止腐蚀物质与管道金属的直接接触,避免管道表面发生破坏性的化学反应,从而减少腐蚀的发生。

2、管道所处的条件越恶劣,对防腐涂料的防腐要求就越高,其中一个重要的指标就是漆膜厚度,对于在海底使用的深海管道或地下管道或导弹筒,因为使用环境恶劣,腐蚀性大,而且对安全性能要求严格,对漆膜的耐腐蚀性和抗氧化的要求更高,进而对漆膜厚度要求更高,漆膜厚度要能达到超厚,比如2000μm以上的厚度才能更好减小管道主材氧化腐蚀的现象,且为了提高喷涂效率,要求漆膜的干燥速度快。目前的防腐涂料还不能够做到这个厚度同时具备其他优异性能。

3、比如,cn108690468a公开了一种多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐涂料及其制备方法,采用双酚a型中高低分子量环氧树脂搭配的混合体系,同时配合低挥发性高沸点芳烃溶剂,降低了施工中voc 量,但是其只能做到干膜厚度200μm以上不留挂。对于应用于海底管道或者对耐腐蚀耐酸碱要求高的军工管道而言,这样的干膜厚度是远远不够的。

4、cn101481576a公开了一种超厚膜无溶剂热喷快干重防腐涂料及其制备方法,其采用无溶剂的漆组分,该涂料虽然一次成膜厚度最大可达1000μm,但是由于其采用无溶剂组分,常温时粘度大,喷涂温度要达到50度,对施工环境要求搞,不便于施工,而且耗能高。

5、cn107199167a 公开了一种水下钢结构复合防护涂层及其制备方法,该涂层虽然能适用于水下钢结构的防腐要求,但是其从内到外依次包括烷氧基硅环氧底漆、环氧中间层、聚氨酯环氧面漆,为三层结构复合而成,明显增加了喷涂工作量,而且,每层喷涂完之后都要有相当长的固化时间,降低工作效率。

6、因此,需要开发出一种漆膜厚度超厚且干燥速度快的涂料,以满足市场的需求。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本发明提供一种可制成特厚漆膜且快干的厚浆环氧防腐涂料及其制备方法,该涂料干燥速度快、耐盐雾性好、体积固含量高,成膜厚度可达到1500μm以上。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的:一种厚浆环氧防腐涂料,由甲、乙两种组分构成,甲组分按重量份包括:75%的e20环氧树脂20~25份,e51环氧树脂3~6份,活性稀释剂3~5份,分散剂0.5~1.5份,防沉剂1.5~2.5份,消泡剂0.3~0.8份,环保无铅颜料5~15份,防流挂助剂3-7份,防锈填料30~40份,耐盐雾助剂0.5~1份,混合溶剂3~7份;乙组分按重量份包括:低温快干酚醛胺固化剂70~80份,稀释剂10~30份,促进剂3~5份;其中甲组份和乙组分的质量比为(6~8):1,所述涂料的成膜厚度≥1500μm。

3、现有技术中,环氧树脂制备的厚浆防腐涂料存在干燥速度偏慢、易流挂、成膜厚度达不到要求的问题,本技术采用e20环氧树脂的环氧当量为450-500,环氧值0.2,粘度较低,易于加工和涂覆,有利于提高施工效率,搭配热稳定性和力学强度优良的高环氧值e51,且e20环氧树脂的用量约为e51环氧树脂的3~5倍,搭配防流挂助剂的作用,在保证涂料强度的同时最大改善涂料的流挂性,提高涂料的成膜厚度。另外,现有的防腐涂料通常使用聚酰胺类固化剂,低温下反应速度慢,会使涂料干燥速度变慢,申请人发现低温快干酚醛胺固化剂配合稀释剂可加快环氧漆在常温和低温下的快速固化,并能改善环氧树脂的韧性和耐水性。

4、优选的,所述混合溶剂为二甲苯和正丁醇的混合液。

5、进一步优选的,所述二甲苯与正丁醇的质量比为(6~8):3。醇类溶剂延长涂料的可使用时间,且不会对涂料的干燥时间产生明显的影响。

6、本发明的厚浆环氧防腐涂料采用正丁醇和二甲苯的混合溶剂和活性稀释剂相结合,更能有效将涂料的粘度调至适应值,且相对无溶剂的环氧涂料,能加快其挥发速度,促进涂料干燥成膜,解决了现有厚浆型涂料的漆膜干燥时间偏长、易脆、流挂的不足,还能降低涂料的原料成本。

7、优选的,所述活性稀释剂为双环氧基团缩水甘油醚。

8、优选的,所述防流挂助剂为聚酰胺蜡浆、液体抗流挂助剂中的一种或几种。聚酰胺蜡浆如帝斯巴隆6900,液体抗流挂助剂如路博润250防流挂助剂.

9、优选的,所述防沉剂为蒙脱石类的膨润土、气相二氧化硅中的一种或几种。

10、优选的,所述的环保无铅颜料为金红石钛白粉、中色素炭黑、有机黄、酞青蓝颜料中的一种或几种。

11、优选的,所述的防锈填料为磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉和滑石粉的混合物。

12、更进一步优选的,所述防锈填料中磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉按质量比15:5:10:10的比例混合。

13、优选的,所述消泡剂为非硅型高分子聚合物消泡剂,如巴斯夫消泡剂efka 2720、中国台湾欣向荣公司的nx3830消泡剂。

14、优选的,所述耐盐雾助剂为一种多官能团杂化含亲水亲油有机化合物,如长沙迈诺科化工的d392、德谦海明斯的1051。

15、优选的,分散剂采用byk-203或byk-163。

16、本发明的另一目的是提供以上所述的一种厚浆环氧防腐涂料的制备方法,包括以下步骤:

17、s1、制备甲组份:将所述75%的e20环氧树脂、e51环氧树脂、活性稀释剂、分散剂、防沉剂、环保无铅颜料、防锈填料、耐盐雾助剂、混合溶剂置于密闭的反应釜中,高速分散均匀,然后静置润湿4-8小时,之后研磨至30μm以下,然后加入所述消泡剂并搅拌均匀,即得甲组分主剂,备用;

18、制备乙组分:将所述低温快干酚醛胺固化剂,如卡德莱nx5454或nx5198、稀释剂和促进剂混合均匀,即得乙组分主剂,备用;

19、s2、使用时,将甲组份和乙组分按(6~8):1的质量比混合均匀,即得所述厚浆环氧防腐涂料。

20、优选的,所述反应釜的分散速度为400-600转/min,分散时间为20-40min。

21、有益效果

22、本发明提供的涂料中,e51环氧树脂高固低粘,能有效提高施工体积固体份,施工体积固含可达到75%以上;非活性的混合溶剂和活性稀释剂配合使用,可高效地降低环氧树脂的粘度,提高涂料的流动性;滑石粉、云母粉等轻质颜料可有效降低漆液的密度,提高施工膜厚;防沉助剂搭配使用可以改善流挂性;以上综合作用从而实现一遍喷涂厚度可达到300μm以上,而且可以连续喷涂提高施工膜厚,最终实现膜厚1500μm以上不流挂。

23、本发明提供的涂料没有全部采用小分子量的环氧树脂,而是采用以中等分子量环氧树脂e20为主,搭配适量小分子量环氧树脂e51,既能满足涂料对强度的要求,且能速干;其次本发明的固化剂为低粘度的酚醛胺固化剂(如卡德莱nx5454或nx5198),具有优异的快速固化的特点,即使在低温下也是如此,以上综合作用使本发明的涂料表干时间小于4小时,实干时间不大于12h,且不流挂。

24、本发明提供的涂料采用混合溶剂和活性稀释剂配合,在常温下进行施工即可,对施工环境要求低,便于施工。

25、本发明提供的涂料通过多种防流挂助剂搭配,蜡浆、蜡粉和液体防流挂助剂改善施工流挂性,实现能够可以连续多次喷涂。

26、本发明提供的涂料通过耐盐雾助剂的使用,耐盐雾性能好。

27、实施方式

28、以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。需要说明的是,除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

29、实施例1

30、本实施例所提供的厚浆环氧防腐涂料,由甲、乙两种组分构成,甲组分按重量份包括:75%的e20环氧树脂25份,e51环氧树脂5份,活性稀释剂双环氧基团缩水甘油醚5份,分散剂(byk203)1份,防沉剂膨润土2.5份,消泡剂(efka 2720)0.3份,环保无铅颜料中色素炭黑10份,防流挂助剂6份(其中,帝斯巴隆6900蜡浆5份,路博润250液体防流挂助剂1份),防锈填料(按磷酸锌:三聚磷酸铝:云母粉:滑石粉=15:5:10:10的比例混合)40份,耐盐雾助剂(长沙迈诺科化工的d392)1份,混合溶剂5份,混合溶剂中二甲苯与正丁醇的质量比为7:3;乙组分按重量份包括:腰果酚改性酚醛胺固化剂80份,稀释剂丙二醇甲醚醋酸酯15份,空气化工k54固化剂5份;其中甲组份和乙组分的质量比为8:1。

31、本实施例的环氧防腐涂料的制备方法,包括以下步骤:

32、s1、制备甲组份:将所述75%的e20环氧树脂、e51环氧树脂、活性稀释剂、分散剂、防沉剂、环保无铅颜料、防锈填料(按磷酸锌:三聚磷酸铝:云母粉:滑石粉=15:5:10:10的比例混合)、耐盐雾助剂、混合溶剂置于密闭的反应釜中,高速分散均匀,分散盘的速度为500转/min,分散30min,然后静置润湿6小时之后研磨至30μm以下,再加入所述消泡剂并搅拌均匀,即得甲组分主剂,备用;

33、制备乙组分:将所述低温快干酚醛胺固化剂、稀释剂和促进剂混合均匀,即得乙组分主剂,备用;

34、s2、使用时,将甲组份和乙组分按8:1的质量比混合均匀,即得所述环氧防腐涂料。

35、本实施例的厚浆环氧防腐涂料采用高压无气喷涂机喷涂施工成膜。施工时,将甲、乙组份按要求比例混合后充分搅拌均匀,喷涂至表面处理合格的基材上,获得表面光滑、干燥快、防腐性能良好的漆膜。

36、该厚浆环氧防腐涂料的体积固含量达到约76%,一枪喷涂干膜厚度可达到300μm以上,连续喷涂多遍后,总膜厚可达到1600μm不流挂。300μm厚的膜表干时间小于4h,硬干时间小于12h,且该涂料的强度良好,具有较强的防腐功能。

37、实施例2

38、本实施例的一种环氧防腐涂料,由甲、乙两种组分构成,甲组分按重量份包括:75%的e20环氧树脂25份,e51环氧树脂6份,活性稀释剂双环氧基团缩水甘油醚5份,分散剂(byk203)1份,防沉剂聚酰胺蜡2.5份,消泡剂(nx3830)0.3份,环保无铅颜料中色素炭黑10份,防流挂助剂6份(其中,帝斯巴隆6900蜡浆5份,路博润250液体防流挂助剂1份),防锈填料(按磷酸锌:三聚磷酸铝:云母粉:滑石粉=15:5:10:10的比例混合)40份,耐盐雾助剂(长沙迈诺科化工的d392)1份,混合溶剂6份,混合溶剂中二甲苯与正丁醇的质量比为7:3;乙组分按重量份包括:腰果酚改性酚醛胺固化剂78份,稀释剂丙二醇甲醚醋酸酯17份,空气化工k54固化剂5份;其中甲组份和乙组分的质量比为8:1。

39、本实施例的一种环氧防腐涂料的制备方法同实施例1。

40、该厚浆环氧防腐涂料的体积固含量达到约76%,一枪喷涂干膜厚度可达到300μm以上,连续喷涂多遍后,总膜厚可达到1750μm不流挂。300μm厚的膜表干时间小于4h,硬干时间小于12h,且该涂料的强度良好,具有较强的防腐功能。

41、实施例3

42、本实施例的一种环氧防腐涂料,由甲、乙两种组分构成,甲组分按重量份包括:75%的e20环氧树脂25份,e51环氧树脂4份,活性稀释剂双环氧基团缩水甘油醚5份,分散剂(byk203)0.5份,防沉剂膨润土2.5份,消泡剂(nx3830)0.3份,环保无铅颜料中色素炭黑12份,防流挂助剂6份(其中,帝斯巴隆6900蜡浆5份,路博润250液体防流挂助剂1份),防锈填料(按磷酸锌:三聚磷酸铝:云母粉:滑石粉=15:5:10:10的比例混合)40份,耐盐雾助剂(长沙迈诺科化工的d392)1份,混合溶剂4份,混合溶剂中二甲苯与正丁醇的质量比为7:3;乙组分按重量份包括:腰果酚改性酚醛胺固化剂79份,稀释剂丙二醇甲醚醋酸酯16份,空气化工k54固化剂5份;其中甲组份和乙组分的质量比为8:1。

43、本实施例的一种环氧防腐涂料的制备方法同实施例1。

44、该厚浆环氧防腐涂料的体积固含量达到约75%,一枪喷涂干膜厚度可达到300μm以上,连续喷涂多遍后,总膜厚可达到1675μm不流挂。300μm厚的膜表干时间小于4h,硬干时间小于12h,且该涂料的强度良好,具有较强的防腐功能。

45、本实施例的一种环氧防腐涂料,由甲、乙两种组分构成,甲组分按重量份包括:75%的e20环氧树脂25份,分散剂(byk203)0.5份,防沉剂膨润土1.5份,消泡剂(nx3830)0.3份,环保无铅颜料中色素炭黑16份,帝斯巴隆6900蜡浆0.5份,防锈填料(按磷酸锌:三聚磷酸铝:云母粉:滑石粉=15:5:10:10的比例混合)40份,耐盐雾助剂(长沙迈诺科化工的d392)0.5份,混合溶剂15.7份,混合溶剂中二甲苯与正丁醇的质量比为7:3;乙组分按重量份包括:腰果酚改性酚醛胺固化剂35份,聚酰胺固化剂10份,空气化工k54固化剂2份,稀释剂丙二醇甲醚醋酸酯53份,其中甲组份和乙组分的质量比为5:1。

46、本对比例的一种环氧防腐涂料的制备方法同实施例1。

47、该环氧防腐涂料的质量固含量约75%,体积固含约53%,一枪喷涂干膜厚度约为40-60μm,连续喷涂湿膜达到225μm出现了轻微流挂。300μm干膜,表干4h,硬干20h,干燥偏慢。

48、本实施例的一种环氧防腐涂料,由甲、乙两种组分构成,甲组分按重量份包括:75%的e20环氧树脂25份,e51环氧树脂5份,分散剂(byk203)0.5份,防沉剂膨润土2.5份,消泡剂(nx3830)0.3份,环保无铅颜料中色素炭黑15份,帝斯巴隆6900蜡浆2份,防锈填料(按磷酸锌:三聚磷酸铝:云母粉:滑石粉=15:5:10:10的比例混合)35份,耐盐雾助剂(长沙迈诺科化工的d392)0.5份,混合溶剂14.2份,混合溶剂中二甲苯与正丁醇的质量比为7:3;乙组分按重量份包括:腰果酚改性酚醛胺固化剂45份,聚酰胺固化剂20份,空气化工k54固化剂3份,稀释剂丙二醇甲醚醋酸酯33份,其中甲组份和乙组分的质量比为8:1。

49、本对比例的一种环氧防腐涂料的制备方法同实施例1。

50、该环氧防腐涂料的质量固含约77%,体积固含约61%,显著提高,一枪喷涂干膜厚度可达到80-120um。连续喷涂湿膜厚度可达到425μm不流挂,局部达到450um处出现流挂。300um干膜,表干5h,硬干24h,表干和硬干严重偏慢。

51、本实施例的一种环氧防腐涂料,由甲、乙两种组分构成,甲组分按重量份包括:75%的e20环氧树脂25份,e51环氧树脂5份,活性稀释剂5份,分散剂1份,膨润土2.5份,消泡剂(nx3830)0.3份,环保无铅颜料10份,6900蜡浆4份,防锈填料(按磷酸锌:三聚磷酸铝:云母粉:滑石粉=15:5:10:10的比例混合)40份,耐盐雾助剂0.8份,混合溶剂6.4份;乙组分按重量份包括:低温快干酚醛胺固化剂70份,聚酰胺固化剂10份,混合稀释剂17份,促进剂3份;其中甲组份和乙组分的质量比为8:1。

52、本对比例的一种环氧防腐涂料的制备方法同实施例1。

53、该环氧防腐涂料的质量固含约85%,体积固含约74%,一枪喷涂干膜厚度可达到150-200μm。连续喷涂湿膜厚度可达675um不流挂,超过750um处有轻微流挂。300um干膜,表干4h,硬干20h,硬干时间未达到要求。

54、根据检测指标对对比例1~3和实施例1~3的环氧防腐涂料进行检测,得到结果如表1所示:

55、表1 不同环氧防腐涂料的性能参数

56、 检测项目 指标要求 对比例1 对比例2 对比例3 实施例1 实施例2 实施例3 测试方法 粘度 120-140ku,25±2℃ 120 125 130 138 140 140 gb/t9269-2009 细度 ≤40um 40 40 40 30 30 30 gb/t1724-2019 附着力 ≥5mpa 6.5-8.5 6.5-8 8-9.5 7-8.5 7.5-8 6-9 gb/t5210-2006 冲击强度 正冲50cm.kg 50 50 50 50 50 50 gb/t1732-2020 柔韧性 ≤2mm 2 2 2 2 2 2 gb/t1731-2020 流挂性 ≥800um 225 425 675 1600 1750 1675 gb/t9264-2012 耐盐水性(3%nacl) 30天无起泡,无生锈。 未测试 未测试 未测试 30天无起泡,无生锈。 30天无起泡,无生锈。 30天无起泡,无生锈。 gb/t9274-1988 耐盐雾性(5%nacl) 1000h无起泡、无生锈 未测试 未测试 未测试 1000h无起泡、无生锈 1000h无起泡、无生锈 1000h无起泡、无生锈 gb/t1771-2007 干燥时间 300um干膜,表干4h,硬干16h 300um干膜,表干4h,硬干24h 300um干膜,表干5h,硬干20h 300um干膜,表干4h,硬干14h 300um干膜,表干4h,硬干小于12h 300um干膜,表干4h,硬干小于12h 300um干膜,表干4h,硬干小于12h gb/t 1728-79 体积固含量 ≥72% 53% 61% 74% 76% 76% 75% gb/t 9272 不挥发物含量 ≥86% 75% 77% 85% 85.6% 85.2% 85.7% gb/t 1725

57、从对比例1-3的甲组分成分区别和测试数据分析可知,提高体积固含、增加防沉剂和蜡浆用量,能有效改善漆膜流挂性。同时酚醛胺固化剂与聚酰胺固化剂的添加量比例对对漆膜干燥影响很大,酚醛胺用量越大,漆膜硬干速度越快,因此最终选择用低温快干酚醛胺固化剂作为产品的乙组份,改善产品干燥速度。

58、从实施例1-3与对比例1-3的数据进行整体对比分析可知,本发明提供的环氧厚浆防腐涂料的流挂性得到很大的改善,能够做到1500μm以上的膜厚不流挂,并且膜的耐盐雾性能好,所以能够适应在海底管道或耐酸耐碱要求高的军工管道上使用;并且本发明提供的厚浆环氧涂料制成膜的干燥时间大大缩短,提高施工效率。

59、显然,以上仅为本发明的部分实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有前述各种技术特征的组合和变型,本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下,对本发明的改进、变型、等同替换,或者将本发明的结构或方法用于其它领域以取得同样的效果,都属于本发明包括的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1