長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料及其製備方法與應用的製作方法

2023-08-11 00:17:36

長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料，它是由主劑和固化劑組成，其中主劑與固化劑的重量份數為100：20～100：60。本發明通過使用低粘度環氧樹脂和改性酚醛樹脂配以顏料、防鏽料、填料、分散劑、消泡劑、流平劑、防流掛助劑等材料再配合腰果殼酚改性胺、改性脂肪胺、催化劑等製成無溶劑防腐塗料。其產品可在自幹或低溫烘烤條件下，塗於各種鋼鐵材質表面，一次塗裝漆膜厚度在800-1200μm時，乾燥迅速，不流掛，漆膜平整、具有優異的理化性能。長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料對鋼鐵材質製品起到極佳的長效保護作用廣泛用於輸油管道、港口、油罐、輸氣管道、需重防腐的鋼鐵材質等產品的塗裝。
【專利說明】長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於鋼鐵基材罐體、零部件或管道塗料防護領域，涉及環氧樹脂、改性酚醛樹脂塗料，更具體的說是一種長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料及其製備方法與應用。
【背景技術】
[0002]伴隨我國大項目的進程及城市集中工廠外遷的思路，我國每年的防腐項目正快速增加，防腐塗料用量也相應的大大增加，其中涉及的特殊環境、特殊要求也不斷出現。中國的油罐、地下管道、貯槽等等對防腐漆都有非常大的需求量，對防腐漆的要求也越來越高。伴隨國際、國內環保和人身保護意識的增強以及國家節能減排產業政策的實施，對塗料的環保性、人身傷害程度都有了越來越高的要求。我國北方地區是主要的石油產區，而與石油相關的產業中很多都伴隨著酸鹼等腐蝕環境，包括油罐、運輸管道等等相關的項目都對防腐塗料有嚴格的要求，特別是在較低溫度下需要進行施工及VOC排放量的降低都有現實的要求。在這樣的情況下，針對長效耐酸鹼、低溫乾燥和VOC排放量的大幅降低同時保持很好的防腐性能就成了我們研究塗料的目標。
[0003]中國與世界不斷在經貿、信息、資源等等各個方面接軌，現在全世界都意識到環境保護的重要性，中國作為發展中國家對世界環境的改善作出努力是責無旁貸的。在塗料領域水性化、高固體含量是塗料行業的兩大發展方向，高固體在成本上、性能上更顯現出強勁的競爭優勢。在防腐塗料領域，一直延續著傳統的品種和使用模式，大量的溶劑揮發對施工人員和環境都造成了很大的傷害。特別是在廣大的北方地區，由於溫度的降低使得溶劑揮發更加緩慢甚至不能施工，不但影響了項目進度也對施工人員和環境造成了更加嚴重和持續的傷害。近年酸雨量的持續增加，地下鹼性環境的增加更是對防腐領域造成重大損失。針對以上的問題，本項目以低粘度環氧樹脂、酚醛樹脂為基料，製備出的長效耐酸鹼、無溶劑塗料VOC含量極低，而且能在較低的溫度下施工乾燥，不僅大大降低了有害物質對人身、環境的危害而且其低溫乾燥的性能大大延長了北方地區的可施工時間，有效地解決了環保和低溫乾燥的難題。面對如此巨大的防腐工程市場，擁有長效耐酸鹼、可低溫乾燥和無溶劑三大優勢並保持很好的防腐性能的塗料將擁有廣闊的市場開發前景。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於，響應環保要求同時改進現有技術的不足之處，提供了一種長效耐酸鹼、可低溫乾燥的無溶劑防腐塗料，該塗料由主劑和固化劑組成，其中主劑與固化劑的重量份數為100:20~100:60o優選的重量份數為100:20_40。
[0005]特別優選的重量份數為100:20ο
[0006]特別優選的重量份數為100:30ο
[0007]特別優選的重量份數為100:50ο
[0008]本發明所述的主劑、固化劑包括下列重量份數的原料:
主劑:低粘度環氧樹脂20-40
改性酚醛樹脂5-10
顏料20-35
流平劑0.1-0.5
防鏽料8-15
抗流掛助劑0.2-0.5
消泡劑0.1-0.5
分散劑2-5
填料20-40
固化劑:
腰果殼酚改性胺25-65
改性脂肪胺10-50
催化劑0.5-3
本發明所述的顏料為碳黑6#、碳黑MA100、碳黑200#、碳黑505、鈦白粉BAO1-O 1、鈦白粉2905、鈦白粉232或鈦白粉3925，優選:碳黑505、鈦白粉3925。
[0009]本發明所述的低粘度環氧樹脂指的是:低粘度環氧128、低粘度環氧127、低粘度環氧KFG90或低粘度環氧KD929，優選:KFG90。
[0010]改性酚醛樹脂為:C0210、MD701、FD302、TY001或 C0320M，優選 TY001。
[0011]流平劑為:TORLLE356、BYK-0K、L1984-50或 XL480，優選:L1984_50。
[0012]防鏽料為:雲母氧化鐵、磷酸鋅或三聚磷酸鋁，優選:磷酸鋅。
[0013]抗流掛助劑為:BYK-410改性脲、BYK-430改性脲，優選:BYK_430改性脲。
[0014]填料為:滑石粉、伊利石粉、雲母粉、重晶石粉、重質碳酸鈣、沉澱硫酸鋇或白珠粉；優選:滑石粉、白珠粉、伊利石粉。
[0015]消泡劑為:二甲基矽油、EFKA-2020消泡劑、AlO消泡劑、BYK-052消泡劑或5800消泡劑，優選:5800消泡劑。
[0016]分散劑為:ANT204分散劑、ZR-4010分散劑、TA100-40分散劑、610分散劑、TA-103分散劑或ATU分散劑，優選:ANT204分散劑。
[0017]固化劑的腰果殼酚改性胺為:ZY5015、1041、1126、ΖΖ8015或BL-1021，優選ΖΥ5015。改性脂肪胺為:DG593、AD2143、AN2089M 或 KR6812，優選 KR6812.催化劑為:DMP-30、K54、咪唑或NX3，優選NX3。
[0018]本發明進一步公開了長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料的製備方法，包括如下步驟:
1、王劑製備
(I)配料、研磨:將上述重量份數的樹脂、分散劑、顏料、填料、防鏽料、消泡劑混合攪拌均勻，研磨至細度60-80 μ m。
[0019](2)調漆:在攪拌條件下加入流平劑、防流掛助劑，攪拌均勻，用塗-4杯於23°C測定塗料粘度為130±5KU秒，固體含量為98± 1%，過濾包裝；
2、固化劑製備:將上述重量份數的腰果殼酚改性胺、改性脂肪胺、催化劑，混合攪拌均勻，過濾包裝；
3、長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料的配比:使用時將分別包裝的主劑與固化劑以100:20~100:60的重量份數比混合攪拌均勻，即可進行噴塗施工。[0020]本發明更進一步公開了長效耐酸鹼、無溶劑塗料在防腐項目相關零部件、儲罐、輸油管道、輸氣管道、需重防腐的鋼鐵材質等塗裝中應用。其中需重防腐的鋼鐵材質產品為:需在惡劣環境中的管道、耐較強酸鹼的罐體或工件等類似基材。
[0021]本發明通過使用低粘度環氧樹脂，利用其自身特有的粘度低、防腐能力強的特性，使塗料具有很好的長效防腐性能，良好的施工性能和極佳的外觀，保證了產品的施工固體。
[0022]本發明通過改性酚醛樹脂的添加增強了塗膜的乾燥性、外觀裝飾性和耐腐蝕性，從整體上提聞了廣品的耐酸喊性能。
[0023]本發明的長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料，通過對分散劑、流平劑、防流掛助劑的合理配合解決了漆膜流掛和流平性的矛盾。
[0024]本發明的長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料，通過對腰果殼酚改性胺、改性脂肪胺和催化劑的合理配合解決了漆膜低溫不乾燥、固化劑有效份含量低的問題。
[0025]本發明的長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料，通過對填料及固化劑的配合調整使漆膜平整、飽滿柔和並且易打磨。
[0026]本發明的長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料，通過防鏽料的加入增強了漆膜的防腐性。
[0027]本發明的長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料，用以上低粘度環氧樹脂和改性酚醛樹脂配以顏料、分散劑、流平劑、防流掛助劑、防鏽料、消泡劑、填料等材料再配合腰果殼酚改性胺和改性脂肪胺固化劑製成「長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料」，可在自然條件下，塗於各種鋼鐵材質基材表面，一次塗裝漆膜厚度在800-1200 μ m時，低溫可以乾燥、不流掛、不起泡，漆膜平整、具有優異的理化性能，對鋼鐵材質製品起到極佳的防腐作用。
[0028]本發明製備的長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料(實施例1-3)檢測的各項指標如下:
1、性能指標:
原漆粘度(ASTM、23°C):130±5KU 固體含量:98 土 1%
固化:表幹:< 2h 實幹: 4 MPa
耐酸性(5%ff/V硫酸):1200h無變化 耐鹼性(5%W/V氫氧化鈉):1680h無變化 耐水性(蒸餾水23°C ): 1680h無變化 耐鹽水性(5%W/V氯化鈉):1500無變化 耐鹽霧性(5%ff/V氯化鈉):1600h無變化 耐油性(煤油23°C):1584h無變化2、產品特性:
本發明的「長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料」具有如下優異特性:
(O低溫乾燥性:本項目產品可以在零下5°C條件下乾燥，大大增加了該領域產品的可施工時間，對北方的施工有很好的推動作用。
[0029](2)固體含量高；本項目產品為無溶劑產品，固體含量達到98%，大大降低了 VOC排放量，明顯減小了對施工人員的傷害也符合國家對環保的要求。
[0030](3)厚塗性:本項目廣品可以嗔塗厚度達到1000Mm以上，不廣生流掛等漆病。
[0031](4)長效耐化學品性:本項目產品在耐酸、耐鹼、耐鹽霧、耐油等方面表現出優異的性能，能夠在非常惡劣的環境下對工件起到很好的、長效的防護作用。
[0032](5)抗劃傷性:本項目產品硬度高，在使用過程中不因清潔、輕度摩擦使漆膜表面產生明顯劃痕。
[0033]本發明的長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料與現有的塗料相比所具有的積極效果在於:
1、本發明的長效耐酸鹼、無溶劑塗料，其產品性能達到或超過國外同類產品水平，填補國內空白，滿足國內鋼鐵材質基材塗裝使用要求；解決了在較低溫度條件下施工，同時要求防腐效果優異的難題，產品符合高壓無氣施工要求；產品一次成膜厚度厚，能夠達到長效的耐酸、耐鹼、耐鹽霧、耐油等性能，具有更廣泛的使用市場；產品VOC含量極低，符合國家對環保的要求。
[0034]2、產品用途:「長效耐酸鹼、無溶劑塗料」主要用於鋼鐵材質基材領域如:輸油管道、輸氣管道、儲油罐及零部件等領域的塗裝。`【具體實施方式】
[0035]為了簡單和清楚的目的，下文恰當的省略了公知技術的描述，以免那些不必要的細節影響對本技術方案的描述。以下結合較佳實施例，對本發明做進一步的描述。
[0036]特別加以說明的是:低粘度環氧樹脂有市售；改性酚醛樹脂有市售；ΒΥΚ-0Κ、BYK-052、EFKA-2020、BYK-410等助劑，其中BYK代表畢克公司、EFKA代表埃夫卡公司。製備本發明的化學試劑均可以從市場上買到或容易地通過已知的方法製得。本發明所指的份數可以是克，公斤或噸，主要以生產的實際需要加以選定。
[0037]實施例1
主要原料配比:主劑:固化劑=100份:20份。
[0038]其中:
主劑:
低粘度環氧樹脂(KFG90 )25份
改性酚醛樹脂(TY001)5份
顏料(碳黑505、鈦白粉3925)20份
流平劑(L1984-50)0.3 份
防鏽料(磷酸鋅)11份
抗流掛助劑(BYK-430)0.3份
消泡劑(5800消泡劑)0.5份分散劑(ANT204)3份
填料(滑石粉)35份固化劑:
腰果殼酚改性胺(ZY5015)13份
改性脂肪胺(KR6812)6份
催化劑(NX3)1份實施例2
主要原料配比:主劑:固化劑=100份:30份。
[0039]其中:
主劑:
低粘度環氧樹脂(KFG90 )30份
改性酚醛樹脂(TY001)5份
顏料(碳黑505、鈦白粉3925)25份
流平劑(L1984-50)0.3 份
防鏽料(磷酸鋅)9份
抗流掛助劑(BYK-430)0.4份
消泡劑(5800消泡劑)0.3份 分散劑(ANT204)4份
填料(白珠粉)26份固化劑:
腰果殼酚改性胺(ZY5015)19份
改性脂肪胺(KR6812)9份
催化劑(NX3)2份實施例3
主要原料配比:主劑:固化劑=100份:50份 主劑:
低粘度環氧樹脂(KFG90 )38份
改性酚醛樹脂(TY001)8份
顏料(碳黑505、鈦白粉2905)20.2份
流平劑(L1984-50)0.1 份
防鏽料(磷酸鋅)8份
抗流掛助劑(BYK-430)0.5份
消泡劑(5800消泡劑)0.2份
分散劑(ANT204)5份
填料(伊利石粉)20份 固化劑:
腰果殼酚改性胺(ZY5015)32份
改性脂肪胺(KR6812)15份
催化劑(NX3)3份實施例1-3長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料的製備方法，包括如下步驟:
1、王劑製備
(1)配料、研磨:將上述重量份數的樹脂、分散劑、顏料、填料、防鏽料、消泡劑，混合攪拌均勻，研磨至60-80 μ m,優選70 μ m.(2)調漆:加入流平劑、防流掛助劑，攪拌調均勻，調節粘度到(ASTM、23°C)130±5KU，固體含量為98± 1%，過濾包裝.2、固化劑製備:將上述重量份數的腰果殼酚改性胺樹脂、改性脂肪胺樹脂、催化劑，混合攪拌均勻，調節粘度到(ASTM、23°C ) 60±5KU，固體含量為98± 1%，過濾包裝。
[0040]3、使用時將分別包裝的主劑與固化劑以100:20~100:60的重量份數比混合攪拌均勻，即可進行噴塗施工。
[0041]實施例4 比較試驗:
耐酸鹼的罐體的常規噴塗
方法:常規狀態下罐體採用三塗層複合塗層的配套來達到防腐性能，配套一般為環氧底漆、環氧中塗漆、聚氨酯面漆的三塗層配套。
[0042]步驟:1、對基材進行噴砂處理，達到相應的級別。
[0043]2、對處理好的基材進行環氧底漆的噴塗，按照環氧底漆的配比進行組份的混合併攪拌均勻後對基材進行噴塗。
[0044]3、待底漆完全乾燥，進行環氧中塗漆的噴塗，按照環氧中塗漆的配比進行組份的混合併攪拌均勻後進行噴塗施工。
[0045]4、待環氧中塗漆完全乾燥，進行聚氨酯面漆的噴塗，按照聚氨酯面漆的配比進行組份的混合併攪拌均勻後進行噴塗施工。
[0046]5、待聚氨酯面漆完全乾燥，整體的配套塗層完成。
[0047]結果:配套塗層完全乾燥後進行性能的測試:塗層耐鹼性，168h無異常；塗層耐酸性，168h無異常；耐鹽霧性，800h不起泡、不生鏽、不開裂。
[0048]耐酸鹼的罐體採用本發明的塗料噴塗
方法:採用兩塗層複合塗層的配套來達到防腐性能，配套為長效耐酸鹼、無溶劑塗料塗層、聚氨酯面漆塗層兩塗層配套。
[0049]步驟:1、對基材進行噴砂處理，達到相應的級別。
[0050]2、對處理好的基材進行長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料的噴塗，按照長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料的配比進行組份的混合併攪拌均勻後進行噴塗施工。
[0051]3、待長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料塗層完全乾燥後進行聚氨酯面漆的噴塗，按照聚氨酯面漆的配比進行組份的混合併攪拌均勻後進行噴塗施工。
[0052]4、待聚氨酯面漆完全乾燥，整體的配套塗層完成。
[0053]結果:配套塗層完全乾燥後進行性能的測試:塗層耐鹼性，1680h無異常；塗層耐酸性，1200h無異常；耐鹽霧性，1600h不起泡、不生鏽、不開裂。
[0054]結論:
(I)長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料塗裝簡便，簡化了塗裝工藝，大大節省了塗裝時間和塗裝成本，具有明顯市場推廣優勢。[0055](2)長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料耐酸、鹼性大大高於普通產品，具有長效耐酸鹼的特性，對於相應的領域具有積極的應用和推進作用。
[0056](3)長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料耐鹽霧性能大大優於普通產品，使得塗層防腐性能大大提高，應用領域、區域更加廣泛，能夠達到比較惡劣環境的防腐要求。
[0057]實施例5 (實際使用)
將實施例1-3製備的分別包裝的主劑與固化劑以100:20的重量份數比混合攪拌均勻，即可進行噴塗，我們使用高壓無空氣噴塗方法，噴塗於底材處理好的鋼鐵材質方管上，平面漆膜厚度1100 μ m，立面漆膜厚度1000 μ m，其結果漆膜外觀豐滿、平整；附著力(劃格法)mm≤2 ;硬度:≥2H，柔韌性:1 mm ;拉拔:≥5 MPa ;耐鹽霧性:(5%鹽水)1680小時，不起泡、不生鏽；耐硫酸(5%W/V):1320h，不起泡、不生鏽；耐氫氧化鈉(5%W/V ): 1800h,不起泡、不生鏽；耐油(煤油):1680h，不起泡，不變色。所噴塗的方管達到了防腐管道長效防護的塗裝標準。
[0058]儘管本發明結合它的專門的實施例已做了詳細的描述，但是很明顯對本【技術領域】的熟練人來說仍能做出各種各樣的變化和改進，都不會偏離本發明的精神實質和保護範圍。
【權利要求】
1.一種長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料，其特徵在於該塗料由主劑和固化劑組成，其中主劑與固化劑的重量份數為100:20~60 ;其中所述的主劑、固化劑為下列重量份數的原料: 主劑: 低粘度環氧樹脂20-40 改性酚醛樹脂5-10顏料20-35 流平劑0.1-0.5防鏽料8-15 抗流掛助劑0.2-0.5 消泡劑0.1-0.5分散劑2-5填料20-40 固化劑: 腰果殼酚改性胺25-50 改性脂肪胺25-50`催化劑0.5-3。
2.權利要求1所述的防腐塗料，其中顏料為碳黑6#、碳黑MA100、碳黑200#、碳黑505、鈦白粉BA01-01、鈦白粉2905、鈦白粉232或鈦白粉3925 ;防鏽料為雲母氧化鐵、磷酸鋅或三聚磷酸鋁；填料為滑石粉、伊利石粉、雲母粉、重晶石粉、重質碳酸鈣、沉澱硫酸鋇或白珠粉。
3.權利要求1所述的防腐塗料，其中流平劑為:WORLLE356、BYK-OK、L1984-50或XL480 ;抗流掛助劑為BYK-410或BYK-430 ;消泡劑為:二甲基矽油、EFKA-2020、AlO、BYK-052 或 5800 ;分散劑為 ANT204、ZR-4010、TA100_40、610、TA-103 或 ATU。
4.權利要求1所述的防腐塗料，其中固化劑的腰果殼酚改性胺為:ZY5015、1041、1126、ΖΖ8015 或 BL-1021 ;改性脂肪胺為:DG593、AD2143、ΑΝ2089Μ 或 KR6812 ;催化劑為:DMP_30、K54、咪唑或NX3。
5.一種製備權利要求1-4任一項所述長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料的製備方法，包括如下步驟: (1)主劑製備: A、配料研磨:將上述重量份數的樹脂、分散劑、顏料、填料、防鏽料、消泡劑混合攪拌均勻，研磨至細度60-80 μ m ； B、調漆:在攪拌條件下加入流平劑、防流掛助劑，攪拌均勻，用塗-4杯於23°C測定塗料粘度為130±5KU，固體含量為98 ±1%，過濾包裝； (2)固化劑製備:將上述重量份數的腰果殼酚改性胺、改性脂肪胺、催化劑，混合攪拌均勻，過濾包裝； (3)長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料的配比:使用時將分別包裝的主劑與固化劑以100:20~100:60的重量份數比混合攪拌均勻，即可進行噴塗施工。
6.權利要求1-4任一項所述長效耐酸鹼、無溶劑防腐塗料在輸油管道、港口、油罐、輸氣管道、需重防腐的鋼鐵材質產品塗裝中的應用。
7.權利要求1所述應用，其中的需重防腐的鋼鐵材質產品為:需在惡劣環境中的管道、耐較強酸鹼的 罐體或工件類似基材。
【文檔編號】C09D5/08GK103666201SQ201310679962
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】孟昭輝, 李華寧, 唐實, 姚學民, 李妲, 王玉鎖, 石佳 申請人:天津科瑞達塗料化工有限公司