具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料的制作方法
【專利摘要】一種具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，該環氧自修復帶銹涂料由環氧樹脂、酸性組合物、助劑、溶劑和固化劑等組成。其制備方法：利用偶聯劑進行酸性組合物包膜處理，再由包膜酸性組合物制備環氧自修復帶銹涂料。本發明可得到一種包膜完整的酸性組合物；包膜酸性組合物在環氧涂料中有很好地分散性和相容性，解決了直接加入不包膜的酸性組合物由于它們的溶解度高而引起涂層起泡的難題。本發明涂料具有非常強的銹層轉化和穩定能力，可廣泛應用于難以完全清除銹層的鋼結構部位的防腐蝕施工。
【專利說明】具有繡層轉化和穩定作用的環氧自修復帶繡涂料
[0001]【技術領域】
本發明涉及 一種具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，屬涂料【技術領域】。
[0002]【背景技術】
磷酸和單寧酸是環保型帶銹涂料的一種重要成分。如中國專利CN1084906公開了一種水性帶銹防腐涂料，其組分包括合成樹脂乳液、轉銹穩銹劑、滲透除油劑、磷化鈍化劑、水，其中轉銹穩定劑是草酸、酒石酸、丹寧酸、磷酸。中國專利CN1052317公開了一種水性帶銹涂料，由合成樹脂乳液、轉化劑、增稠劑、成膜助劑、凍融穩定劑及其他助劑組成，其中轉化劑是單寧酸或沒食子酸。由此看到磷酸和單寧酸主要用于水性帶銹涂料中，不適宜用于溶劑性涂料。這是因為磷酸中的水分與溶劑型涂料成膜物質的不相容，另外直接在溶劑型涂料中加入磷酸和單寧酸會使涂層嚴重起泡，造成涂層的保護作用喪失。
[0003]
【發明內容】

本發明目的是，為了能夠把磷酸和單寧酸更好用于溶劑型涂料中，也為了解決它們由于溶解度大而引起涂層起泡的難題，本發明提出一種具有銹層轉化和穩定作用的帶銹環氧涂料。
[0004]實現本發明的技術方案是，本發明利用磷酸和單寧酸等有機包膜的方法，解決酸性化合物與溶劑型涂料成膜物質的相容性問題；在環氧涂料中加入包膜后的酸性組合物，制得的環氧自修復帶銹涂層阻礙了腐蝕介質的滲透，使得涂層有非常好的防腐蝕性能，從而獲得用于銹蝕金屬基體表面的帶銹涂裝。
[0005]本發明具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料由以下兩組分構成: 組分一包括以下組分和含量(按質量份計):
環氧樹脂50~80 ;
助劑0.5~5 ;
酸性組合物0.5~15 ;
顏料I~25 ;
溶劑20~50 ;
組分二包括以下組分和含量(按質量份計):
溶劑O~75 ;
固化劑25~100 ；
組分一與組分二的配比為(100:1)~(100:80)；
所述的酸性組合物是酸性無機物與有機酸的混合物。酸性無機物是偏磷酸、磷酸二氫鹽。偏磷酸與磷酸二氫鹽的質量比為(1:0.1)~(1:10);磷酸二氫鹽如磷酸二氫鋁、磷酸二氫鋅、磷酸二氫錳、磷酸二氫鋇、磷酸二氫銨等。有機酸是植酸、單寧酸之一或它們的混合物。酸性無機物與有機酸的質量比為(1:0.1)~(1:10)。
[0006]所述的酸性組合物是偶聯劑包膜處理的酸性組合物。所述的偶聯劑是硅烷偶聯齊?。硅烷偶聯劑包括乙烯基類、氯烴類、氨烴基類、環氧烴基、甲基丙烯酰氧烷基類、含硫烴基類等，商品牌號如 WD-26、A150、WD-50、KH550、WD-60、KH560、WD70、KH570 等。[0007]環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂之一或它們的混合物。具體型號如 E51、E44、E42、E20、F-51、F-46、F-44 等。
[0008]固化劑可以是聚酰胺樹脂固化劑、環脂胺類固化劑、酚醛胺類固化劑或它們的混合物，目前市售的固化劑如 8115、650、651、203、600、T31、NX-2013、NX-2020、NX-2040、NX-2041 等。
[0009]溶劑是制備環氧涂料中常用的溶劑，如甲苯、二甲苯、異丙醇、正丁醇等。
[0010]所述助劑是涂料常用的分散劑、消泡劑、流平劑、防沉劑。分散劑如BYK公司的Disperbyk?-110、Disperbyk?_170、Disperbyk?_171、Disperbyk?_174。消泡劑如楠木化成株式公社的 0X-60、0X-88M、0X-70、#1950、#1951。流平劑如 Tego 化工公司的 Glide 100,GlideZG 400、Glide 406、Glide 410。防沉劑如有機改性膨潤土類，如臺灣德謙貿易股份有限公司的 VISCOGEL B4, VISCOGEL ED。
[0011 ] 本發明具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料的制備方法，其過程如下:
(I)包膜酸性組合物的制備
在反應釜中加入溶劑，再加入0.2%~1.5%溶劑質量的環氧樹脂，均勻混合后，加入2%~?5%溶劑量的 酸性組合物，在50(Tl500rpm攪拌0.2^1.5h，然后研磨2~15h，測試細度(40Mm后取出基料，按環氧樹脂與固化劑的質量比為(100:10)~(100:80)加入固化劑，在50(Tl500rpm攪拌0.2~1.5h。然后在6(T80°C反應2~5h，冷卻后離心得到的固體進行溶劑清洗、50^80 V噴霧干燥、氣流粉碎，得到包膜酸性組合物。
[0012](2)上述包膜酸性組合物加入到環氧樹脂、助劑、顏料和溶劑中，分散研磨，得到環氧自修復帶銹涂料組分一；
(3)環氧自修復帶銹涂料的組分二只需把固化劑用溶劑溶解即可；將組分二加入組分一中，常溫下固化I~7天形成環氧自修復帶銹涂層。
[0013]本發明的有益效果是可得到一種包膜完整的酸性組合物；包膜酸性組合物在環氧涂料中有很好地分散性和相容性，解決了直接加入不包膜的酸性組合物由于它們的溶解度高而引起涂層起泡的難題，酸性組合物在涂層與基材界面有水的情況下會緩慢釋放，對銹層產生轉化作用，并形成穩定的銹層產物；對無銹蝕的鋼鐵產生磷化作用和自修作用。另外，該環氧自修復帶銹涂料有良好的貯存穩定性。
[0014]本發明方法適用于具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料的規模化生產；本發明環氧自修復帶銹涂料產品可廣泛應用于難以完全清除銹層的鋼結構部位的防腐蝕施工。
【具體實施方式】
[0015]包膜酸性組合物的制備:
在反應釜中加入溶劑，再加入0.6%溶劑質量的E51環氧樹脂，均勻混合后，加入2%溶劑量的偏磷酸、1%溶劑量的磷酸二氫錳、1%溶劑量的單寧酸，在800rpm攪拌0.3h，然后研磨4h，測試細度<40Mm后取出基料，再加入0.24%溶劑質量的2040取代酚醛胺固化劑，在1000rpm攪拌0.5h。然后在70V反應3h，冷卻后離心得到的固體進行溶劑清洗、70°C噴霧干燥、氣流粉碎，得到包膜酸性組合物。
[0016]環氧自修復帶銹涂料的制備:比較例1:
在容器中加入64kg E51環氧樹脂,然后在攪拌狀態下加入0.5kg Disperbyk?-110分散劑、0.5kg VISCOGEL ED防沉劑、14.5kg二甲苯、沒有包膜處理的5.5kg酸性組合物(2.75kg偏磷酸、1.375kg磷酸二氫錳、1.375kg單寧酸)和15kg鈦白粉，攪拌40分鐘；再把這些環氧樹脂混合物進行研磨，得到環氧自修復帶銹涂料的組分一；在另外的容器中把50kg 2040取代酚醛胺固化劑溶解在50kg甲苯中，制成環氧自修復帶銹涂料的組分二 ；按組分一:組分二 =100:52的比例把組分二加入到組分一中，常溫下固化7天形成環氧自修復帶銹涂層。
[0017]實施例1:
在容器中加入64kg E51環氧樹脂,然后在攪拌狀態下加入0.5kg Disperbyk?_110分散劑、0.5kg VISCOGEL ED防沉劑、14.5kg 二甲苯、5.5kg上述包膜酸性組合物和15kg鈦白粉，攪拌40分鐘；再把這些環氧樹脂混合物進行研磨，得到環氧自修復帶銹涂料的組分一；在另外的容器中把50kg 2040取代酚醛胺固化劑溶解在50kg甲苯中，制成環氧自修復帶銹涂料的組分二 ；按組分一:組分二 =100:52的比例把組分二加入到組分一中，常溫下固化7天形成環氧自修復帶銹涂層。
[0018]實施例2:
在容器中加入64kg E51環氧樹脂,然后在攪拌狀態下加入0.5kg Disperbyk?_110分散劑、0.5kg VISCOGEL ED防沉劑、18.8kg 二甲苯、1.2kg上述包膜酸性組合物和15kg鈦白粉，攪拌40分鐘；再把這些環氧樹脂混合物進行研磨，得到環氧自修復帶銹涂料的組分一；在另外的容器中把50kg 2040取代酚醛胺固化劑溶解在50kg甲苯中，制成環氧自修復帶銹涂料的組分二 ；按組分一:組分二 =100:52的比例把組分二加入到組分一中，常溫下固化7天形成環氧自修復帶銹涂 層。
[0019]實施例3:
在容器中64kg E51環氧樹脂加入,然后在攪拌狀態下加入0.5kg Disperbyk?_110分散劑、0.5kg VISCOGEL ED防沉劑、7kg 二甲苯、13kg上述包膜酸性組合物和15kg鈦白粉，攪拌40分鐘；再把這些環氧樹脂混合物進行研磨，得到環氧自修復帶銹涂料的組分一；在另外的容器中把50kg 2040取代酚醛胺固化劑溶解在50kg甲苯中，制成環氧自修復帶銹涂料的組分二 ；按組分一:組分二 =100:52的比例把組分二加入到組分一中，常溫下固化7天形成環氧自修復帶銹涂層。
[0020]將上述三個實施例獲得的環氧自修復帶銹涂層進行鹽霧試驗:
利用鹽霧試驗來評價上述三種涂層的防腐蝕性能。鹽霧試驗依據國家標準GB/T 1771-2007進行，采用連續噴霧方式。溶液為5%NaCl (質量百分比)溶液，試驗溫度為35±2°C。涂層制備利用空氣噴涂方法把涂料噴涂到在戶外暴曬6個月后除去浮銹的150_X 75 mm X 3 mm的Q235鋼板上，常溫干燥7天后進行封邊，然后進行200小時鹽霧試驗。涂層干膜厚度為150 土 10
[0021]表1為涂層鹽霧試驗結果，涂層起泡情況表明在涂層中加入本發明包膜酸性組合物比加入沒有包膜處理的酸性組合物更能提高涂層的耐腐蝕性能。
[0022]表1涂層耐鹽霧試驗結果
【權利要求】
1.一種具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述環氧自修復帶銹涂料由以下兩組分構成； 組分一包括以下組分和含量(按質量份計): 環氧樹脂50~80 ; 助劑0.5~5 ; 酸性組合物0.5~15 ; 顏料1~25 ; 溶劑20~50 ; 組分二包括以下組分和含量(按質量份計): 溶劑O~75 ; 固化劑25~100 ； 組分一與組分二的配比為100:1~100:80o
2.根據權利要求1所述的具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述酸性組合物是酸性無機物與有機酸的混合物，酸性無機物與有機酸的質量比為(I:0.1)~(I:10)； 根據權利要求2所述的具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述酸性無機物是偏磷酸、磷酸二氫鹽，偏磷酸與磷酸二氫鹽的質量比為(I:0.ι、1~ (I:10);有機酸是植酸、單寧酸之一或它們的混合物。
3.根據權利要求1所述的具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述酸性組合物是經過偶聯劑包膜處理的酸性組合物。
4.根據權利要求4所述的具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述偶聯劑是硅烷偶聯劑。
5.根據權利要求1所述的具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂之一或它們的混合物。
6.根據權利要求1所述的具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述固化劑為是聚酰胺樹脂固化劑、環脂胺類固化劑、酚醛胺類固化劑或它們的混合物。
7.根據權利要求1所述的具有銹層轉化和穩定作用的環氧自修復帶銹涂料，其特征在于，所述帶銹涂料的制備方法按下列步驟進行: (1)包膜酸性組合物的制備 在反應釜中加入溶劑，再加入0.2%~1.5%溶劑質量的環氧樹脂，均勻混合后，加入2%~?5%溶劑量的酸性組合物，在50(Tl500rpm攪拌0.2^1.5h，然后研磨2~15h，測試細度(40Mm后取出基料，按環氧樹脂與固化劑的質量比為(100:10)~(100:80)加入固化劑，在500~l500rpm攪拌0.2~1.5h ;然后在6(T80°C反應2~5h，冷卻后離心得到的固體進行溶劑清洗、50~80°C噴霧干燥、氣流粉碎，得到包膜酸性組合物； (2)上述包膜酸性組合物加入到環氧樹脂、助劑、顏料和溶劑中，分散研磨，得到環氧自修復帶銹涂料組分一； (3)環氧自修復帶銹涂料的組分二只需把固化劑用溶劑溶解即可；將組分二加入組分一中，常溫下固化1~7天形成環氧自修復帶銹涂層。
【文檔編號】C09D5/08GK103980799SQ201410217362
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】萬軍彪, 楊又華, 唐囡, 尹桂來, 劉福春, 韓恩厚 申請人:國家電網公司, 國網江西省電力科學研究院, 中國科學院金屬研究所