一种无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料

摘要

本发明介绍了一种无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，总量中甲组分为：E44环氧树脂5～10%、NPPN-631环氧树脂5～10%、磷酸三甲苯酯1～7.5%、氧茚树脂1～7.5%、活性稀释剂1～5%、BYK消泡剂0.1～0.5%、HX流平剂0.1～0.5%、多功能流变剂1～4%、三聚磷酸铝5～10%、硅灰石粉5～10%、滑石粉10～20%、活性二氧化硅5～1%、其它颜填料5～10%；乙组分为：腰果酚改性胺10～30%、改性硅烷偶联剂0.1～0.5%。本发明的涂料可采用单组份或双组分高压无气喷涂，附着力强，防腐性好，粘度低，适用期长，一次性涂装可达300～400μm不流挂，使用安全，节能环保。

权利要求

1.一种无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，其特征是包括甲乙组分，其中甲组分各原料占甲乙组分总量的质量百分比为：E44环氧树脂5～10%、NPPN-631环氧树脂5～10%、磷酸三甲苯酯1～7.5%、氧茚树脂1～7.5%、活性稀释剂1～5%、BYK消泡剂

0.1～0.5%、HX流平剂0.1～0.5%、多功能流变剂1～4%、三聚磷酸铝5～10%、硅灰石粉

5～10%、滑石粉10～20%、活性二氧化硅5～10%、其它颜填料5～10%；乙组分各原料占甲乙组分总量的质量百分比为：腰果酚改性胺10～30%，改性硅烷偶联剂0.1～0.5%；多功能流变剂是凹土和气相二氧化硅质量比3：1的混合物；滑石粉为超细或纤维的滑石粉；云母粉为片状的云母粉；活性二氧化硅是指经过硅烷偶联剂处理的亚纳米材料的活性二氧化硅，硅烷偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷；改性硅烷偶联剂为道森尼AD-9改性硅烷偶联剂。

2.根据权利要求1所述无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，其特征是：

NPPN-631环氧树脂属于液体酚醛环氧类环氧树脂，环氧当量168～178g/eq，黏度：

25℃1100～1700cps。

3.根据权利要求1所述无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，其特征是：所述的活性稀释剂是环氧丙烷丁基醚。

4.根据权利要求1所述无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，其特征是：所述的BYK消泡剂是BYK-A530，HX流平剂是HX-3300。

5.根据权利要求1所述无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，其特征是：所述的其它颜填料为氧化铁红、氧化铁黄或者钛白粉。

6.根据权利要求1所述无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，其特征是：所述的腰果酚改性胺为上海美东生物材料有限公司生产的MD-2015腰果酚改性胺固化剂。

说明书

一种无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种化工材料领域技术，特别是一种无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料。

背景技术

[0002] 目前我国对船舶、码头、桥梁、海洋钻井平台、采油平台以及海底管道等防腐工程，80%以上采用溶剂型环氧涂料进行保护，而溶剂挥发污染环境，对人体健康造成影响，另外溶剂易燃、易爆带来不安全因素，而且多道涂装，施工周期长，劳动强度大，尤其在成膜过程中，由于溶剂的挥发，给漆膜带来针孔，影响防腐效果。

[0003] 无溶剂重防腐涂料属于高效、安全、环保、节能型涂料，在抵抗腐蚀、抵抗化学物品等方面性能很好，对经过良好处理的表面附着力很强，对没有处理过的钢板边缘具有强大的覆盖能力，在固化成膜，涂层干燥过程中收缩系数小，干燥以后没有伸长力。无溶剂涂料在涂装时，能明显减少施工道数，节时、节能、节成本。由于其无溶剂，给封闭舱室施工减少了通风量，并对施工人员无害，安全，环保，而且涂层无针孔，极大地提高了防腐效果。

[0004] 发明名称为《无溶剂型古马隆改性环氧重防腐涂料》的中国专利CN102051105 A，公开了一种无溶剂型改性环氧重防腐涂料，尤其指采用双组分高压无气喷涂重防腐涂料。从专利看出，其采用双组分高压无气喷涂，此设备引进相对小型船厂和工程项目而言，投资大，增加了投资风险，减少了涂料的使用范围，另外与车间底漆配套等性能，文章未做阐述。
经检索，未见有磷酸三甲苯酯改性的无溶剂环氧重防腐涂料的专利报告。

[0005] 现有无溶剂环氧重防腐涂料在国内尚未得到广泛应用的原因，主要由于其粘度高，甲乙组份混合后适用期短，与面漆的配套性差，而且对环境湿度较敏感。

[0006] 目前国内海洋环境中的钢结构构件防腐80%采用溶剂型环氧涂料进行防腐，然而溶剂型环氧涂料由于其含有溶剂，成膜过程中涂层必然留有针孔，影响防腐性能，如果需要干膜厚度为300～400µm的漆膜，需多道涂装，费工费时，另施工由于溶剂挥发，会影响人体健康，并给施工带来不安全因素，而且污染环氧，浪费资源，而现有无溶剂环氧涂料，由于粘度高，适用期短，影响其广泛使用。

[0007] 需要一种实现一次性涂装干膜厚度最高可达300～400μm，体现低粘度，适用期长，抗流挂性能好，与车间底漆、各种面漆配套性好的新涂料。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，提供一种附着力强，机械强度高，防腐性能优异，施工工艺性能好，节能，环保，低成本的无溶剂改性环氧重防腐涂料，可用于船舶、码头、桥梁、海洋钻井平台、采油平台以及海底管道等海洋环境中的钢结构构件。

[0009] 为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

[0010] 本发明的一种无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，包括甲乙组分，其中甲组分各原料占甲乙组分总量的质量百分比为：E44环氧树脂5～10%、NPPN-631环氧树脂5～10%、磷酸三甲苯酯1～7.5%、氧茚树脂1～7.5%、活性稀释剂环氧丙烷丁基醚1～5%、BYK消泡剂0.1～0.5%、HX流平剂0.1～0.5%、多功能流变剂1～4%、三聚磷酸铝5～10%、硅灰石粉5～10%、滑石粉10～20%、活性二氧化硅5～10%、其它颜填料5～10%；乙组分各原料占甲乙组分总量的质量百分比为：腰果酚改性胺10～30%、改性硅烷偶联剂0.1～
0.5%；所述的多功能流变剂是凹土和气相二氧化硅质量比3：1的混合物。

[0011] 所述的NPPN-631环氧树脂属于液体酚醛环氧类环氧树脂，环氧当量168～178g/eq，黏度：25℃1100～1700cps。

[0012] 所述的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚。具体指标为：环氧值eq/100g：≥0.60；有机氯eq/100g：≤0.02；无机氯eq/100g：≤0.001，粘度mpa.s/25℃：≤10。

[0013] 所述的E44环氧树脂，环氧当量210～244g/eq，其他指标为：软化点：15～23℃，黏度：25℃，6～10Pa•S，属于液体双酚A类环氧树脂。

[0014] 所述的BYK消泡剂为有机硅消泡剂。进一步优选BYKA-530牌号。

[0015] 所述的HX流平剂是属于非硅类。进一步优选HX-3300牌号。

[0016] 所述的滑石粉为超细或纤维的滑石粉。

[0017] 所述的云母粉为片状的云母粉。

[0018] 所述的活性二氧化硅是指经过硅烷偶联剂处理的亚纳米材料的活性二氧化硅。处理方法为：活性二氧化硅和硅烷偶联剂按照质量比为2：1进行均匀混合，然后放置于离心机中离心分离即可。优选的硅烷偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，进一步优选美国道康宁的SH-6030。

[0019] 所述的其它颜填料是氧化铁红、氧化铁黄或者是钛白粉。

[0020] 所述的腰果酚改性胺是天然长链取代酚醛胺固化剂，含有脂肪族氨基、弱酸性的酚羟基以及苯环上带的含双键C15长链。进一步优选上海美东生物材料有限公司生产的MD-2015腰果酚改性胺固化剂。

[0021] 所述的改性硅烷偶联剂，沸点：217℃、比重：0.92、闪点：98℃。对无机材质具有很好的亲和作用。进一步优选道森尼AD-9改性硅烷偶联剂。

[0022] 本发明的无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料，其制备方法为：首先在100℃蒸汽加热的条件下，充分溶解氧茚树脂、磷酸三甲苯酯、活性稀释剂所组成的环氧改性剂，搅拌均匀，过滤包装备用；其次把制备好的环氧改性剂和配方中的树脂、助剂在高速分散的条件下，分散均匀，然后加入其它的颜填料，细度≤100μm，过滤包装即可使用。

[0023] 本发明为解决无溶剂环氧涂料成本高，适用期短，施工工艺复杂，与面漆、车间底漆配套、对环境温度敏感度高等技术问题，技术方案原理在于：

[0024] （1）在涂料中加入磷酸三甲苯酯，水解后，产生磷酸根离子钝化钢板，从而使阳极极化，极大地提高了涂层的防腐性和附着力；改性后的无溶剂环氧涂料，其粘度低，适用期满足了施工工艺要求，与车间底漆、各种面漆有良好的配套性，为在船舶上大规模使用提供必要的技术，不仅降低了涂料成本，还提高了涂料的储存稳定性和漆膜的柔韧性。

[0025] （2）在涂料中加入氧茚树脂，不仅与磷酸三甲苯酯、环氧树脂有良好的相溶性，而且它进一步提高涂层的耐水性、耐酸碱性和绝缘性，改进和提高纯环氧易于失光和粉化的弊病，还进一步降低了涂料成本。

[0026] （3）运用一个分子中含有两个以上的环氧基的树脂与液体双酚A环氧树脂优化组合，有效的增加交联密度，使结构致密，涂层坚韧，防腐蚀性优良，耐盐雾达3000h，耐80℃热盐水浸泡达1000h不锈蚀、不脱落、不起泡，划痕处剥离≤6mm的优异性能。

[0027] （4）优选凹土和气相二氧化硅组成多功能流变助剂，性能优异，生产工艺简单，施工性能好，单道干膜厚度达300～400µm，环境友好，省时省工，节能节资。

[0028] （5）运用经过偶联剂处理的亚纳米材料的活性二氧化硅，超细或纤维的滑石粉，片状的云母粉，显现亚纳米材料功能，使涂层更为紧密，渗透性降低，防腐性更优越，耐磨性更强，同时活性二氧化硅还起到触变防沉作用，经在-1.5v电极电位条件下，主涂层干膜厚度为320µm左右，直接喷涂在裸露钢板上，阴极剥离≤4mm，喷涂在本公司生产的暴晒2个月的车间底漆上，阴极剥离≤8mm，完全达到GB/T6822-2007和GB/T7790-2008标准要求指标。

[0029] （6）优选腰果酚改性胺固化剂与AD-95改性硅烷偶联剂组合成无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料固化剂，表现粘度低，相容性好，固化快，涂层坚韧强度高，耐水性好，耐盐雾性好，附着力强，防腐蚀性优，经附着力拉开法测试达5.0Mpa以上，冲击40cm，柔韧性2级，实验数据表明，作为无溶剂改性环氧重防腐涂料达到了较高标准。

[0030] 表1是无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料主要技术指标。

[0031] 表1无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料主要技术指标

[0032]

[0033] 从表1的主要技术指标说明本涂料可船舶、码头、桥梁、海洋钻井平台、采油平台以及海底管道、地下埋管等钢结构构件防腐工程项目中。

[0034] 通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

[0035] 本发明采用磷酸三甲苯酯和氧茚树脂改性的无溶剂环氧涂料，可采用双组份或单组份高压无气喷涂，具有优异的附着力，防腐性，在海洋严酷的腐蚀环境中能得到长期有效的保护，其粘度低，而且甲乙组份混合后适用期长，一次性涂装干膜厚度可达300～400µm不流挂，与车间底漆、各种面漆配套性好减少了涂装道数，缩短了施工周期，对人体健康无影响，使用安全，而且节能环保，市场广阔，具有重要的经济效益和社会效益。

附图说明

[0036] 图1是无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料改性剂生产流程图。

[0037] 图2是无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料甲组分生产流程图。

[0038] 图3是无溶剂型磷酸三甲苯酯改性环氧重防腐涂料乙组分生产流程图。

[0039] 图4是涂膜、底材二者之间的界面示意图。

[0040] 图中，1－底材，2－涂膜。

具体实施方式

[0041] 本发明实施例见表2如下：

[0042] 表2、实施例配比组成

[0043]甲组分原材料名称 实施例1 实施例2实施例3
E44 9 7.5 15
NPPN-631 1 7.5 5
磷酸三甲苯酯 10 5 2
氧茚树脂 4 5 5
活性稀释剂 5 3 1
BYK消泡剂 0.5 0.2 0.1
HX流平剂 0.5 0.3 0.1
多功能流变剂 3 2 1
三聚磷酸铝 5 8 3
硅灰石粉 15 8 9
滑石粉 19 17 15
活性二氧化硅 11 8.5 3
其它颜填料 8.9 7.7 10.3
乙组分原材料名称 实施例1 实施例2 实施例3
腰果酚改性胺 8 20 30
AD-95 0.1 0.3 0.5

[0044] 其中，实施例1的活性稀释剂牌号为NC-513，BYK消泡剂牌号为BYK-067A，HX流平剂为HX-3050，多功能流变剂是凹土和气相二氧化硅按照质量比4：1比例混合物，其他颜填料指氧化铁红，氧茚树脂为美国Cumar R-12。

[0045] 实施例2的活性稀释剂牌号为660A，BYK消泡剂牌号为BYK-A530，HX流X-3300，多功能流变剂是凹土和气相二氧化硅按照质量比3：1比例混合物，其他颜填料指钛白粉，氧茚树脂为美国Cumar R-16。

[0046] 实施例3的活性稀释剂牌号为6350，BYK消泡剂牌号为BYK-A530，HX流平剂为HX-3050，多功能流变剂是凹土和气相二氧化硅按照质量比2：1比例混合物，其他颜填料指氧化铁黄，氧茚树脂为美国Paradenel 35。

[0047] 以实施例2做性能试验，得到以下数据，见表3

[0048] 表3实施例2的性能数据

[0049]