專利名稱：一種適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料及其制備方法，可以應(yīng)用在多種基材表面，特別是鋁合金。
背景技術(shù)：
隨著人類環(huán)保意識的日益增強，對涂料中揮發(fā)性溶劑含量的限制越來越嚴格，盡管有水性涂料、粉末涂料、輻射固化涂料的發(fā)展,但是含有一定溶劑的高固體分防腐蝕涂料
以其獨有的特點，決定著它不可替代的地位。高固體分涂料雖已應(yīng)用在許多領(lǐng)域，但是由于鋁合金在自然條件下與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)易形成氧化膜，這層氧化膜具有較高的致 密性，導(dǎo)致許多涂料無法在其表面實現(xiàn)良好的附著，故在鋁合金基材表面應(yīng)用還很少，特別是隨著涂料固體分的增加，涂料的粘度也會增加，進而影響了涂料的噴涂效果，甚至無法滿足空氣噴涂的要求，使其應(yīng)用范圍受到影響；另外，高固體分防腐蝕涂料一般采用分子量較小的環(huán)氧樹脂作為成膜物，其成膜后硬度高、柔韌性差，在外力作用下，容易開裂，影響了涂料的防腐蝕效果。中國專利ZL200510134911. 4介紹了一種用于鋁合金底材的配套涂料，其中的環(huán)氧聚酰胺底漆可在鋁合金等多種基材上實現(xiàn)良好的附著，但其施工固體含量低，VOC含量較高。因此，迫切希望開發(fā)一種可在鋁合金等多種基材應(yīng)用、適合噴涂的低粘度，成膜后涂膜柔韌的高固體分防腐蝕涂料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種低粘度，成膜后涂膜柔韌的適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料。實現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(shù)方案是一種適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料，它是由組分A和組分B構(gòu)成的雙組分涂料，其中組分A由低分子量環(huán)氧樹脂15% 30%，改性環(huán)氧樹脂5% 10%，活性稀釋劑4% 8 %，二氧化鈦5 % 10 %，環(huán)保型防腐蝕顏料40 % 50%，助劑0. 1% 3%，余量為溶劑組成，以上百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)；所述組分A中的低分子量環(huán)氧樹脂為E-44、E-51、F44、F_51、KD-175X90中的一種；改性環(huán)氧樹脂為橡膠改性環(huán)氧樹脂、二聚酸改性環(huán)氧樹脂、氨酯改性環(huán)氧樹脂中的一種；活性稀釋劑為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、腰果油改性活性稀釋劑中的一種；組分B由含環(huán)氧基團的化合物8% 15%，帶有伯胺基團的脂肪族多元胺30 40 %，氨基硅烷偶聯(lián)劑8 15%，余量為溶劑的原料合成的，合成時，在反應(yīng)釜內(nèi)，加入配方量帶有伯胺基團的多元胺及溶劑，邊攪拌邊升溫至50 70°C后，開始滴加配方量含環(huán)氧基團的化合物進行加成反應(yīng)，2 4h滴加完畢，再保溫3 6h后，所得加成物冷卻至室溫，再加入氨基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻并過濾除雜質(zhì)后制得組分B，以上百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)；所述組分B中的含環(huán)氧基團的化合物為E-44、E_51、丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚中的一種或兩種；帶有伯胺基團的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、聚酰胺中的一種或幾種；氨基硅烷偶聯(lián)劑為-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N- ( P —氨乙基)_Ct -氨丙基二甲氧基娃燒中、Y —氨丙基二乙氧基娃燒中的一種；施工前，按組分A與組分B的質(zhì)量比為4 6 :1混合均勻即為適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料。上述高固體分防腐蝕涂料中，所述組分A中的助劑為分散劑、流平劑、消泡劑中的一種或幾種。上述高固體分防腐蝕涂料中，所述組分A中的環(huán)保型防腐蝕顏料是偏硼酸鋇、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、磷酸鋅鋁、磷鑰酸鋅鈣、硼酸鋅、氧化鋅、鐵黃、鐵紅、磷鐵粉中的幾種。上述高固體分防腐蝕涂料中，所述組分A和組分B中的溶劑為二甲苯、甲苯、丁醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己酮、丙酮、甲基異丁基酮、丙二醇甲醚、100號溶劑汽油中的一種或幾種，組分A和組分B中的溶劑相同或不同。 本發(fā)明的第二個目的是提供一種便于操作的制備成膜后涂膜柔韌的適合噴涂的低粘度、高固體分防腐蝕涂料的方法。實現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是一種制備上述高固體分防腐蝕涂料的方法，其具體操作如下①制備組分A首先，按權(quán)利要求I組分A的配方準備各組分原料，然后，在混合容器內(nèi)，加入已準備的配方量低分子量環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、助劑和溶劑，攪拌至少15min，然后加入配方量二氧化鈦和環(huán)保型防腐蝕顏料，攪拌均勻后，用砂磨研磨至細度< 40 y m后，攪拌均勻并通過80目濾網(wǎng)，即制得組分A，包裝備用；②制備組分B首先，按權(quán)利要求I組分B的配方準備各組分原料，然后，在反應(yīng)釜內(nèi)，加入配方量帶有伯胺基團的多元胺及溶劑，邊攪拌邊升溫至50 70°C后，開始滴加配方量含環(huán)氧基團的化合物進行加成反應(yīng)，2 4h滴加完畢，再保溫3 6h后，所得加成物冷卻至室溫，再加入氨基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻并過濾除雜質(zhì)后制得組分B，包裝備用；③制備高固體分防腐蝕涂料施工前，按組分A與組分B的質(zhì)量比為4 6 :1稱取步驟①制得的組分A和步驟②制得的組分B，混合均勻，即制得適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料。上述高固體分防腐蝕涂料的制備方法中，所述組分A中的低分子量環(huán)氧樹脂為E-44、E-51、F44、F_51、KD-175X90中的一種；改性環(huán)氧樹脂為橡膠改性環(huán)氧樹脂、二聚酸改性環(huán)氧樹脂、氨酯改性環(huán)氧樹脂中的一種；活性稀釋劑為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、腰果油改性活性稀釋劑中的一種；助劑為分散劑、流平劑、消泡劑中的一種或幾種；環(huán)保型防腐蝕顏料是偏硼酸鋇、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、磷酸鋅鋁、磷鑰酸鋅鈣、硼酸鋅、氧化鋅、鐵黃、鐵紅、磷鐵粉中的幾種。上述高固體分防腐蝕涂料的制備方法中，所述組分B中的含環(huán)氧基團的化合物為E-44、E-51、丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚中的一種或兩種；帶有伯胺基團的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、聚酰胺中的一種或幾種；氨基硅烷偶聯(lián)劑為-甲基丙烯
酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N- 一氨乙基)-a-氨丙基三甲氧基硅烷中、Y—氨丙基三乙氧基硅烷中的一種。上述高固體分防腐蝕涂料的制備方法中，所述組分A和組分B中的溶劑為二甲苯、甲苯、丁醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己酮、丙酮、甲基異丁基酮、丙二醇甲醚、100號溶劑汽油中的一種或幾種，組分A和組分B中的溶劑相同或不同。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明技術(shù)方案的高固體分防腐蝕涂料與現(xiàn)有同類涂料比較具有如下優(yōu)點①本發(fā)明涂料的組分A采用低分子量環(huán)氧樹脂與改性環(huán)氧樹脂配合使用，雖然低分子量環(huán)氧樹脂分子量小，粘度低，但分子鏈段中有剛性苯環(huán)，分子鏈柔韌性差，鏈段的運動困難，本發(fā)明通過加入適量改性環(huán)氧樹脂后，可以在較短時間內(nèi)通過分子間的相互作用而將外界能量消耗，明顯改善柔韌性并保持了低粘度，而且由于保留了環(huán)氧基團，不影響交聯(lián)密度；②本發(fā)明涂料的組分B，由于在合成時，選擇了適量含環(huán)氧基團的化合物與帶有伯胺基團的脂肪族多元胺進行加成反應(yīng)，所得加成物再與氨基硅烷偶聯(lián)劑混合，這樣形成的組分B固體分高，粘度低，柔韌性好，與涂料配合后不需要活化期，就可直接使用，而且與組分A固化反應(yīng)速度匹配，成膜時有足夠時間驅(qū)趕掉基材表面的各種氣體和水分子，并占據(jù) 微孔，實現(xiàn)與基材附著，然后再經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)形成大分子，漲滿整個空間，進一步強化了在鋼結(jié)構(gòu)、鋁合金、鍍鋅層等多種基材上的附著力；所配入的氨基硅烷偶聯(lián)劑是具有特殊結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其分子鏈兩端都帶有活性基團，一端是烷氧基團，它通?？梢运獬蓸O性的硅羥基，吸附于基材表面并與之反應(yīng)；另一端是氨基基團，它可以與涂料體系中的環(huán)氧基團反應(yīng)。這樣氨基硅烷偶聯(lián)劑就能夠在涂層和基材底材之間形成一種連接紐帶，與上述含環(huán)氧基團的化合物與帶有伯胺基團的脂肪族多元胺的加成物相互配合，對改善涂層與基材的附著力更有利；③本發(fā)明涂料的組分A選擇的防腐蝕顏料為環(huán)保型顏料，不含鉻酸鹽等重金屬，而且多種環(huán)保型防腐蝕顏料協(xié)同作用達到了鉻酸鹽類防腐顏料同等的防腐蝕性能；④本發(fā)明涂料的組分A所加入的活性稀釋劑，用量適宜，不僅能調(diào)節(jié)涂料的粘度，還參與交聯(lián)反應(yīng)，在達到空氣噴涂的要求的同時，又不影響涂料的綜合性能。從本發(fā)明涂料綜合性能檢驗結(jié)果(見表4)給出的施工粘度、固體分、VOC含量、柔韌性、抗沖擊性能、防腐蝕性能，可以確認本發(fā)明涂料解決了現(xiàn)有同類涂料的低粘度、柔韌性與高固體分防腐蝕涂料之間的矛盾。適合采用高壓無氣噴涂、空氣噴涂等多種噴涂方法涂裝，滿足對柔韌性要求較高的防腐蝕領(lǐng)域的使用要求。另外，本發(fā)明技術(shù)方案的制備方法便于操作，能確保涂料質(zhì)量。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步具體描述，但不局限于此。各實施例所用原料均為涂料用工業(yè)品，均可從市場購得。(一)制備適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料本發(fā)明適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料，它是由組分A和組分B構(gòu)成的雙組分涂料，其組分A由低分子量環(huán)氧樹脂15% 30%，改性環(huán)氧樹脂5% 10%，活性稀釋劑4% 8%，二氧化鈦5% 10%，環(huán)保型防腐蝕顏料40% 50%，助劑0. 1% 3%，余量為溶劑組成；組分B由含環(huán)氧基團的化合物8 % 15 %，帶有伯胺基團的脂肪族多元胺30 40 %，氨基硅烷偶聯(lián)劑8 15%，余量為溶劑的原料合成的，以上百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)；施工前，按組分A與組分B的質(zhì)量比為4 6 :1混合均勻即為適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料。實施例I①制備組分Al
首先，按表I配方準備各組分原料，然后，在混合容器內(nèi)，加入已準備的配方量低分子量環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、助劑和溶劑，中速攪拌15min，然后加入配方量二氧化鈦和環(huán)保型防腐蝕顏料，攪拌均勻后，用砂磨研磨至細度< 40 u m后，攪拌均勻并通過80目濾網(wǎng)，即制得組分A，包裝備用；表I
權(quán)利要求
1.一種適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料，它是由組分A和組分B構(gòu)成的雙組分涂料，其特征在于， 組分A由低分子量環(huán)氧樹脂15% 30%,改性環(huán)氧樹脂5% 10%,活性稀釋劑4% 8 %，二氧化鈦5 % 10 %，環(huán)保型防腐蝕顏料40 % 50 %，助劑0. I % 3 %，余量為溶劑組成，以上百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)； 所述組分A中的低分子量環(huán)氧樹脂為E-44、E-51、F-44、F_51、KD-175X90中的一種；改性環(huán)氧樹脂為橡膠改性環(huán)氧樹脂、二聚酸改性環(huán)氧樹脂、氨酯改性環(huán)氧樹脂中的一種；活性稀釋劑為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、腰果油改性活性稀釋劑中的一種； 組分B由含環(huán)氧基團的化合物8% 15%，帶有伯胺基團的脂肪族多元胺30 40%，氨基硅烷偶聯(lián)劑8 15%，余量為溶劑的原料合成的，合成時，在反應(yīng)釜內(nèi)，加入配方量帶有伯胺基團的多元胺及溶劑，邊攪拌邊升溫至50 70°C后，開始滴加配方量含環(huán)氧基團的化合物進行加成反應(yīng)，2 4h滴加完畢，再保溫3 6h后，所得加成物冷卻至室溫，再加入氨基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻并過濾除雜質(zhì)后制得組分B，以上百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)； 所述組分B中的含環(huán)氧基團的化合物為E-44、E-51、丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚中的一種或兩種；帶有伯胺基團的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、聚酰胺中的一種或幾種；氨基硅烷偶聯(lián)劑為-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N- 一氨乙基)-氨丙基二甲氧基娃燒中、Y —氨丙基二乙氧基娃燒中的一種； 施工前，按組分A與組分B的質(zhì)量比為4 6 :1混合均勻即為適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述高固體分防腐蝕涂料，其特征在于，所述組分A中的助劑為分散劑、流平劑、消泡劑中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述高固體分防腐蝕涂料，其特征在于，所述組分A中的環(huán)保型防腐蝕顏料是偏硼酸鋇、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、磷酸鋅鋁、磷鑰酸鋅鈣、硼酸鋅、氧化鋅、鐵黃、鐵紅、磷鐵粉中的幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述高固體分防腐蝕涂料，其特征在于，所述組分A和組分B中的溶劑為二甲苯、甲苯、丁醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己酮、丙酮、甲基異丁基酮、丙二醇甲醚、100號溶劑汽油中的一種或幾種，組分A和組分B中的溶劑相同或不同。
5.一種制備權(quán)利要求I高固體分防腐蝕涂料的方法，其特征在于，具體操作如下 ①制備組分A 首先，按權(quán)利要求I組分A的配方準備各組分原料，然后，在混合容器內(nèi)，加入已準備的配方量低分子量環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、助劑和溶劑，攪拌至少15min，然后加入配方量二氧化鈦和環(huán)保型防腐蝕顏料，攪拌均勻后，用砂磨研磨至細度< 40 y m后，攪拌均勻并通過80目濾網(wǎng)，即制得組分A，包裝備用； ②制備組分B 首先，按權(quán)利要求I組分B的配方準備各組分原料，然后，在反應(yīng)釜內(nèi)，加入配方量帶有伯胺基團的多元胺及溶劑，邊攪拌邊升溫至50 70°C后，開始滴加配方量含環(huán)氧基團的化合物進行加成反應(yīng)，2 4h滴加完畢，再保溫3 6h后，所得加成物冷卻至室溫，再加入氨基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻并過濾除雜質(zhì)后制得組分B，包裝備用； ③制備高固體分防腐蝕涂料施工前，按組分A與組分B的質(zhì)量比為4 6 :1稱取步驟①制得的組分A和步驟②制得的組分B，混合均勻，即制得適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述高固體分防腐蝕涂料的制備方法，其特征在于，所述組分A中的低分子量環(huán)氧樹脂為E-44、E-51、F-44、F-5U KD-175 X 90中的ー種；改性環(huán)氧樹脂為橡膠改性環(huán)氧樹脂、ニ聚酸改性環(huán)氧樹脂、氨酯改性環(huán)氧樹脂中的ー種；活性稀釋劑為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、腰果油改性活性稀釋劑中的ー種；助劑為分散劑、流平劑、消泡劑中的ー種或幾種；環(huán)保型防腐蝕顏料是偏硼酸鋇、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、磷酸鋅鋁、磷鑰酸鋅鈣、硼酸鋅、氧化鋅、鐵黃、鐵紅、磷鐵粉中的幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述高固體分防腐蝕涂料的制備方法，其特征在于，所述組分B中的含環(huán)氧基團的化合物為E-44、E-51、丁基縮水甘油醚、環(huán)氧丙烷丁基醚中的ー種或兩種；帶有伯胺基團的多元胺為ニこ烯三胺、三こ烯四胺、こニ胺、聚酰胺中的ー種或幾種；氨基硅烷偶聯(lián)劑為-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N- ー氨こ基)-a-氨丙基三甲氧基娃燒中、Y —氨丙基ニこ氧基娃燒中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述高固體分防腐蝕涂料的制備方法，其特征在于，所述組分A和組分B中的溶劑為ニ甲苯、甲苯、丁醇、こ醇、異丙醇、環(huán)己酮、丙酮、甲基異丁基酮、丙ニ醇甲醚、100號溶劑汽油中的ー種或幾種，組分A和組分B中的溶劑相同或不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適合噴涂的高固體分防腐蝕涂料及其制備方法。該涂料由組分A和組分B構(gòu)成，組分A由低分子量環(huán)氧樹脂15％～30％，改性環(huán)氧樹脂5%～10%，活性稀釋劑4％～8％，二氧化鈦5％～10％，環(huán)保型防腐蝕顏料40％～50％，助劑0.1％～3％，余量為溶劑組成，組分B由含環(huán)氧基團的化合物8％～15％，帶有伯胺基團的脂肪族多元胺30～40％，氨基硅烷偶聯(lián)劑8～15%，余量為溶劑的原料合成的，以上百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)；本發(fā)明涂料施工固體分高，粘度低，適宜噴涂，在鋁合金等多種基材表面成膜后柔韌性好，抗正沖和反沖性佳，防腐蝕性能優(yōu)異。
文檔編號C09D5/08GK102732130SQ20121024926
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者劉志遠, 張睿, 朱亞君, 王留方 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油常州涂料化工研究院, 中海油常州環(huán)保涂料有限公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司