一種高性能防腐環(huán)氧粉末涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能防腐環(huán)氧粉末涂料。本發(fā)明是由以下組分按照所述重量份數(shù)組成的，具體配方比例如下：固體環(huán)氧樹脂30?60份，異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂30～60份，酚醛改性環(huán)氧樹脂30～60份，酚羥基樹脂固化劑10～30份，多胺類固化劑1～3份，流平劑0.5?5份，填料40～100份，顏料0.3～2份，偶聯(lián)劑1～5份，催化劑0.5～2份,增韌劑5～10份。本發(fā)明采用固體環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性的環(huán)氧樹脂和酚醛改性環(huán)氧樹脂，綜合了三種樹脂的優(yōu)點(diǎn)，使得固化后的涂膜具有優(yōu)異的柔韌性、耐熱性、耐化學(xué)性及很高的玻璃化溫度Tg，對(duì)金屬基材具有優(yōu)異的附著能力和抗陰極剝離能力。
【專利說(shuō)明】
-種高性能防腐環(huán)氧粉末涂料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及重防腐粉末涂料技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步說(shuō)是設(shè)及用于輸油、輸氣工程管 道內(nèi)、外壁的防腐環(huán)氧粉末涂料的制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧粉末涂料在國(guó)外大量用在不同管徑的輸油、輸氣和上下水管道內(nèi)外壁的涂 裝，還用于鋼筋、建筑材料、電氣絕緣材料、汽車零部件材料等的涂裝。在國(guó)內(nèi)環(huán)氧粉末涂料 廣泛用在天然氣、原油及成品油和有些化工產(chǎn)品輸送的管道內(nèi)外壁的防腐涂裝方面。我國(guó) 在上世紀(jì)90年代后期就開始將烙結(jié)環(huán)氧粉末涂料用在天然氣、原油和成品油的輸送管線 上。所謂烙結(jié)環(huán)氧粉末涂料(Fusion Bonded Epo巧Powder Coatings,簡(jiǎn)稱FBE)是指W環(huán) 氧樹脂為基料的熱固性粉末涂料。該類粉末涂料是一種W空氣為載體進(jìn)行輸送和分散的固 體涂料，將其施涂于經(jīng)預(yù)熱的鋼鐵制品表面，烙化、流平、固化形成均勻的涂層。
[0003] 隨著粉末涂料行業(yè)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也不斷提升，尤其是一些 埋地管道方面的防腐涂料。雖然地下不含極強(qiáng)的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，但埋地管道長(zhǎng)期接觸含 鹽的地下水，±壤中的微生物產(chǎn)生的各種有機(jī)酸，W及雜散電流產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)都會(huì)對(duì) 管道造成腐蝕。電化學(xué)腐蝕的=要素是:水、氧和離子。烙結(jié)環(huán)氧粉末涂層是一種高聚物薄 膜，能不同程度地阻緩上述=因素的透過而起到保護(hù)管道避免腐蝕的作用。
[0004] 那么如何更好地降低透水性、透氧性、透離子性、吸水性，提高玻璃化溫度Tg,提高 涂層對(duì)管道表面的吸附性，使環(huán)氧涂層具有更加優(yōu)異的屏蔽能力，是本行業(yè)不斷追求的目 標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種屏蔽能力優(yōu)異、防腐性能卓越的烙結(jié)環(huán)氧粉末涂料的配方和制 備方法。本發(fā)明所制備的環(huán)氧粉末涂料具有優(yōu)異的物理性能，涂層的抗陰極剝離能力W及 涂層對(duì)管道的附著力大大提高，在國(guó)內(nèi)屬于領(lǐng)先水平。
[0006] 本發(fā)明高性能防腐環(huán)氧粉末涂料是由W下組分按照所述重量份數(shù)組成的，具體配 方比例如下：固體環(huán)氧樹脂30-60份，異氯酸醋改性環(huán)氧樹脂30~60份，酪醒改性環(huán)氧樹脂 30~60份，酪徑基樹脂固化劑10~30份，多胺類固化劑1~3份，流平劑0.5-5份，填料40~ 100份，顏料0.3~2份，偶聯(lián)劑1~5份，催化劑0.5~2份，增初劑5~10份。
[0007] 本發(fā)明所述的固體環(huán)氧樹脂為本行業(yè)常用的雙酪A固體環(huán)氧樹脂E-12,所述的異 氯酸醋改性環(huán)氧樹脂為雙酪A二縮水甘油酸與二異氯酸醋(MDI)或者甲苯二異氯酸醋(TDI) 或者二異氯酸醋的聚合物中的一種，或其中兩種W適當(dāng)?shù)哪柋冗M(jìn)行縮聚反應(yīng)而得的產(chǎn) 物。
[0008] 本發(fā)明所述的酪醒改性環(huán)氧樹脂為鄰甲酪酪醒環(huán)氧樹脂、苯酪酪醒環(huán)氧樹脂或雙 酪A酪醒環(huán)氧樹脂，結(jié)構(gòu)式如下：
[0009] 1.鄰甲酪酪醒環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)式：
[0010：
[0011：
[0012；
[0013；
[0014；
[0015] 其中，所述的酪徑基樹脂固化劑為線型酪醒樹脂固化劑，所述的多胺類固化劑為 雙氯胺。
[0016] 所述的流平劑為丙締酸醋類化合物。
[0017] 所述填料為鐵白粉、娃灰石、硫酸領(lǐng)、碳酸巧、云母粉、納米級(jí)氧化娃和納米級(jí)氧化 侶等中的一種或多種的混合物。
[0018] 所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0019] 所述的催化劑為咪挫類化合物，該咪挫類化合物為2-甲基咪挫或2-苯基咪挫。
[0020] 所述的增初劑為改性下臘橡膠增初劑。
[0021] 本發(fā)明防腐環(huán)氧粉末涂料的制備方法，包括W下幾個(gè)步驟：
[0022] 首先，是預(yù)混過程，將固體環(huán)氧樹脂30-60份，異氯酸醋改性環(huán)氧樹脂30~60份，酪 醒改性環(huán)氧樹脂30~60份，酪徑基樹脂固化劑10~30份，多胺類固化劑1~3份，流平劑0.5- 5份，填料40~100份，顏料0.3~2份，偶聯(lián)劑1~5份，催化劑0.5~2份，增初劑5~10份，加入 帶粉碎的高速混合機(jī)中混合8-10分鐘；
[0023] 然后，是擠出過程，將混合后的原料加入雙螺桿擠出設(shè)備中，溫度控制在90~110 °C，轉(zhuǎn)速500~800轉(zhuǎn)/分，擠出后冷卻進(jìn)行初步破碎；
[0024] 最后，研磨、過篩過程:將擠出、破碎所得物料加入磨粉機(jī)中粉碎，然后選用適合的 篩網(wǎng)過篩后得到產(chǎn)品。研磨粉碎過篩后粉末顆粒的粒度控制在40~60WI1。
[0025] 普通巧氨粉未涂料伸巧的樹脂是雙齡A巧巧氨樹脂，巧^子結(jié)構(gòu)化下：
[0026]
[0027] 從雙酪A型環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)可W看出，該樹脂分子的兩端是反應(yīng)能力很強(qiáng)的 環(huán)氧基，分子主鏈上含有許多酸鍵，是一種線型聚酸結(jié)構(gòu)，n值較大的樹脂分子鏈上有規(guī)律 地、相距較遠(yuǎn)地出現(xiàn)許多仲?gòu)交?，可W看成是一種長(zhǎng)鏈多元醇，主鏈上還有大量苯環(huán)、次甲 基和異丙基。該類環(huán)氧樹脂的運(yùn)些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得該環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的反應(yīng)能力，如環(huán)氧 基和徑基使樹脂固化物具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力和粘接力;酸健和徑基是極性基團(tuán)，有助于提高 浸潤(rùn)性和粘附力;酸健和C-C鍵使大分子具有柔順性;苯環(huán)賦予聚合物W耐熱性和剛性;異 丙基也賦與大分子一定的剛性。
[0028] 雖然環(huán)氧樹脂作為粉末涂料的成膜物質(zhì)具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是從雙酪A環(huán)氧 樹脂的分子結(jié)構(gòu)中可W看出，環(huán)氧基只在端基位置上，造成涂膜交聯(lián)密度比較低，雖具有很 好的柔初性，但耐化學(xué)品性、耐高溫性相對(duì)較差。本發(fā)明所述的高性能烙結(jié)環(huán)氧粉末涂料從 成膜物質(zhì)上進(jìn)行改進(jìn)，使用的是雙酪A環(huán)氧樹脂、異氯酸醋改性環(huán)氧樹脂和酪醒改性環(huán)氧樹 脂=種樹脂混合，運(yùn)樣不僅充分利用了環(huán)氧樹脂自身的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)異氯酸醋改性的環(huán)氧樹 脂具有嗯挫燒酬環(huán)，能夠更加有效地提高固化物的玻璃化溫度，進(jìn)一步增強(qiáng)涂層的物理性 能。再加上酪醒改性環(huán)氧樹脂是在普通環(huán)氧樹脂的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了分子結(jié)構(gòu)的官能 度，使得成膜樹脂在涂料噴涂固化過程中形成致密的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大大提高了涂層的物 理性能從而提高了抗腐蝕能力。
[0029] 綜合評(píng)價(jià)，本發(fā)明具有如下優(yōu)異性能：
[0030] 1.本發(fā)明采用固體環(huán)氧樹脂、異氯酸醋改性的環(huán)氧樹脂和酪醒改性環(huán)氧樹脂，綜 合了=種樹脂的優(yōu)點(diǎn)，使得固化后的涂膜具有優(yōu)異的柔初性、耐熱性、耐化學(xué)性及很高的玻 璃化溫度Tg,對(duì)金屬基材具有優(yōu)異的附著能力和抗陰極剝離能力。
[0031] 2.本發(fā)明的顏填料用偶聯(lián)劑處理，偶聯(lián)劑又稱表面改性劑。其分子結(jié)構(gòu)的最大特 點(diǎn)就是分子兩端含有化學(xué)性質(zhì)不同的兩個(gè)基團(tuán)，一端是親無(wú)機(jī)物的基團(tuán)，容易與無(wú)機(jī)填料、 顏料表面親和，另一端是親有機(jī)物的基團(tuán)，容易與環(huán)氧樹脂親和。有利于顏填料和樹脂的充 分混合，使得涂層緊密結(jié)合成為一個(gè)整體，提高了涂層的致密性及附著力，降低了吸水性， 增強(qiáng)了耐化學(xué)性。
[0032] 3.本發(fā)明加入納米填料，不僅使涂料的傳統(tǒng)性能有很大改善，而且賦予涂料許多 新的特性。納米環(huán)氧涂料在常規(guī)的力學(xué)性能如附著力、硬度、耐沖刷性、抗沖擊性、柔初性方 面會(huì)得到提高，同時(shí)還可W提高涂料的耐老化、耐溶劑、耐腐蝕、抗福射、耐沾污等性能。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面列舉一些本發(fā)明的實(shí)施例子，所描述的實(shí)施例子僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施實(shí) 例，而不是全部的實(shí)施實(shí)例。基于本發(fā)明中的實(shí)施實(shí)例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng) 造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034] W下實(shí)例所用的固體環(huán)氧樹脂為市場(chǎng)購(gòu)買的雙酪A固體環(huán)氧樹脂E-12。異氯酸醋 改性的環(huán)氧樹脂為本公司自制產(chǎn)品，采用雙酪A二縮水甘油酸與甲苯二異氯酸醋(TDI) W適 當(dāng)?shù)哪柋冗M(jìn)行縮聚的反應(yīng)產(chǎn)物。所用的酪醒改性環(huán)氧樹脂為市場(chǎng)上購(gòu)買的鄰甲酪酪醒環(huán) 氧樹脂。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 本實(shí)例提供的防腐環(huán)氧粉末涂料組成，按重量份數(shù)具體包括W下組分：固體環(huán)氧 樹脂50份，異氯酸醋改性的環(huán)氧樹脂50份，鄰甲酪酪醒環(huán)氧樹脂50份，線型酪醒樹脂固化劑 22份，雙氯胺固化劑2份，丙締酸醋流平劑3份，鐵白粉5份，娃灰石粉65份，納米氧化娃3份， 硅烷偶聯(lián)劑3份，炭黑0.2份，群青1份，2-甲基咪挫1份，改性下臘橡膠6份。
[0037] 按照上面的配方準(zhǔn)確稱取各種所需原料，然后，按照前面講述的制備過程經(jīng)過預(yù) 混、擠出初步破碎、研磨過篩后得到所需產(chǎn)品。對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行粉末W及涂層性能的測(cè)試， 測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果列于表1中。
[003引實(shí)施例2
[0039] 本實(shí)例提供的防腐環(huán)氧粉末涂料，按重量份數(shù)具體包括W下組分：固體環(huán)氧樹脂 50份，異氯酸醋改性的環(huán)氧樹脂40份，；鄰甲酪酪醒環(huán)氧樹脂60份，雙氯胺固化劑2份，線型 酪醒樹脂固化劑22份，丙締酸醋流平劑3份，鐵白粉5份，娃灰石粉65份，納米氧化娃3份，娃 燒偶聯(lián)劑3份，炭黑0.2份，群青1份，2-甲基咪挫1份，改性下臘橡膠6份。
[0040] 按照上面的配方準(zhǔn)確稱取各種所需原料，然后，按照前面講述的制備過程經(jīng)過預(yù) 混、擠出初步破碎、研磨過篩后得到所需產(chǎn)品。對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行粉末W及涂層性能的測(cè)試， 測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果列于表1中。
[0041 ] 實(shí)施例3
[0042] 本實(shí)例提供的防腐環(huán)氧粉末涂料，按重量份數(shù)具體包括W下組分：固體環(huán)氧樹脂 50份，異氯酸醋改性的環(huán)氧樹脂60份，鄰甲酪酪醒環(huán)氧樹脂40份，雙氯胺固化劑2份，線型酪 醒樹脂固化劑22份，丙締酸醋流平劑3份，鐵白粉5份，娃灰石粉65份，納米氧化娃3份，硅烷 偶聯(lián)劑3份，炭黑0.2份，群青1份，2-甲基咪挫1份，改性下臘橡膠6份。
[0043] 按照上面的配方準(zhǔn)確稱取各種所需原料，然后，按照前面講述的制備過程經(jīng)過預(yù) 混、擠出初步破碎、研磨過篩后得到所需產(chǎn)品。對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行粉末W及涂層性能的測(cè)試， 測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果列于表1中。
[0044] 實(shí)施例4
[0045] 本實(shí)例提供的防腐環(huán)氧粉末涂料，按重量份數(shù)具體包括W下組分：固體環(huán)氧樹脂 50份，異氯酸醋改性的環(huán)氧樹脂60份，鄰甲酪酪醒環(huán)氧樹脂30份，雙氯胺固化劑2份，線型酪 醒樹脂固化劑22份，丙締酸醋流平劑3份，鐵白粉5份，娃灰石粉65份，納米氧化娃3份，硅烷 偶聯(lián)劑3份，炭黑0.2份，群青1份，2-甲基咪挫1份，改性下臘橡膠6份。
[0046] 按照上面的配方準(zhǔn)確稱取各種所需原料，然后，按照前面講述的制備過程經(jīng)過預(yù) 混、擠出初步破碎、研磨過篩后得到所需產(chǎn)品。對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行粉末W及涂層性能的測(cè)試， 測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果列于表1中。
[0047] 表1防腐環(huán)氧粉末涂料性能測(cè)試結(jié)果及方法
[004引 [(
[0050]本發(fā)明的實(shí)施例的涂層性能的測(cè)試都是采用比較苛刻條件測(cè)試的，附著力是在95 °C±3°C的溫度下浸泡15天的測(cè)試結(jié)果(一般測(cè)試條件為75°C±3°C，24h)，陰極剝離是在80 ±3°C的溫度下測(cè)試的（一般測(cè)試是65±3°C，4化），從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，附著力1-2級(jí)，陰極剝 離3-4mm，在技術(shù)指標(biāo)上都已達(dá)到領(lǐng)先水平。
[0051] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，由以下組分按照所述重量份數(shù)組成：固體 環(huán)氧樹脂30-60份，異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂30~60份，酚醛改性環(huán)氧樹脂30~60份，酚羥基 樹脂固化劑I〇~30份，多胺類固化劑1~3份，流平劑0.5-5份，填料40~100份，顏料0.3~2 份，偶聯(lián)劑1~5份，催化劑0.5~2份，增韌劑5~10份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的固體環(huán)氧樹脂為 雙酸A固體環(huán)氧樹脂E-12。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的異氰酸酯改性環(huán) 氧樹脂為雙酚A二縮水甘油醚與二異氰酸酯或者甲苯二異氰酸酯或者二異氰酸酯的聚合物 中的一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的酚醛改性環(huán)氧樹 脂為鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛環(huán)氧樹脂或雙酸A酚醛環(huán)氧樹脂。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的酚羥基樹脂固化 劑為線型酚醛樹脂固化劑，所述的多胺類固化劑為雙氰胺。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的流平劑為丙烯酸 酯類化合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述填料為鈦白粉、硅 灰石、硫酸鋇、碳酸鈣、云母粉、納米級(jí)氧化硅和納米級(jí)氧化鋁等中的一種或多種的混合物。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶 聯(lián)劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的催化劑為咪唑類 化合物，該咪唑類化合物為2-甲基咪唑或2-苯基咪唑。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能防腐環(huán)氧粉末涂料，其特征是，所述的增韌劑為改性 丁腈橡膠增韌劑。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK105925145SQ201610528915
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】畢學(xué)振, 東繼蓮
【申請(qǐng)人】天津瑞遠(yuǎn)粉末涂料有限公司