一種無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鋼結(jié)構(gòu)表面的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料及其制備方法。該防腐蝕涂層材料包括甲組分和乙組分兩個(gè)組份；甲組份為環(huán)氧防銹漆，按重量百分比計(jì)包括下列組分：環(huán)氧樹脂10％-30％，烷氧基硅烷5％-20％，顏填料30％-70％，助劑0.5％-2％，溶劑0％-5％；乙組分為固化劑，其組成物為含氨基硅氧烷，與甲組分固化時(shí)，甲組份與乙組分的重量配比為100:1-100:80。本發(fā)明無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料克服無溶劑型環(huán)氧涂料粘度過高不易施工的缺點(diǎn)，同時(shí)改善環(huán)氧樹脂的性能，具有附著力強(qiáng)，耐酸、堿防腐蝕性優(yōu)良，有機(jī)揮發(fā)物(VOC)含量低等特點(diǎn)，符合環(huán)保要求。
【專利說明】一種無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域的一種防腐蝕涂層材料，具體來說涉及一種用于鋼結(jié)構(gòu)表面的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防 腐蝕涂層材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]涂料中含有的有機(jī)揮發(fā)物(VOC)會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染，影響生態(tài)環(huán)境，同時(shí)損害人類的身體健康。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，涂料逐步向高固體分、無溶劑和水性化發(fā)展。
[0003]由于防腐蝕涂料相對(duì)苛刻的腐蝕環(huán)境，水性涂料的防腐蝕性能常常難以滿足要求，且在施工時(shí)極易引起閃銹，一般而言，水性涂料很難用于工業(yè)重防腐蝕領(lǐng)域。高固體分防腐蝕環(huán)氧涂料一般采用較低分子量環(huán)氧樹脂，再添加一定量的環(huán)氧活性稀釋劑作為基料，加入適當(dāng)?shù)念佁盍?、助劑、及溶劑制成A組分，另外，采用胺類固化劑(如脂肪胺、脂環(huán)胺，芳香胺等)、助劑、溶劑制成B組分，兩者混合進(jìn)行固化，其涂料總固含量在現(xiàn)今技術(shù)上可達(dá)90wt%，大大降低了 VOC的排放，同時(shí)性能優(yōu)異，是目前應(yīng)用比較廣泛的一種工業(yè)用重防腐蝕涂料。無溶劑涂料從廣義上來說是指固含量大于95wt%的涂料，比起高固體分涂料更加環(huán)保，但是由于溶劑含量少甚至不含溶劑，此種涂料的粘度較高，所以它的施工條件要求相對(duì)較高，有時(shí)需要加熱來降低粘度。
[0004]采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂可以進(jìn)一步改善環(huán)氧樹脂性能，有機(jī)硅具有的低溫柔韌性、熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)可以明顯改善環(huán)氧樹脂的柔韌性、耐熱性，同時(shí)降低環(huán)氧樹脂的內(nèi)應(yīng)力，此外，環(huán)氧樹脂由于含有羥基，醚鍵具有一定的親水性，而有機(jī)硅的低表面能、憎水性可以改善環(huán)氧樹脂的抗水性能，從而提高其防腐蝕能力。在現(xiàn)有的有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂的方法中，存在共混體系中環(huán)氧樹脂及有機(jī)硅組分相容性的問題，相容性不好導(dǎo)致涂料性能下降，甚至不能成膜，因此采用共混的方法必須選擇具有較好相容性的環(huán)氧樹脂及有機(jī)硅成分，并以適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行共混。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服無溶劑型環(huán)氧涂料粘度過高不易施工的缺點(diǎn)，同時(shí)改善環(huán)氧樹脂的性能，本發(fā)明提供了一種無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂重防腐涂層材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特點(diǎn)是該防腐蝕涂層材料包括甲組分和乙組分兩個(gè)組份，
[0007]甲組份為環(huán)氧防銹漆，按重量百分比計(jì)包括下列組分:環(huán)氧樹脂10% -30%，烷氧基硅烷5% -20%，顏填料30% -70%，助劑0.5% _2%，溶劑0% _5%。
[0008]乙組分為固化劑，其組成物為含氨基硅氧烷，與甲組分固化時(shí)，甲組份與乙組分的重量配比為100:1-100:80。
[0009]本發(fā)明中所述的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為0.03-0.63，選自雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
[0010]本發(fā)明中所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂選自E-03、E-51或E-44，酚醛型環(huán)氧樹脂選自F-51、F-48 或 F-44，雙酚 F 型環(huán)氧樹脂選自 CYDF-170、CYDF-180、NPEF-170、NPEF-6445 或NPEF-6458，脂肪族環(huán)氧樹脂選自雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、二異戊二烯二環(huán)氧化物、3，4-環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲酸-3’，4’ -環(huán)氧基-6’ -甲基環(huán)己基甲酯、己二酸二(3，4-環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲酯)或氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂。
[0011]其中，所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂E-03、E-51、E-44，酚醛型環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51、F-48、F-44，雙酚 F 型環(huán)氧樹脂 CYDF-170、CYDF-180, NPEF-170, NPEF-6445、NPEF-6458 都是臺(tái)灣南亞公司產(chǎn)品。
[0012]本發(fā)明中所述的烷氧基硅烷選自正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、正丙基二甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷基)乙基二甲氧基硅烷或2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷基)乙基二乙氧基硅烷中的一種或幾種。
[0013]本發(fā)明中所述的顏填料選自云母氧化鐵、滑石粉、絹云母粉、硫酸鋇、氧化鐵紅、鈦白粉或炭黑中的一種或幾種。 [0014]本發(fā)明中所述的助劑選自增稠劑、流平劑或潤濕分散劑；增稠劑選自氣相二氧化硅或膨潤土，流平劑選自BYK302、BYK320或BYK325，潤濕分散劑選自Ant1-Terra203、BYKP104S 或 Disperbyk-1Ol ο
[0015]本發(fā)明中所述的流平劑BYK302、BYK320、BYK325和潤濕分散劑Anti_Terra203、BYK P104S、Disperbyk-1Ol是德國畢克公司的產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明中所述的溶劑選自酯類溶劑醋酸乙酯、醋酸丁酯，芳烴類溶劑甲苯、二甲苯，酮類溶劑甲乙酮、甲異丁酮、環(huán)己酮，或者醇醚醋酸酯類高沸點(diǎn)溶劑丙二醇甲醚醋酸酯。
[0017]本發(fā)明中所述的乙組分固化劑為含氨基硅氧烷，選自3-氨丙基甲基二乙氧基硅燒、3_氛丙基甲基二乙氧基硅烷、3_氛丙基二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氛丙基二甲氧基娃燒，雙(3-二甲氧基甲娃烷基丙基)胺、雙(3-二乙氧基甲娃烷基丙基)胺或N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。
[0018]本發(fā)明無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂防腐蝕涂層材料的制備方法如下:(I)按配比將環(huán)氧樹脂、烷氧基硅烷加熱溶解至均勻透明液體，加熱溫度控制在60-80°C; (2)將上述混合樹脂溶解于溶劑中，依次加入顏填料、助劑進(jìn)行高速分散5-15min后；加入一定量的玻璃珠進(jìn)行研磨；(3)研磨至涂料細(xì)度小于80 μ m，冷卻至室溫后過濾得至甲組組分；(4)將甲組分與乙組分固化劑含氨基硅氧烷按重量配比100:1-100:80進(jìn)行混合，制得防腐蝕涂層材料，采用空氣噴涂、高壓無氣噴涂、刷涂、輥涂進(jìn)行涂裝。
[0019]本發(fā)明所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料的應(yīng)用，該防腐蝕涂層材料用于鋼結(jié)構(gòu)表面的涂裝。
[0020]本發(fā)明無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料克服無溶劑型環(huán)氧涂料粘度過高不易施工的缺點(diǎn)，同時(shí)改善環(huán)氧樹脂的性能，具有附著力強(qiáng)，耐酸、堿防腐蝕性優(yōu)良，有機(jī)揮發(fā)物(VOC)含量低等特點(diǎn)，符合環(huán)保要求。
[0021]根據(jù)上述方法制得防腐蝕漆性能如下:[0022]附著力:1級(jí)
[0023]硬度:2H
[0024]沖擊(50cm):通過
[0025]鹽霧(100h):漆膜無起泡、無剝落
[0026]3%氯化鈉(180d):無變化
[0027]10%硫酸(30d):無變化
[0028]30%氫氧化鈉(30d):無變化。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了更好地實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)舉如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍決不局限于實(shí)施例。
[0030]實(shí)施例1
[0031]稱取50g E-20樹脂、50g甲基三甲氧基硅烷于燒杯中加熱至60°C溶解，使之呈均勻透明液體，取30g上述樹脂、5g醋酸丁酯、60g云母氧化鐵灰、4g滑石粉、0.5g膨潤土、
0.5gBYK203于研磨罐中先進(jìn)行高速分散15min后，加入80g左右玻璃珠進(jìn)行砂磨，至細(xì)度小于80 μ m后過濾為甲組分。
[0032]選用3-氨丙基甲基三乙氧基硅烷作為乙組分固化劑，將甲組分與乙組分按質(zhì)量比100:3.3進(jìn)行攪拌混合，制得防腐蝕涂層材料，采用空氣噴涂、高壓無氣噴涂、刷涂、輥涂進(jìn)行涂裝。
[0033]根據(jù)上述方法制得防腐蝕漆性能如下:附著力:1級(jí)，硬度:2H，沖擊(50cm):通過，鹽霧(100h):漆膜無起泡、無剝落，3%氯化鈉(180d):無變化，10%硫酸(30d):無變化，30%氫氧化鈉(30d):無變化。
[0034]實(shí)施例2
[0035]稱取60g E-20樹脂、40g3_縮水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷于燒杯中加熱至60°C溶解，使之呈均勻透明液體，取40g上述樹脂、5g醋酸丁酯、50.0g鈦白粉、4g滑石粉、
0.5g膨潤土、0.5gBYK203于研磨罐中先進(jìn)行高速分散15min后，加入80g左右玻璃珠進(jìn)行砂磨，至細(xì)度小于80 μ m后過濾為甲組分。
[0036]選用3-氨丙基甲基三乙氧基硅烷作為乙組分固化劑，將甲組分與乙組分按質(zhì)量比100:12.4進(jìn)行攪拌混合，制得防腐蝕涂層材料，采用空氣噴涂、高壓無氣噴涂、刷涂、輥涂進(jìn)行涂裝。
[0037]根據(jù)上述方法制得防腐蝕漆性能如下:附著力:1級(jí)，硬度:2H，沖擊(50cm):通過，鹽霧(100h):漆膜無起泡、無剝落，3%氯化鈉(180d):無變化，10%硫酸(30d):無變化，30%氫氧化鈉(30d):無變化。
[0038]實(shí)施例3
[0039]稱取50g E-51樹脂、50g二苯基二甲氧基硅烷于燒杯中加熱至60°C溶解，使之呈均勻透明液體，取30g上述樹脂、5g醋酸丁酯、60g云母氧化鐵灰、3.5g滑石粉、1.0g膨潤土、
0.5gBYK203于研磨罐中先進(jìn)行高速分散15min后，加入80g左右玻璃珠進(jìn)行砂磨，至細(xì)度小于80 μ m后過濾為甲組分。
[0040]選用雙(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺作為乙組分固化劑，將甲組分與乙組分按質(zhì)量比100:26.1進(jìn)行攪拌混合，制得防腐蝕涂層材料，采用空氣噴涂、高壓無氣噴涂、刷涂、棍涂進(jìn)行涂裝。
[0041]根據(jù)上述方法制得防腐蝕漆性能如下:附著力:1級(jí)，硬度:2H，沖擊(50cm):通過，鹽霧(100h):漆膜無起泡、無剝落，3%氯化鈉(180d):無變化，10%硫酸(30d):無變化，30%氫氧化鈉(30d):無變化。
[0042]實(shí)施例4
[0043]稱取50gE_51樹脂、50g 二甲基二乙氧基硅烷于燒杯中加熱至60°C溶解，使之呈均勻透明液體，取40g上述樹脂、55g云母氧化鐵灰、4g滑石粉、0.5g膨潤土、0.5gBYK203于研磨罐中先進(jìn)行高速分散15min后,加入80g左右玻璃珠進(jìn)行砂磨,至細(xì)度小于80 μ m后過濾為甲組分。
[0044]選用雙(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺作為乙組分固化劑，將甲組分與乙組分按質(zhì)量比100:34.8進(jìn)行攪拌混合，制得防腐蝕涂層材料，采用空氣噴涂、高壓無氣噴涂、刷涂、棍涂進(jìn)行涂裝。
[0045]根據(jù)上述方法制得防腐蝕漆性能如下:附著力:1級(jí)，硬度:2H，沖擊(50cm):通過，鹽霧(100h):漆膜無起泡、無剝落，3%氯化鈉(180d):無變化，10%硫酸(30d):無變化，30%氫氧化鈉(30d):無變化。
[0046]實(shí)施例5
[0047]稱取60gE_51樹脂、30g 二甲基二乙氧基硅烷于燒杯中加熱至60°C溶解，使之呈均勻透明液體，取30g上述樹脂、5g醋酸丁酯、60g云母氧化鐵灰、3.5g滑石粉、1.0g膨潤土、
0.5gBYK203于研磨罐中先進(jìn)行高速分散15min后，加入80g左右玻璃珠進(jìn)行砂磨，至細(xì)度小于80 μ m后過濾為甲組分。
[0048]選用3-氨丙基甲基三乙氧基硅烷作為乙組分固化劑，將甲組分與乙組分按質(zhì)量比100:11.3進(jìn)行攪拌混合，制得防腐蝕涂層材料，采用空氣噴涂、高壓無氣噴涂、刷涂、輥涂進(jìn)行涂裝。
[0049]根據(jù)上述方法制得防腐蝕漆性能如下:附著力:1級(jí)，硬度:2H，沖擊(50cm):通過，鹽霧(100h):漆膜無起泡、無剝落，3%氯化鈉(180d):無變化，10%硫酸(30d):無變化，30%氫氧化鈉(30d ):無變化。
【權(quán)利要求】
1.一種無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特征在于:該防腐蝕涂層材料包括甲組分和乙組分兩個(gè)組份， 甲組份為環(huán)氧防銹漆，按重量百分比計(jì)包括下列組分:環(huán)氧樹脂10% -30%，烷氧基硅烷 5% -20%，顏填料 30% -70%，助劑 0.5% _2%，溶劑 0% -5% ； 乙組分為固化劑，其組成物為含氨基硅氧烷，與甲組分固化時(shí)，甲組份與乙組分的重量配比為 100:1-100:80。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特征在于:所述的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為0.03-0.63，選自雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特征在于:所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂選自E-03、E-51或E-44，酚醛型環(huán)氧樹脂選自F_51、F-48或F-44，雙酚 F 型環(huán)氧樹脂選自 CYDF-170、CYDF-180、NPEF-170、NPEF-6445 或 NPEF-6458，脂肪族環(huán)氧樹脂選自雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、二異戊二烯二環(huán)氧化物、3，4_環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲酸-3’，4’ -環(huán)氧基-6’ -甲基環(huán)己基甲酯、己二酸二(3，4-環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲酯)或氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂； 其中，所述的雙酚A型 環(huán)氧樹脂E-03、E-51、E-44，酚醛型環(huán)氧樹脂F(xiàn)_51、F_48、F-44，雙酚 F 型環(huán)氧樹脂 CYDF-170、CYDF-180、NPEF-170、NPEF-6445、NPEF-6458 都是臺(tái)灣南亞公司產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特征在于:所述的烷氧基硅烷選自正娃酸乙酷、甲基二乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、正丙基二甲氧基硅烷、正丙基二乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3，4_環(huán)氧環(huán)己烷基)乙基三甲氧基硅烷或2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷基)乙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特征在于:所述的顏填料選自云母氧化鐵、滑石粉、絹云母粉、硫酸鋇、氧化鐵紅、鈦白粉或炭黑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層，其特征在于:所述的助劑選自增稠劑、流平劑或潤濕分散劑；增稠劑選自氣相二氧化硅或膨潤土，流平劑選自BYK302、BYK320 或 BYK325，潤濕分散劑選自 Anti_Terra203、BYK P104S 或 Disperbyk-1Ol ； 其中，所述的流平劑 BYK302、BYK320、BYK325 和潤濕分散劑 Ant1-Terra203、BYKP104S、Disperbyk-1Ol是德國畢克公司的產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特征在于:所述的溶劑選自酯類溶劑醋酸乙酯、醋酸丁酯，芳烴類溶劑甲苯、二甲苯，酮類溶劑甲乙酮、甲異丁酮、環(huán)己酮，或者醇醚醋酸酯類高沸點(diǎn)溶劑丙二醇甲醚醋酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料，其特征在于:所述的乙組分固化劑為含氨基硅氧烷，選自3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基三乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨丙基二甲氧基硅烷，雙(3-二甲氧基甲娃烷基丙基)胺、雙(3-二乙氧基甲娃烷基丙基)胺或N-(正丁基)-3-氨丙基二甲氧基娃烷中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料的制備方法，其特征在于:該方法包括以下工藝步驟: (1)按配比將環(huán)氧樹脂、烷氧基硅烷加熱溶解至均勻透明液體，加熱溫度控制在60-80 0C ； (2)將上述混合樹脂溶解于溶劑中，依次加入顏填料、助劑進(jìn)行高速分散5-15min后，加入一定量的玻璃珠進(jìn)行研磨； (3)研磨至涂料細(xì)度小于80μ m，冷卻至室溫后，過濾得到甲組分； (4)將甲組分與乙組分固化劑含氨基硅氧烷按重量配比100:1-100:80進(jìn)行混合，制得防腐蝕涂層材料；采用空氣噴涂、高壓無氣噴涂、刷涂、輥涂進(jìn)行涂裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無溶劑型有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂層材料的應(yīng)用，其特征在于:該防腐蝕涂層 材料用于鋼結(jié)構(gòu)表面的涂裝。
【文檔編號(hào)】C09D5/08GK104031528SQ201410290392
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】王嫻嫻, 牟迪, 許季海 申請(qǐng)人:上海涂料有限公司技術(shù)中心