一种低VOC高防腐水性环氧导静电涂料及其制备方法与流程

2021-02-02 14:02:20|

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一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料及其制备方法
技术领域
[0001]
本发明涉及涂料制备技术领域，尤其涉及一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料及其制备方法。

背景技术：

[0002]
随着我国战略石油储备的提升喝石油工业的发展，油罐防腐日益受到重视，防腐技术也有了很大提高。特别是在静电防护方面，2009年，颁布喝实施了 gb/t13348-2009《液体石油产品静电安全规程》，规定当油罐内采用导静电型防腐蚀涂料时，应采用本征型导静电防腐蚀涂料或非碳系的浅色添加型导静电防腐蚀涂料，涂层的表面电阻率应为108～10
11
ω。避免了以往采用碳系导静电耐油防腐涂料带来的碳系填料渗出污染油品、颜色暗不便检修、抗渗透性和附着力差等问题。目前，基于本征型导静电涂料的成本较高，在防腐工程上的应用还较少，因此，非碳系的浅色添加型导静电防腐蚀涂料在油罐内壁防腐工程中得到了广泛应用。在导电填料中导电云母粉以其稳定的化学性质，优质的耐酸碱、耐有机溶剂性和抗渗透性而应用广泛。但是，当前非碳系的浅色添加型导静电防腐蚀涂料多为溶剂型防腐涂料，在密闭空间中施工，容易因有机溶剂挥发导致火灾、中毒等安全事故。以一个10万m3原油储罐为例，内防腐所需要的涂料量在40t左右，按溶剂挥发量40％计算，要挥发掉16t有机溶剂，尤其是油罐内壁防腐大多是在密闭的环境下施工，空气不流通，采用含溶剂的涂料在施工安全方面存在着巨大的隐患，对人体的伤害和对环境的污染以及资源的浪费都是很大的，随着社会环保意识的增强以及环保法规的日益严格，无溶剂类环保涂料尤其是水性涂料得到了快速发展。从安全性、环保方面及防腐性综合考虑，研发并采用非碳系水性环氧导静电耐油防腐涂料，将成为今后罐内导静电防腐蚀的发展方向。

技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料及其制备方法，有效的解决了现在防腐涂料存在安全隐患，不够环保的问题。
[0004]
一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料，其由a组分和b组分构成，a组分和b组分的混合重量比例为a：b＝0.25:1；
[0005]
所述a组分由以下重量比份的材料制作而成：环氧树脂6.5～10份，活性稀释剂2～3.5份，异丙醇0.6～1份；
[0006]
所述b组分由以下重量比份的材料制作而成：水性环氧固化剂18～30份，消泡剂0.1～05份，分散剂1～3份，水30～45份，改性三聚磷酸铝5～10份，滑石粉5～10份，钛白粉7～15份，膨润土0.2～0.6份，导电云母粉18～24份，润湿剂0.2～0.8份，防闪绣助剂0.5～3份，增稠剂0.1～1份。
[0007]
一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料，其由a组分和b组分构成，a组分和b组分的混合重量比例为a：b＝0.25:1；
[0008]
所述a组分由以下重量比份的材料制作而成：环氧树脂6.份，活性稀释剂2 份，异
丙醇0.6份；
[0009]
所述b组分由以下重量比份的材料制作而成：水性环氧固化剂18份，消泡剂0.1份，分散剂1份，水30份，改性三聚磷酸铝5份，滑石粉5份，钛白粉 7份，膨润土0.26份，导电云母粉18份，润湿剂0.2份，防闪绣助剂0.5份，增稠剂0.1份。
[0010]
一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料，其由a组分和b组分构成，a组分和b组分的混合重量比例为a：b＝0.25:1；
[0011]
所述a组分由以下重量比份的材料制作而成：环氧树脂10份，活性稀释剂 3.5份，异丙醇1份；
[0012]
所述b组分由以下重量比份的材料制作而成：水性环氧固化剂30份，消泡剂0.5份，分散剂3份，水45份，改性三聚磷酸铝10份，滑石粉10份，钛白粉15份，膨润土0.6份，导电云母粉24份，润湿剂0.8份，防闪绣助剂3份，增稠剂1份。
[0013]
一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料，其由a组分和b组分构成，a组分和b组分的混合重量比例为a：b＝0.25:1；
[0014]
所述a组分由以下重量比份的材料制作而成：环氧树脂8份，活性稀释剂 2.8份，异丙醇0.8份；
[0015]
所述b组分由以下重量比份的材料制作而成：水性环氧固化剂24份，消泡剂0.3份，分散剂2份，水38份，改性三聚磷酸铝8份，滑石粉8份，钛白粉 11份，膨润土0.5份，导电云母粉21份，润湿剂0.6份，防闪绣助剂2份，增稠剂0.6份。
[0016]
优选的，a组分中所述的环氧树脂为双酚a型e44环氧树脂。
[0017]
优选的，a组分中的所述活性稀释剂为苏州圣杰特种树脂有限公司的 hta026。
[0018]
优选的，a组分中所述的异丙醇为沸点82℃，在25℃下密度为0.785g/ml 的溶剂。
[0019]
优选的，b组分中的所述水性环氧固化剂为苏州圣杰特种树脂有限公司的 htw-028。
[0020]
优选的，b组分中所述的消泡剂为tego 810或aiox-5106。
[0021]
优选的，b组分中所述的分散剂为aiox-3780a。
[0022]
优选的，b组分中所述的水为去离子水。
[0023]
优选的，b组分中的所述导电云母粉为中山市永丰化工的导电云母粉 xf-a600。
[0024]
优选的，b组分中的所述改性三聚磷酸铝为新乐亿阳防腐材料的改性三聚磷酸铝。
[0025]
优选的，b组分中所述的滑石粉为广西桂花牌1250目滑石粉。
[0026]
优选的，b组分中的所述钛白粉为金红石型钛白粉。
[0027]
优选的，b组分中的所述膨润土为长安仁恒btw-68。
[0028]
优选的，b组分中的所述润湿剂为aiox-6730或tego 245。
[0029]
优选的，b组分中的所述防闪绣助剂为德谦179或龙海化工335。
[0030]
优选的，b组分中的所述增稠剂为龙海化工361或aiox-900a。
[0031]
一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料的制备方法，包括如下工艺流程，
[0032]
a组分的制备流程：
[0033]
第一步，称取定量的活性稀释剂和异丙醇加入分散罐中，以400～600r/min 低速搅拌5～10分钟，得到混合物ⅰ，
[0034]
第二步，在混合物ⅰ低速搅拌状态下加入环氧树脂，以900～1100r/min的中速搅拌10～20min，检验合格后用80目滤网进行过滤包装；
[0035]
b组分的制备流程：
[0036]
第一步，称取所需量的水性环氧固化剂加入分散罐中，在转速为400～ 600r/min低速搅拌状态下，逐步加入消泡剂、分散剂、适当的水低速分散5～10min，直至混合均匀，得到混合物ⅱ；
[0037]
第二步，在混合物ⅱ低速搅拌状态下称取定量的滑石粉、改性三聚磷酸铝、钛白粉、膨润土缓慢加入，在1400～1600r/min的搅拌速度下高速分散 10-20min，得到混合物ⅲ；
[0038]
第三步，混合物ⅲ进入砂磨机进行研磨，研磨至细度≤30um，得到均匀混合物ⅳ；
[0039]
第四步，称取定量的导电云母粉加入混合物ⅳ，以900-1100r/min的搅拌速度下中速分散10～20min后，逐步缓慢加入定量的润湿剂、防闪绣助剂、增稠剂，以900～1100r/min的搅拌速度下中速分散5～10分钟，调整粘度，化验合格后，用80目滤网过滤包装；
[0040]
a组分和b组分混合：
[0041]
第一步，将a组分和b组分分别打开，用电动搅拌分别将其搅拌均匀；
[0042]
第二步，将a组分和b组分倒入混合罐中再次搅拌均匀，用水来调整混合粘度使其达到凃-4杯20～25秒，混合物静放10～20分钟进行初步熟化反应。
[0043]
a组分和b部分进行混合后，混合涂料的使用期限为4h(25℃时)，温度高时，使用期限相应缩短，温度低时，使用期限相应延长，超过使用期限不能继续使用。采用有气或无气喷涂均可，小面积施工时亦可刷凃或辊涂，但第一道不建议辊涂。
[0044]
本发明通过采用一种水溶性胺类环氧固化剂与环氧树脂固化成膜，其中环氧树脂是100％液态双酚a型e44环氧树脂。
[0045]
双酚a型e44环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点：
[0046]
1)是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用要求；2)固化物有很高的强度和粘接强度；3)固化物有较高的物理性能及耐腐蚀性。
[0047]
采用的活性稀释剂含有环氧基团的低分子量环氧化合物，它们可以参加环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物的交联网络结构的一部分，不仅能降低体系粘度还能参与固化反应，保持了固化产物的性能，本发明使用苏州圣杰特种树脂有限公司的hta026具有以下特点优势：
[0048]
1)毒性低，皮肤刺激性小、挥发性小、安全性高、有利于工作环境保护； 2)稀释效果明显，能够有效降低树脂粘度；3)改活性稀释剂分子结构中的极性基团能够改善反应环境，提高e44环氧树脂与水性固化剂的相容性，并促进两者之间的相互反应；4)对树脂固化产物无不良影响，并能有效提高其力学性能。
[0049]
本发明采用的水溶性胺类固化剂，固体含量为60％，此产品具有以下优点： 1)低voc，可用水作稀释剂；2)比溶剂型及无溶剂型环氧体系的抗溶性、抗化学能力更强；3)隔夜重涂性，抗水渍与耐擦洗性能优良；4)施工器具用水易清洗。
[0050]
本发明使用中山市永丰化工的导电云母粉xf-at600是以轻质、片状的云母粉为基材，其表面被包覆几层化学性能稳定、耐腐蚀性能强、电导率高的导电物质，利用它独特
的二维片状阻隔、化学结构稳定等功能，可有效提高导电涂料的弹性、韧性、耐高温、抗渗透、耐磨、耐腐蚀的性能，该产品在防静电涂料里面属于通用品，性能稳定、阻燃。提供永久性的防静电效果。
[0051]
本发明采用金红石型钛白粉，利用其中二氧化钛的亲水性、耐热性、化学稳定性及无毒无味的特性，用以增强漆膜机械强度和附着力，延长漆膜寿命。
[0052]
本发明在生产研磨及现场施工过程中只有添加去离子水做为溶剂，大大降低了生产使用过程中的安全系数，对生产施工人员的伤害和对环境的污染以及资源的浪费都有很大的改善。
[0053]
本发明具有以下优势：1)因为用去离子水作为溶剂，涂料成本低，市场竞争力强，无毒无害，安全环保，可采用刷凃、滚涂和喷涂施工方法，不需要底层涂料，可直接涂覆；2)漆膜光滑坚硬，致密性好，具有优良的附着力、柔韧性等物理机械性能和耐化学品性，较好的耐热性、耐水性，同时具有长效超强的防腐蚀性能和稳定的导电性。
具体实施方式
[0054]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
ꢀ“
设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0055]
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056]
实施例一：一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料，其由a组分和b组分构成，a组分和b组分的混合重量比例为a：b＝0.25:1；
[0057]
所述a组分由以下重量比份的材料制作而成：环氧树脂6.份，活性稀释剂2 份，异丙醇0.6份；
[0058]
所述b组分由以下重量比份的材料制作而成：水性环氧固化剂18份，消泡剂0.1份，分散剂1份，水30份，改性三聚磷酸铝5份，滑石粉5份，钛白粉 7份，膨润土0.26份，导电云母粉18份，润湿剂0.2份，防闪绣助剂0.5份，增稠剂0.1份。
[0059]
在制备的时候，包括如下工艺流程，
[0060]
a组分的制备流程：
[0061]
第一步，称取2份的活性稀释剂和0.6份异丙醇加入分散罐中，以400～ 600r/min低速搅拌5～10分钟，得到混合物ⅰ，
[0062]
第二步，在混合物ⅰ低速搅拌状态下加入6份环氧树脂，以900～1100r/min 的中速搅拌10～20min，检验合格后用80目滤网进行过滤包装；
[0063]
b组分的制备流程：
[0064]
第一步，称取18份水性环氧固化剂加入分散罐中，在转速为400～600r/min 低速搅拌状态下，逐步加入0.1份消泡剂、1份分散剂、30份水低速分散5～ 10min，直至混合均匀，得到混合物ⅱ；
[0065]
第二步，在混合物ⅱ低速搅拌状态下称取5份滑石粉、5份改性三聚磷酸铝、 7份钛
白粉、0.2份膨润土缓慢加入，在1400～1600r/min的搅拌速度下高速分散10-20min，得到混合物ⅲ；
[0066]
第三步，混合物ⅲ进入砂磨机进行研磨，研磨至细度≤30um，得到均匀混合物ⅳ；
[0067]
第四步，称取18份导电云母粉加入混合物ⅳ，以900-1100r/min的搅拌速度下中速分散10～20min后，逐步缓慢加入0.2份润湿剂、0.5份防闪绣助剂、0.1份增稠剂，以900～1100r/min的搅拌速度下中速分散5～10分钟，调整粘度，化验合格后，用80目滤网过滤包装；
[0068]
a组分和b组分混合：
[0069]
第一步，将a组分和b组分分别打开，用电动搅拌分别将其搅拌均匀；
[0070]
第二步，将a组分和b组分倒入混合罐中再次搅拌均匀，用水来调整混合粘度使其达到凃-4杯20～25秒，混合物静放10～20分钟进行初步熟化反应。
[0071]
实施例二：一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料，其由a组分和b组分构成，a组分和b组分的混合重量比例为a：b＝0.25:1；
[0072]
所述a组分由以下重量比份的材料制作而成：环氧树脂10份，活性稀释剂 3.5份，异丙醇1份；
[0073]
所述b组分由以下重量比份的材料制作而成：水性环氧固化剂30份，消泡剂0.5份，分散剂3份，水45份，改性三聚磷酸铝10份，滑石粉10份，钛白粉15份，膨润土0.6份，导电云母粉24份，润湿剂0.8份，防闪绣助剂3份，增稠剂1份。
[0074]
在制备的时候，包括如下工艺流程，
[0075]
a组分的制备流程：
[0076]
第一步，称取3.5份的活性稀释剂和1份异丙醇加入分散罐中，以400～ 600r/min低速搅拌5～10分钟，得到混合物ⅰ，
[0077]
第二步，在混合物ⅰ低速搅拌状态下加入10份环氧树脂，以900～1100r/min 的中速搅拌10～20min，检验合格后用80目滤网进行过滤包装；
[0078]
b组分的制备流程：
[0079]
第一步，称取30份水性环氧固化剂加入分散罐中，在转速为400～600r/min 低速搅拌状态下，逐步加入0.5份消泡剂、3份分散剂、45份水低速分散5～ 10min，直至混合均匀，得到混合物ⅱ；
[0080]
第二步，在混合物ⅱ低速搅拌状态下称取10份滑石粉、10份改性三聚磷酸铝、15份钛白粉、0.6份膨润土缓慢加入，在1400～1600r/min的搅拌速度下高速分散10-20min，得到混合物ⅲ；
[0081]
第三步，混合物ⅲ进入砂磨机进行研磨，研磨至细度≤30um，得到均匀混合物ⅳ；
[0082]
第四步，称取24份导电云母粉加入混合物ⅳ，以900-1100r/min的搅拌速度下中速分散10～20min后，逐步缓慢加入0.8份润湿剂、3份防闪绣助剂、 1份增稠剂，以900～1100r/min的搅拌速度下中速分散5～10分钟，调整粘度，化验合格后，用80目滤网过滤包装；
[0083]
a组分和b组分混合：
[0084]
第一步，将a组分和b组分分别打开，用电动搅拌分别将其搅拌均匀；
[0085]
第二步，将a组分和b组分倒入混合罐中再次搅拌均匀，用水来调整混合粘度使其
达到凃-4杯20～25秒，混合物静放10～20分钟进行初步熟化反应。
[0086]
实施例三：一种低voc高防腐水性环氧导静电涂料，其由a组分和b组分构成，a组分和b组分的混合重量比例为a：b＝0.25:1；
[0087]
所述a组分由以下重量比份的材料制作而成：环氧树脂8份，活性稀释剂 2.8份，异丙醇0.8份；
[0088]
所述b组分由以下重量比份的材料制作而成：水性环氧固化剂24份，消泡剂0.3份，分散剂2份，水38份，改性三聚磷酸铝8份，滑石粉8份，钛白粉11份，膨润土0.5份，导电云母粉21份，润湿剂0.6份，防闪绣助剂2份，增稠剂0.6份。
[0089]
在制备的时候，包括如下工艺流程，
[0090]
a组分的制备流程：
[0091]
第一步，称取2.8份的活性稀释剂和0.8份异丙醇加入分散罐中，以400～ 600r/min低速搅拌5～10分钟，得到混合物ⅰ，
[0092]
第二步，在混合物ⅰ低速搅拌状态下加入8份环氧树脂，以900～1100r/min 的中速搅拌10～20min，检验合格后用80目滤网进行过滤包装；
[0093]
b组分的制备流程：
[0094]
第一步，称取24份水性环氧固化剂加入分散罐中，在转速为400～600r/min 低速搅拌状态下，逐步加入0.3份消泡剂、2份分散剂、38份水低速分散5～ 10min，直至混合均匀，得到混合物ⅱ；
[0095]
第二步，在混合物ⅱ低速搅拌状态下称取8份滑石粉、8份改性三聚磷酸铝、 11份钛白粉、0.5份膨润土缓慢加入，在1400～1600r/min的搅拌速度下高速分散10-20min，得到混合物ⅲ；
[0096]
第三步，混合物ⅲ进入砂磨机进行研磨，研磨至细度≤30um，得到均匀混合物ⅳ；
[0097]
第四步，称取21份导电云母粉加入混合物ⅳ，以900-1100r/min的搅拌速度下中速分散10～20min后，逐步缓慢加入0.6份润湿剂、2份防闪绣助剂、 0.6份增稠剂，以900～1100r/min的搅拌速度下中速分散5～10分钟，调整粘度，化验合格后，用80目滤网过滤包装；
[0098]
a组分和b组分混合：
[0099]
第一步，将a组分和b组分分别打开，用电动搅拌分别将其搅拌均匀；
[0100]
第二步，将a组分和b组分倒入混合罐中再次搅拌均匀，用水来调整混合粘度使其达到凃-4杯20～25秒，混合物静放10～20分钟进行初步熟化反应。
[0101]
实施例四：a组分材料重量比份为：环氧树脂17.5份，活性稀释剂5.8份，异丙醇1.7份；b组分材料重量比为：水性环氧固化剂24.3份，消泡剂0.2份，分散剂2份，水30份，改性三聚磷酸铝6份，滑石粉5份，钛白粉10份，膨润土0.5份，导电云母粉20份，润湿剂0.5份，防闪绣助剂1份，增稠剂0.5 份。
[0102]
在制备的时候，包括如下工艺流程，
[0103]
a组分的制备流程：
[0104]
第一步，称取5.8份的活性稀释剂和1.7份异丙醇加入分散罐中，以400～ 600r/min低速搅拌5～10分钟，得到混合物ⅰ，
[0105]
第二步，在混合物ⅰ低速搅拌状态下加入17.5份环氧树脂，以900～ 1100r/min的
中速搅拌10～20min，检验合格后用80目滤网进行过滤包装；
[0106]
b组分的制备流程：
[0107]
第一步，称取24.3份水性环氧固化剂加入分散罐中，在转速为400～ 600r/min低速搅拌状态下，逐步加入0.2份消泡剂、2份分散剂、30份水低速分散5～10min，直至混合均匀，得到混合物ⅱ；
[0108]
第二步，在混合物ⅱ低速搅拌状态下称取5份滑石粉、6份改性三聚磷酸铝、 10份钛白粉、0.5份膨润土缓慢加入，在1400～1600r/min的搅拌速度下高速分散10-20min，得到混合物ⅲ；
[0109]
第三步，混合物ⅲ进入砂磨机进行研磨，研磨至细度≤30um，得到均匀混合物ⅳ；
[0110]
第四步，称取20份导电云母粉加入混合物ⅳ，以900-1100r/min的搅拌速度下中速分散10～20min后，逐步缓慢加入0.5份润湿剂、1份防闪绣助剂、 0.5份增稠剂，以900～1100r/min的搅拌速度下中速分散5～10分钟，调整粘度，化验合格后，用80目滤网过滤包装；
[0111]
a组分和b组分混合：
[0112]
第一步，将a组分和b组分分别打开，用电动搅拌分别将其搅拌均匀；
[0113]
第二步，将a组分和b组分倒入混合罐中再次搅拌均匀，用水来调整混合粘度使其达到凃-4杯20～25秒，混合物静放10～20分钟进行初步熟化反应。
[0114]
下表为实验数据表。
[0115]
[0116][0117]
上述数据表格说明，1)超低的voc含量50.7g/l远低于标准的200g/l，充分体现了环保型涂料的安全环保性能；2)高防腐，性能指标表示可使用水性导静电涂料替代溶剂型导静电涂料。
[0118]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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