一種低溫快速固化環氧涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種低溫快速固化環氧涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 環氧涂料具有優異的防腐性能和抗化學品性能，對鋼材以及其他底材有著優良的 附著力，可與聚氨酯涂料、氟碳涂料、丙酸類涂料等面漆組成配套體系，配套性能良好，因此 被廣泛應用于船舶、橋梁、儲罐、海洋工程等領域。環氧涂料通常是通過環氧樹脂的環氧基 與固化劑中的胺基進行縮合反應起到干燥固化的目的。目前，國內環氧防腐涂料中采用聚 酰胺類固化劑的較多。但是，像傳統的酰胺一樣，聚酰胺類固化劑在低溫施工中受到了很大 的限制，當外界溫度低于10°c，酰胺類固化劑與環氧樹脂的反應變得非常緩慢，即使添加各 種固化促進劑，也很難做到加快5°c以下的固化速率。
[0003] 為了能夠使環氧樹脂涂料在冬季施工，現在很多公司推出了冬用型產品，主要是 使用了一種以腰果油為主要原料的胺加成物固化劑(酚氨基醇固化劑)。其中弱酸性的酚羥 基，能夠催化脂肪二元胺端基與環氧基低溫固化，但實際使用溫度在〇°C以下此反應仍然非 常緩慢。在我國北方寒冷的冬季以及西伯利亞等寒冷地區仍然不能保證正常施工。所以研 宄開發一種能夠在〇°c以下干燥固化的防腐涂料有著極其重要的實際意義和經濟效益。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種能夠在極低溫度下快速干燥的低 溫快速固化環氧涂料。
[0005] 本發明還提供上述涂料的制備方法。
[0006] 本發明提供的低溫快速固化環氧涂料，由主劑和固化劑兩部分組成，主劑包括改 性環氧樹脂、石油樹脂、潤濕分散劑、消泡劑、脫泡劑、防沉劑、防流掛劑、附著力增進劑、顏 料、填料和溶劑；固化劑為甲苯二異氰酸酯共聚物或二甲苯二異氰酸酯共聚物，和溶劑；所 述改性環氧樹脂是經過改性的雙酚A與環氧氯丙烷的二重縮聚物，改性劑為直鏈烷基二醇 或者季戊四醇，直鏈烷基二醇的碳原子數為6~10。直鏈烷基二醇的碳原子數過大，改性環 氧樹脂粘度大，產品偏軟，而碳原子數小于6,改性環氧樹脂起不到增韌作用，也不適合用于 低溫快速固化涂料。上述各組分均可以選用市售產品。
[0007] 經過直鏈烷基二醇或者季戊四醇改性后的雙酚A與環氧氯丙烷二重縮聚物，使環 氧鏈上含有更多的羥基官能團，增加了反應活性。改性環氧樹脂可以使用日本DIC公司生 產的多羥基改性中等分子量環氧樹脂。
[0008] 使用甲苯二異氰酸酯共聚物或二甲苯二異氰酸酯共聚物作為固化劑，與改性環氧 樹脂在低溫下反應速度快，涂料在-KTC條件下48小時可以達到半硬干燥，能有效解決現 有條件下寒冷環境中防腐涂料無法施工的問題，涂料中各組分相互配合，使產品涂膜具有 優異的防腐性能，無任何起泡脫落等現象。
[0009] 作為優選方案，所述改性環氧樹脂數均分子量為3000~5000,該范圍內的改性環氧 樹脂粘度適中，與組合物中的其他組分配合更加有利于涂料施工。
[0010] 由于在低溫環境中樹脂粘度上升的比較快，加入潤濕分散劑能有效潤濕填料，降 低涂料體系粘度，防止因為粘度上升過快導致填料分散不均勻的問題。
[0011] 主劑體系粘度的上升也必然導致涂裝的時候氣泡留在漆膜里或者表面，影響防腐 性能以及涂裝的表面狀態，所以加入脫泡劑和消泡劑來解決此類問題的產生。脫泡劑用于 使涂裝漆膜或者生產攪拌過程中氣泡迀移至涂層表面，消泡劑主要作用是破泡，使氣泡破 裂。消泡劑優選為荷蘭EFKA公司的2035 ;脫泡劑優選荷蘭EFKA公司的2040。
[0012] 另外，還需加入防沉劑和防流掛劑以改善涂料的儲存穩定性及施工性；考慮到有 機涂層與無機底材的附著問題，加附著力促進劑以提高二者之間附著力。體系內溶劑為有 機溶劑，適用于低溫環境。防沉劑優選使用氧化聚乙烯蠟。本發明的主劑配方中，使用氧化 聚乙烯蠟，其在具備防沉效果基礎上，還具有良好的分散性，發揮效能充分，且原料成本低。 防流掛劑可以使用臺灣徳謙化學公司的DEURHEO 229。
[0013] 作為優選方案，上述低溫快速固化環氧涂料中，所述石油樹脂優選(：9石油樹脂，相 較于其他常規石油樹脂，C 9石油樹脂與本發明配方體系相容性更好，使產品具有更高的防 腐性，同時進一步提高了產品的韌性和干燥速率。C 9石油樹脂可購買德國呂特格公司產品。
[0014] 作為優選方案，上述低溫快速固化環氧涂料中，所述附著力增進劑為硅烷偶聯樹 脂CH2(O)CHCH 2OC3H6-Si (OCH3) 3(可使用美國道康寧公司產品）。硅烷能夠與鐵生成Si-Fe的 化合物，增強與鋼板的附著力，而另一端的環氧基能夠很好地融合到環氧體系中，增強了環 氧與底材的附著力。
[0015] 作為優選方案，上述低溫快速固化環氧涂料中，所述填料為云母氧化鐵和滑石粉。 由于涂料是用作極度寒冷地區的防腐底漆，既要有良好的防腐性與快干性，又要與面漆有 較佳的配套附著力，所以填料優選表面粗糙并且屏蔽效果較好的云母氧化鐵，滑石粉用于 填充片狀云母氧化鐵搭接留下的空隙，對于涂膜的耐鹽霧、起泡、銹蝕和龜裂等性能均有很 大改善。
[0016] 滑石粉的用量需大于云母氧化鐵，以確保填充完全，云母氧化鐵和滑石粉優選的 用量比為1:2~5 (質量比)。其中選擇400目粒度大小的滑石粉，使產品在遮蓋力、粘度、涂 膜孔隙度、光澤度和細度等方面性能更優。
[0017] 作為優選方案，上述低溫快速固化環氧涂料中，所述溶劑為二甲苯和醋酸乙酯的 混合液。混合液中二甲苯含量高于醋酸乙酯。與二甲苯混合的醋酸乙酯起到增強溶解力的 作用。
[0018] 作為優選方案，上述低溫快速固化環氧涂料中，主劑各成分的質量百分含量為：改 性環氧樹脂12. 0~22. 0%，石油樹脂10. 0~15. 0%，潤濕分散劑0. 6~2. 8%，消泡劑0. 1~0. 2%， 脫泡劑0. 1~〇. 2%，防沉劑I. 0~1. 5%，防流掛劑2. 0~3. 2%，附著力增進劑0. 5~1. 0%，顏料 3~4. 2%，填料38. 9~52. 4%和溶劑余量；固化劑中各成分的質量百分含量為：甲苯二異氰酸 酯共聚物或二甲苯二異氰酸酯共聚物60~80%，溶劑20~40%。
[0019] 作為優選方案，上述低溫快速固化環氧涂料中，主劑與固化劑的質量比為9:1。
[0020] 本發明提供的一種低溫快速固化環氧涂料的