一种用于长效防腐体系的隔油底涂及其制作方法

文档序号:1289936 发布日期:2020-08-07 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于长效防腐体系的隔油底涂及其制作方法 (Oil-separating base coat for long-acting anticorrosion system and preparation method thereof ) 是由 杨小刚 王向阳 于 2020-06-01 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于长效防腐体系的隔油底涂及其制作方法,属于表面工程技术领域,其可用于多层包覆防腐体系,固化速度快,施工间隔短,可适应多道施工的工艺要求;固化后涂层柔性佳,可与防腐蚀带松软的外表面紧密结合,在防腐蚀带外层形成一层致密的柔性涂层,起到隔油的效果,有效防止底部的防腐蚀成分泄漏流失,保证了防腐蚀的长效性;对钢结构表面有极好的附着性,同时与下道涂层有极好的适应性,可在钢结构设施的频繁微振动环境下长时间不脱落,完全可达到多层包覆防腐体系的长效性要求;涂层不易受霉菌侵蚀,防腐蚀性能突出,可解决在多层包覆防腐体系中的防腐区域外延部位钢铁表面易受腐蚀问题;涂层具有防腐蚀自修复功能。(The invention discloses an oil-separating base coat for a long-acting anticorrosion system and a manufacturing method thereof, belongs to the technical field of surface engineering, can be used for a multilayer coating anticorrosion system, has high curing speed and short construction interval, and can meet the process requirements of multiple constructions; the cured coating has good flexibility and can be tightly combined with the soft outer surface of the anti-corrosion belt, a compact flexible coating is formed on the outer surface of the anti-corrosion belt, the oil-separating effect is achieved, the anti-corrosion component at the bottom is effectively prevented from leaking and losing, and the long-acting property of corrosion resistance is ensured; the coating has excellent adhesiveness to the surface of a steel structure, has excellent adaptability to a next coating, can not fall off for a long time in the frequent micro-vibration environment of a steel structure facility, and can completely meet the long-acting requirement of a multilayer coating anticorrosion system; the coating is not easy to be corroded by mould, has outstanding corrosion resistance, and can solve the problem that the surface of steel at the epitaxial part of the corrosion-resistant area in a multilayer coating corrosion-resistant system is easy to be corroded; the coating has the function of corrosion prevention and self repair.)

一种用于长效防腐体系的隔油底涂及其制作方法

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域,尤其涉及一种用于长效防腐体系的隔油底涂及其制作方法。

背景技术

近年来钢结构防腐特别是钢结构节点的防腐方法一直是钢结构防护领域的热门研究课题,具体的实施方案较多,各种方案在不同时期的推广实施都在一定程度上解决了钢结构防护中面对的的腐蚀问题,部分方案也取得了较好的经济效益。

目前应用较多的钢结构防腐蚀方案大体分为涂层防腐及牺牲阳极防腐,涂层防腐对于某些带有锐角表面的钢结构部位如钢结构连接点、法兰阀门等保护效果并不明显甚至会出现保护失效的问题;另外对于某些在工况恶劣的环境下的钢结构设施如码头及桥梁的钢管桩,其浪溅部位采用涂层防腐及牺牲阳极防腐均难以起到保护作用。

针对以上情况近几年防腐领域的研究人员陆续提出了不同特点的多层包覆防腐方案。中国专利CN102127770 B公布了一种钢结构连接部位的包覆防腐方法,该方案为多层包覆防腐体系,该防腐体系中防蚀带层外部直接制作不饱和树脂为主的防护外壳,而外壳与外延部位钢结构表面直接接触,存在防腐蚀成分漏出流失情况以及外延部位钢结构表面再次被腐蚀情况;中国专利CN 102409345B公开了一种海洋平台复杂节点处的防蚀包覆方法,该方案也同样存在防腐蚀成分漏出流失情况以及外延部位钢结构表面再次被腐蚀情况。

中国专利CN 103305849B介绍了一种氧化聚合型防腐方法,该方案中在防蚀带层外涂刷一定膜厚的胶黏剂,该胶黏剂为水性丙烯酸系涂料,与防蚀带的结合尚可,而与防腐区域外延部位的钢铁表面直接结合部位在一段时间后发现也有不同程度的腐蚀以及涂层表面长霉菌情况,也未能解决多层包覆防腐体系的外延部位的腐蚀问题;专利CN105949890B提供了一种包覆型输电线网户外装置及其包覆方法,该方案中防蚀带层表面也涂刷了防护剂,而在防护剂涂层表面再制作防护外壳层,该防护剂同样也是水性丙烯酸系涂料,对金属表面的附着性能一般,另外耐霉菌侵蚀性能较差,虽然改善了直接制作外壳易发生的密封问题但同样未能解决多层包覆防腐体系的外延部位的腐蚀问题。

上述的这些方案在一定范围内得到了推广,如港口码头桥梁的钢管桩防护,大型钢结构的节点部位防护、法兰阀门防护等领域,长效防腐效果也得到了广大业主的认可,但在完工后也出现了次生问题,主要有以下几点:第一,多层包覆防腐方案在防蚀带外部直接进行外壳制作,因为施工现场工况条件限制,很难保证完工后外壳的密封性,这样经过一段时间后会有防腐蚀成分渗出流失,影响防腐蚀效果;第二,多层包覆防腐方案实施时需对重点保护部位进行近乎完全的密封,于是在外延区域需要搭接,一般的,由外壳制作时直接在钢结构表面的该区域粘结附着,但底部的钢结构表面未进行防腐蚀处理,容易在该部位再次发生腐蚀。多层包覆防腐方案的防腐效果虽然得到了广大业主的认可,但再进一步推广过程中急需解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种用于长效防腐体系的隔油底涂及其制作方法,将其涂刷在防蚀带层表面与外延部位钢铁表面,既可与松软的防蚀带表面紧密结合,同时对钢铁表面也具有极强的附着力,另外为适应多层施工的复杂性,该隔油底涂固化时间极短,可在6小时内进行下道工序,并可与外层的涂层或树脂复合材料外壳有极佳的适应性,固化后对防蚀带表面紧密结合起到完全密封作用,对防腐区域外延部位钢铁表面防腐蚀保护效果也很突出,完工后的涂膜不易受霉菌侵蚀,能够在钢结构设施的频繁微振动环境下长时间附着不脱落,完全可满足多层包覆防腐体系的长效性要求。

本发明提供的具体技术方案如下:

第一方面,本发明提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂采用体积比为0.8~1.5:1的隔油底涂A组分和隔油底涂B组分混合使用,其中,所述隔油底涂A组分包括如下质量百分比的原料:液体环氧树脂8~12%、聚丙二醇二缩水甘油醚9~12.5%、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯41~60%、酚醛胺Ⅰ0.5~9%、酚醛胺Ⅱ1~40%、DMP-30 1.2~6%;所述隔油底涂B组分包括如下质量百分比的原料:改性环氧树脂64~80%、分散剂0.3~1.5%、消泡剂0.1~1.2%、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2~2%、气相二氧化硅0.3~2.4%、金红石型钛白粉0.4~5%、磷酸锌4~10%、单宁酸二次掺杂态聚苯胺2~5%、非浮型铝粉4~8%、云母粉2~7%。

可选的,所述隔油底涂A组分中的液体环氧树脂的EEW为170~300,酚醛胺Ⅰ的AHEW为50~100,酚醛胺Ⅱ的AHEW为110~200。

可选的,所述隔油底涂B组分中的改性环氧树脂包括如下质量百分比的原料:烷基缩水甘油醚6.5~12%、液体环氧树脂63~73%、端氨基聚醚Ⅰ3.5~6.5%、聚醚封端MDI预聚物5.5~21%、单宁酸3~6%。

可选的,所述改性环氧树脂中的液体环氧树脂为环氧当量为176~230的双酚A或双酚F环氧树脂,所述烷基缩水甘油醚为碳12-14烷基缩水甘油醚AGE,所述端氨基聚醚Ⅰ为分子量400的二官能度端氨基聚醚;所述端氨基聚醚Ⅱ为分子量2000的二官能度端氨基聚醚。

另一方面,本发明还提供一种用于长效防腐体系的隔油底涂制作方法,所述隔油底涂制作方法用于制作上述的隔油底涂,所述隔油底涂制作方法包括:

(1)将液体环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚加入行星搅拌反应釜中,开启行星搅拌反应釜进行搅拌,搅拌过程中缓慢升温至110℃,并控制温度在110±5℃范围内,真空脱水1~2h后冷却至40℃以下,得到聚醚封端MDI预聚物;

(2)将季戊四醇四-3-巯基丙酸酯加入反应釜,开启行星搅拌反应釜搅拌,搅拌过程中缓慢加入脱水液体环氧树脂与聚丙二醇二缩水甘油醚混合物,加完后缓慢升温至90℃,控制温度在90±3℃范围内,反应2~3h后升高温度至120℃,控制温度在120±5℃内继续反应1~2h后冷却至60℃以下;

(3)之后向行星搅拌反应釜中加入DMP-30、酚醛胺Ⅰ、酚醛胺Ⅱ,搅拌0.5~1h后得到隔油底涂A组分,将隔油底涂A组分从行星搅拌反应釜中取出备用;

(4)将改性环氧树脂加入空的行星搅拌反应釜中,开启行星搅拌反应釜搅拌,搅拌过程中缓慢加入分散剂、消泡剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷,5min后缓慢加入气相二氧化硅、磷酸锌、单宁酸二次掺杂态聚苯胺、非浮型铝粉,云母粉,待粉体完全润湿后高速搅拌1-2h,待细度小于30μm后降低转速并开启真空脱泡10-15min,然后过滤出料得到隔油底涂B组分,并将隔油底涂B组分取出备用;

(5)在使用之前将体积比为0.8~1.5:1的隔油底涂A组分和隔油底涂B组分相互混合,混合均匀后得到所述隔油底涂。

可选的,所述改性环氧树脂采用如下方法制备:

(1)将端氨基聚醚Ⅰ加入行星搅拌反应釜,开启行星搅拌反应釜进行搅拌,搅拌过程中缓慢升温至110℃,并控制温度在110±5℃内,真空脱水1~2h后冷却至40℃以下得到脱水后的端氨基聚醚Ⅱ;

(2)将脱水后的端氨基聚醚Ⅱ75~85%加入行星搅拌反应釜,开启行星搅拌反应釜搅拌,控制温度在15~40℃范围内,加入氢化MDI 15~25%,加完后提高转速,待反应开始并观察温度恒定后再缓慢升温至78℃,保温反应3~4h后开启真空脱泡10min,然后冷却至40℃以下得到聚醚封端MDI预聚物;

(3)将液体环氧树脂、烷基缩水甘油醚,加入行星搅拌反应釜,开启行星搅拌反应釜搅拌,混合均匀后加入脱水后的端氨基聚醚Ⅰ,缓慢升温至80℃,保温反应2~3h后冷却至50℃以下,然后加入聚醚封端MDI预聚物,缓慢升温至75℃,保温反应3~4h后加入单宁酸继续反应0.5~1h,开启真空脱泡10min,然后冷却至60℃以下,得到所述的改性环氧树脂。

本发明的有益效果如下:

本发明实施例提供一种用于长效防腐体系的隔油底涂及其制作方法,可用于多层包覆防腐体系,环保无重金属、零VOC;固化速度快,施工间隔短,可适应多道施工的工艺要求;固化后涂层柔性佳,可与防腐蚀带松软的外表面紧密结合,在防腐蚀带外层形成一层致密的柔性涂层,起到隔油的效果,有效防止底部的防腐蚀成分泄漏流失,保证了防腐蚀的长效性;对钢结构表面有极好的附着性,同时与下道涂层有极好的适应性,可在钢结构设施的频繁微振动环境下长时间不脱落,完全可达到多层包覆防腐体系的长效性要求;涂层不易受霉菌侵蚀,防腐蚀性能突出,可解决在多层包覆防腐体系中的防腐区域外延部位钢铁表面易受腐蚀问题;涂层具有防腐蚀自修复功能。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂,将其涂刷在防蚀带层表面与外延部位钢铁表面,既可与松软的防蚀带表面紧密结合,同时对钢铁表面也具有极强的附着力,另外为适应多层施工的复杂性,该隔油底涂固化时间极短,可在2~3小时内进行下道工序,并可与外层的涂层或树脂复合材料外壳有极佳的适应性,固化后对防蚀带表面紧密结合起到完全密封作用,对防腐区域外延部位钢铁表面防腐蚀保护效果也很突出,完工后的涂膜不易受霉菌侵蚀,能够在钢结构设施的频繁微振动环境下长时间附着不脱落,完全可满足多层包覆防腐体系的长效性要求。

本发明实施例一提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂为双组份改性环氧涂料,其包括独立包装的隔油底涂A组分和隔油底涂B组分,其中,在使用之前需要将体积比为0.8~1.5:1的隔油底涂A组分和隔油底涂B组分混合,混合均匀后形成本发明实施例的隔油底涂进行涂覆作业。

具体的,本发明实施例的隔油底涂A组分包括如下质量百分比的原料:液体环氧树脂8~12%、聚丙二醇二缩水甘油醚9~12.5%、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯41~60%、酚醛胺Ⅰ0.5~9%、酚醛胺Ⅱ1~40%、DMP-30 1.2~6%;隔油底涂B组分包括如下质量百分比的原料:改性环氧树脂64~80%、分散剂0.3~1.5%、消泡剂0.1~1.2%、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2~2%、气相二氧化硅0.3~2.4%、金红石型钛白粉0.4~5%、磷酸锌4~10%、单宁酸二次掺杂态聚苯胺2~5%、非浮型铝粉4~8%、云母粉2~7%。

其中,隔油底涂A组分中的液体环氧树脂的EEW为170~300,酚醛胺Ⅰ的AHEW为50~100,酚醛胺Ⅱ的AHEW为110~200。隔油底涂B组分中的改性环氧树脂包括如下质量百分比的原料:烷基缩水甘油醚6.5~12%、液体环氧树脂63~73%、端氨基聚醚Ⅰ3.5~6.5%、聚醚封端MDI预聚物5.5~21%、单宁酸3~6%。具体的,改性环氧树脂中的液体环氧树脂为环氧当量为176~230的双酚A或双酚F环氧树脂,所述烷基缩水甘油醚为碳12-14烷基缩水甘油醚AGE,碳12-14烷基缩水甘油醚AGE可以降低环氧树脂黏度,改善施工性能;所述端氨基聚醚Ⅰ为分子量400的二官能度端氨基聚醚;所述端氨基聚醚Ⅱ为分子量2000的二官能度端氨基聚醚。采用改性环氧树脂的目的是,环氧当量为176~230的双酚A或双酚F环氧树脂与AGE中的环氧基团与端氨基聚醚中的胺基反应,可以形成可靠的化学键。

隔油底涂A组分中,液体环氧树脂与聚丙二醇二缩水甘油醚中的环氧基团封端季戊四醇四-3-巯基丙酸酯中的部分巯基;DMP-30作为固化促进剂能够加速巯基与环氧基的反应速度,对巯基进行预促进,酚醛胺的加入能够保证材料在潮湿基材上的涂覆效果。隔油底涂A组分自身的反应中,巯基将环氧基团消耗完全之后,隔油底涂A组分中将会剩余巯基和胺基,未反应巯基和胺基与隔油底涂B组分引入的环氧基进行反应。

隔油底涂A组分和隔油底涂B组分混合,隔油底涂A组分中剩余的巯基和胺基将隔油底涂B组分中改性环氧树脂中的环氧基团完全反应掉,隔油底涂A组分中,液体环氧树脂与聚丙二醇二缩水甘油醚中的环氧基团封端季戊四醇四-3-巯基丙酸酯中的部分巯基;DMP-30作为固化促进剂能够加速巯基与环氧基的反应速度,对巯基进行预促进,酚醛胺的加入能够保证材料在潮湿基材上的涂覆效果。隔油底涂A组分自身的反应中,巯基将环氧基团消耗完全之后,隔油底涂A组分中将会剩余巯基和胺基,未反应巯基和胺基与隔油底涂B组分引入的环氧基进行反应。

隔油底涂A组分和隔油底涂B组分混合,隔油底涂A组分中剩余的巯基和胺基将隔油底涂B组分中改性环氧树脂中的环氧基团完全反应掉,通过环氧基和胺基、巯基反应,形成牢固的化学键实现成分间的有机结合,确保隔油底涂形成致密的结构,在确保有效防腐蚀成分不外渗流失的同时,也能够防止外部腐蚀介质侵入体系内部,对基材形成长久有效的持续防护。

本发明实施例提供的隔油底涂无溶剂、粘性低且触变性高,可厚涂施工,单次施工厚度可达0.8-1mm,有效减少了施工道数,操作便捷。

本发明实施例提供的隔油底涂为快固型,其组分内含有巯基等活性基团,有效提升了产品成膜速度,表干时间较之环氧有明显改善,但又比聚脲弹性体成膜速度温和适中。本发明实施例提供的隔油底涂可在潮湿基材施工,并可快速固化,甚至在0℃以下也可快速固化,缩短了施工间隔,提高施工效率,大大减少了因赶工期导致的质量问题。在本发明实施例提供的隔油底涂的配方设计中引入了含巯基的季戊四醇四-3-巯基丙酸酯,采用环氧树脂扩链得到含一定数量巯基的改性低分子量聚合物,通过采用叔胺进行预促进,制得一种快速固化型环氧固化剂,可在低温下保持极快的固化速度,常温下可实现2~3h硬化;另外为了提高对潮湿基材的施工适应性,A组分中引入了部分曼基尼碱型固化剂酚醛胺,适用于潮湿基材的施工,基材处理性强,可快速成膜,进一步提高施工效率。

本发明实施例提供的隔油底涂通过在两个组分中分别引入长链醚键,使固化物具备了极佳的柔性,完全适应防蚀带这种表面松软的基材,而附着在防蚀带表面的涂层也对基材有一定的追随性,很好的解决了需要同时在软表面和硬表面附着这一问题,而涂料配方中引入了γ-氨丙基三乙氧基硅烷,γ-氨丙基三乙氧基硅烷通过与环氧树脂体系的协同作用使其不但对钢铁表面具备极强的附着力,同时也对防蚀带的聚酯纤维层具有出色的附着力。同时本发明实施例提供的隔油底涂与下道涂层有极好的适应性,可在钢结构设施的频繁微振动环境下长时间可靠附着而不发生脱落,柔韧性强进而完全可达到多层包覆防腐体系的长效性要求。

本发明实施例提供的隔油底涂在A组分和B组分中都分别引入长链醚键,长链醚键的存在提高了隔油底涂的柔性,同时通过组分B中的环氧树脂主链上的-OH基与含有脲键的异氰酸酯半预聚物反应而引入了氨酯键,氨酯键、脲键和醚键的存在,增加了交联密度,在提高了隔油底涂韧性的同时也保持了较好的抗撕裂性能,使隔油底涂具备了极佳的耐机械冲击性能,拉伸强度大且断裂伸长率高。

本发明实施例提供的隔油底涂中含有的环氧树酯具有一定的强度及耐酸碱性,而在A组分和B组分中都分别引入长链醚键,长链醚键的存在提高了隔油底涂的柔性、力学强度,同时通过组分B中的环氧树脂主链上的-OH基与含有脲键的异氰酸酯半预聚物反应而引入了氨酯键,氨酯键、脲键和醚键的存在,有效提升了隔油底涂的耐介质性。

本发明实施例的隔油底涂B组分中含有单宁酸二次掺杂态聚苯胺,掺杂态聚苯胺的聚苯胺分子主链捕获质子而呈现正电性,并且聚苯胺分子链中含有掺杂剂中的对阴离子。单宁酸二次掺杂态聚苯胺为石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料,其中,石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料为质量比为1:5~1:25之间的还原氧化石墨烯和苯胺-单宁酸体系下复合形成的石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料,并且石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料的分子链中含有二次掺杂引入的单宁酸对阴离子。

由于本发明实施例的隔油底涂的配方中含有单宁酸二次掺杂态聚苯胺,使其具有极强的螯合转锈、抑锈能力。具体的,堵漏剂A组分中添加的单宁酸二次掺杂聚苯胺具有以下三个作用:(1)本身为墨绿色材料,可用作颜料;(2)具有优异的防腐效果;(3)纳米纤维材料,用量较少就能够达到防腐效果。单宁酸二次掺杂态聚苯胺防腐机理主要为:聚苯胺在单宁酸的催化作用下,聚苯胺与待保护的金属表面接触并在金属表层产生一层钝化膜,聚苯胺钝化膜能够有效地阻隔腐蚀介质穿透接触到金属基材,达到保护金属材料的目的。

经过大量的实践和试验研究发现,金属表面在单宁酸的作用下发生氧化还原反应的同时,聚苯胺能够在金属表面形成钝化膜,使金属的电位钝化至钝化区,从而对金属形成了阳极保护,也即聚苯胺在单宁酸的作用下对待保护金属表面具有钝化作用。

经扫描电镜以及X射线光电子能谱等检测手段分析发现,聚苯胺在单宁酸作用下的金属表面形成的钝化膜主要成分是处于外层1.5nm厚的Fe2O3以及次表层4nm厚的Fe3O4。

经过大量数据分析发现,聚苯胺在单宁酸的作用下,同样对金属表面具备缓蚀作用。其中,缓蚀作用通常是指通过金属对有机物质的吸附作用,在表面形成单分子屏蔽层,从而限制阳极(阴极)腐蚀速率,达到防腐蚀保护效果。聚苯胺类化合物的中心氮原子存在未共用的电子对,在金属表层具有空的d轨道时,极性集团中心原子的孤对电子就能够与空的d轨道形成配价键,此时金属表层对分子的吸附作用效果更为明显,并形成一层疏水吸附层,以达到降低腐蚀速率的效果。因为聚苯胺在单宁酸的作用下,对待保护的金属表面具有屏蔽作用和电场作用。其中,聚苯胺对待保护的金属表面的屏蔽作用机理主要是通过阻止腐蚀介质与金属基材相接触,以达到保护金属材料的目的。金属表面聚苯胺涂层的存在能够有效地将金属材料与其周围腐蚀环境分隔开来,例如聚苯胺涂层对氧气的渗透具有明显的屏蔽作用。

聚苯胺涂层在单宁酸环境下可以与氧气发生如下化学反应而使聚苯胺被氧化而氧气被还原,O2+2H2O+PAn0=PAn++4OH-,进而聚苯胺涂层与氧气作用,阻隔了氧气的渗入,防止了金属基材表面发生吸氧腐蚀。另外,加入聚苯胺的环氧涂层其防腐效果要远远好于纯环氧树脂涂层,原因在于聚苯胺能够与环氧树脂发生交联反应,将涂层的致密性大幅提升。

单宁酸二次掺杂态聚苯胺的聚苯胺分子主链捕获质子而呈现正电性,并且聚苯胺分子链中含有掺杂剂中的对阴离子。进而掺杂态的聚苯胺在与金属接触时,能够在金属表层产生电场,其方向相反于电子移动的方向,这就对电子传输过程起到了阻碍作用,能够有效地屏蔽电子从金属材料转移到氧化材料,也即掺杂态聚苯胺对金属材料表面存在电场作用。并且,由于在聚苯胺掺杂过程中,聚苯胺分子主链捕获质子而呈正电性,掺杂剂中的对阴离子为平衡电中性也扩散到聚苯胺分子链中,具有防腐功能性的对阴离子,在金属与聚苯胺反应中能够形成协同作用,加强对金属材料的保护效果。

单宁酸官能团中含有特殊的邻位酚羟基,该结构可与Fe3+反应,在腐蚀反应发生而产生Fe3+时,单宁酸官能团能够从聚苯胺分子链上分离与其反应生成黑色致密的稳定性较好的单宁酸铁螯合物,该物质一经生成便会牢固地覆盖在金属材料表面,锈蚀的发展因此受到极大的限制,再配合着聚苯胺与金属表面反应生成的钝化性氧化膜,更可以有效的阻止腐蚀反应的进一步向内部发展。

本发明实施例的隔油底涂A组分和隔油底涂B组分按比例混合后涂刷在多层包覆防腐体系的防蚀带及外延区域,在温度23±2℃,相对湿度50-75%条件下固化7天,得到用于长效防腐体系的隔油底涂涂层。其中,本发明实施例的隔油底涂的相关性能指标如下表表一所示:

表一隔油底涂的主要性能指标

注:【1】附着力数据为在A3钢板材上测试值的平均值;【2】防蚀带在A3钢板材上包覆,本发明实施例的隔油底涂涂覆在防蚀带及外延区域的A3钢板表面,冲击部位分别为防蚀带部位及外延区域的涂层;【3】和【4】:正常试板测试为通常的测试做法,而破损试板为人为划伤涂层至裸露2个区域面积均为1㎜×50㎜相交为十字后测试。

实施例二

基于相同的发明构思,本发明实施例二提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂制作方法,所述隔油底涂制作方法用于制作上述的隔油底涂,所述隔油底涂制作方法包括:

(1)将液体环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚加入行星搅拌反应釜中,开启行星搅拌反应釜进行搅拌,搅拌过程中缓慢升温至110℃,并控制温度在110±5℃范围内,真空脱水1~2h后冷却至40℃以下,得到聚醚封端MDI预聚物;

(2)将季戊四醇四-3-巯基丙酸酯加入反应釜,开启行星搅拌反应釜搅拌,搅拌过程中缓慢加入脱水液体环氧树脂与聚丙二醇二缩水甘油醚混合物,加完后缓慢升温至90℃,控制温度在90±3℃范围内,反应2~3h后升高温度至120℃,控制温度在120±5℃内继续反应1~2h后冷却至60℃以下;

(3)之后向行星搅拌反应釜中加入DMP-30、酚醛胺Ⅰ、酚醛胺Ⅱ,搅拌0.5~1h后得到隔油底涂A组分,将隔油底涂A组分从行星搅拌反应釜中取出备用;

(4)将改性环氧树脂加入空的行星搅拌反应釜中,开启行星搅拌反应釜搅拌,搅拌过程中缓慢加入分散剂、消泡剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷,5min后缓慢加入气相二氧化硅、磷酸锌、单宁酸二次掺杂态聚苯胺、非浮型铝粉,云母粉,待粉体完全润湿后高速搅拌1-2h,待细度小于30μm后降低转速并开启真空脱泡10-15min,然后过滤出料得到隔油底涂B组分,并将隔油底涂B组分取出备用;

其中,改性环氧树脂采用如下方法制备:

(41)将端氨基聚醚Ⅰ加入行星搅拌反应釜,开启行星搅拌反应釜进行搅拌,搅拌过程中缓慢升温至110℃,并控制温度在110±5℃内,真空脱水1~2h后冷却至40℃以下得到脱水后的端氨基聚醚Ⅱ;

(42)将脱水后的端氨基聚醚Ⅱ75~85%加入行星搅拌反应釜,开启行星搅拌反应釜搅拌,控制温度在15~40℃范围内,加入氢化MDI 15~25%,加完后提高转速,待反应开始并观察温度恒定后再缓慢升温至78℃,保温反应3~4h后开启真空脱泡10min,然后冷却至40℃以下得到聚醚封端MDI预聚物;

(43)将液体环氧树脂、烷基缩水甘油醚,加入行星搅拌反应釜,开启行星搅拌反应釜搅拌,混合均匀后加入脱水后的端氨基聚醚Ⅰ,缓慢升温至80℃,保温反应2~3h后冷却至50℃以下,然后加入聚醚封端MDI预聚物,缓慢升温至75℃,保温反应3~4h后加入单宁酸继续反应0.5~1h,开启真空脱泡10min,然后冷却至60℃以下,得到所述的改性环氧树脂。

其中,端氨基聚醚Ⅱ与过量的氢化MDI反应,进行部分封端,生成含有异氰酸酯基的半预聚物,其中,NCO含量4-5%,若NCO百分比过高,则交联密度过大,B组分固化无法使用;若NCO百分比含量过低,则反应活性过低,反应速度太慢,且引入的脲基及氨酯基数量不够,导致性能下降;端氨基聚醚Ⅰ与环氧树脂、甘油醚中的环氧基团反应,通过加合反应,在环氧树脂链端引入羟基,然后与已获得的半预聚物中的异氰酸酯基反应,得到聚脲改性柔性环氧树脂。通过此过程,实现了长链醚键的加入,能够有效提升树脂柔性,同时,聚脲改性柔性环氧树脂中脲基的存在也可以大幅提升树脂耐油、耐热、耐介质性能。

(5)在使用之前将体积比为0.8~1.5:1的隔油底涂A组分和隔油底涂B组分相互混合,混合均匀后得到所述隔油底涂。

本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂为无溶剂涂料,VOC为零,并不含重金属等有害物质,属于环境友好型涂料,符合目前的产业政策。其在软表面和硬表面均具有很好的附着力,可以很好的解决了同时在软硬表面的附着的技术难题。

具体的,本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂是用于多层包覆防腐体系的隔油防腐底涂,该体系涂料涂敷的基材为防护区域的防蚀带表面和外延区域钢结构表面,防蚀带表面松软,刚性涂膜即使附着在表面,在轻微磨损下也容易脆裂以致脱落。本发明实施例通过对涂料的两个组分分别引入长链醚键,使固化物具备了极佳的柔性,完全适应防蚀带这种表面松软的基材,而附着在防蚀带表面的涂层也对基材有一定的追随性,很好的解决了需要同时在软表面和硬表面附着这一问题,而涂料配方中引入了γ-氨丙基三乙氧基硅烷,γ-氨丙基三乙氧基硅烷通过与环氧树脂体系的协同作用使其不但对钢铁表面具备极强的附着力,同时也对防蚀带的聚酯纤维层具有出色的附着力。同时与下道涂层有极好的适应性,可在钢结构设施的频繁微振动环境下长时间可靠附着而不发生脱落,完全可达到多层包覆防腐体系的长效性要求。

本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂解决了长效防腐体系的防腐蚀成分泄漏问题。隔油底涂在多层包覆防腐体系中能够很好的密封基材主要取决于这两点:首先隔油底涂要具备一定的强度以避免在后期施工过程中的频繁冲击的机械力导致涂膜破损;其次需要隔油底涂在有油的底材上固化不受影响可形成密封无漏点完好的涂膜,同时固化后的涂膜要具有一定的耐油性能,耐油性好的涂膜可确保不被底材中的油类腐蚀破坏,能够长期保持对基材的的完好密封。本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂在A组分和B组分中都分别引入长链醚键,长链醚键的存在提高了隔油底涂的柔性,同时通过组分B中的环氧树脂主链上的-OH基与异氰酸酯预聚物中的异氰酸酯-NCO反应而引入了氨酯键和脲键,醚键,增加了交联密度,在提高了隔油底涂韧性的同时也保持了较好的抗撕裂性能,使隔油底涂具备了极佳的耐机械冲击性能,而氨酯基的引入则有效提高了隔油底涂的耐油性,所以本发明实施例的隔油底涂能够抵御油性材料的腐蚀,使其长期保持致密性。

本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂对基材的处理适应性强,可在潮湿基材施工,并可快速固化,甚至在在0℃以下也可快速固化,缩短了施工间隔,提高施工效率,大大减少了因赶工期导致的质量问题。在固化剂的配方设计中引入了含巯基的季戊四醇四-3-巯基丙酸酯,采用环氧树脂扩链得到含一定数量巯基的改性低分子量聚合物,通过采用叔胺进行预促进,制得一种快速固化型环氧固化剂,可在低温下也保持极快的固化速度,常温下可实现2~3h硬化;另外为了提高对潮湿基材的施工适应性,A组分中引入了部分曼基尼碱型固化剂酚醛胺,适宜潮湿基材的施工,进一步提高施工效率。

本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂可实现带锈涂装,固化后的隔油底涂具有良好的耐霉菌性能、防腐蚀性能和防腐蚀自修复功能。本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂配方中引入了单宁酸,单宁酸与钢铁表面的金属氧化物可反应生成单宁酸铁,此性能使其与环氧树脂固化体系协同作用,可作为低表面处理要求涂料使用,实现了带锈涂装施工;由于单宁酸在隔油底涂中的存在,并与环氧树脂体系协同作用下使得隔油底涂的耐霉菌性能进一步得到改善,可避免在易积水区滋生霉菌而破坏防腐层,确保防腐蚀体系的防腐长效性;配方中通过防腐功能材料磷酸锌、二次掺杂态聚苯胺、单宁酸以及功能性添加剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷的协同作用可保持长期的防腐蚀性能。

本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂固化后形成的涂层具有防腐蚀自修复功能。首先,当钢铁表面涂层有破损发生时,单宁酸二次掺杂态聚苯胺的分子主链捕获质子而呈现正电性,掺杂态的聚苯胺在与金属接触时,能够在金属表层产生电场,其方向相反于电子移动的方向,阻碍电子传输过程,能够有效地屏蔽电子从金属材料转移到氧化材料,从而使金属表面获得保护;其次在涂层中的单宁酸二次掺杂态聚苯胺以及单宁酸存在于钢铁表面,在此作用下钢铁表面迅速形成钝化区,并使钢铁的电极电位处于钝化区,阻止了进一步腐蚀;第三,单宁酸官能团中含有特殊的邻位酚羟基,该结构可与Fe3+反应,在腐蚀反应发生而产生Fe3+时,单宁酸官能团能够从聚苯胺分子链上分离与其反应生成黑色致密的稳定性较好的单宁酸铁螯合物,该物质一经生成便会牢固地覆盖在金属材料表面,锈蚀的发展因此受到极大的限制,再配合着聚苯胺与金属表面反应生成的钝化性氧化膜,更可以有效的阻止腐蚀反应的进一步向内部发展。通过以上几点的综合作用,本发明实施例提供的一种用于长效防腐体系的隔油底涂可对钢铁表面的破损情况具有防腐蚀自修复功能。

显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样,倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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