專利名稱：一種環(huán)氧樹脂涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)氧涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
涂料是一種含有顏料或不含顏料的、用樹脂及油等制成的化工產(chǎn)品。將涂料涂敷 再物體表面上能夠干結(jié)成膜，使被涂物體的表面與環(huán)境介質(zhì)隔開，從而對被涂物體起到保 護(hù)作用。涂料通常包括環(huán)氧樹脂涂料、氨基樹脂涂料、酚醛樹脂涂料、醇酸樹脂涂料等。其 中環(huán)氧涂料具有優(yōu)異耐化學(xué)品性能，耐堿性能尤為突出，是優(yōu)異的防腐涂料，并且對金屬、 玻璃、陶瓷等都具有良好的附著力，被廣泛應(yīng)用于鋼鐵構(gòu)架、建筑、車輛、家具等的涂裝。環(huán)氧樹脂涂料通常包括樹脂組分和固化劑組分，其中由于脂肪族多胺類固化劑固 化溫度較低，因此現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂涂料使用的固化劑為脂肪族多胺類固化劑，使用前將樹 脂組分和固化劑組分按比例混合后涂敷于被涂裝物體表面，樹脂與固化劑發(fā)生固化反應(yīng)后 干結(jié)成膜附著于物體表面。申請?zhí)枮?00410050479. 6的中國專利文獻(xiàn)公開了一種海洋重 防腐涂料，它由A、B兩種組分構(gòu)成，其中A組分為酚醛胺類固化劑和酮亞胺，B包括環(huán)氧樹 脂和改性劑、螯合劑、分散劑、填料等助劑。這種涂料雖具有較好的防腐效果，但是將A、B組 分混合后樹脂與固化劑發(fā)生的固化反應(yīng)不完全，因此涂料成膜后仍含有部分游離胺，毒性 較大，不適用于飲用水管道的涂裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種無毒的環(huán)氧樹脂涂料，包括樹脂組分和固 化劑組分，所述樹脂組分包括環(huán)氧當(dāng)量為235 265的環(huán)氧樹脂t 25wt% 40wt%
環(huán)氧當(dāng)量為170 195的環(huán)氧樹脂t 3wt% 6.5wt%
分散劑0. 2wt% 0. 7wt%
流平劑lwt% 2wt%
稀釋劑5wt% 12wt%
填料50wt%~ 65wt%
所述固化劑組分包括
酚醛胺改性固化劑18wt% 26wt%
腰果油改性酚醛胺固化劑52wt% 66wt%
二甲苯10wt% 25wt%
所述環(huán)氧樹脂組分與所述固化劑組分的重量比為6 7 1。
優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂。
優(yōu)選的，所述分散劑為不飽和多元胺和酸性聚酯鹽的混合溶液。
優(yōu)選的，所述流平劑為無機改性蓖麻油。
優(yōu)選的，所述填料為鈦白粉、云母粉、滑石粉或石英粉中的一種或
優(yōu)選的，所述稀釋劑為二甲苯和正丁醇的混合溶液。優(yōu)選的，二甲苯和正丁醇混合比例按重量計為3 6 7 9。本發(fā)明還提供一種環(huán)氧樹脂涂料的制備方法，包括制備樹脂組分提供5 12份稀釋劑，取30wt%的稀釋劑并與25 40份環(huán)氧當(dāng) 量為235 265的環(huán)氧樹脂和3 6. 5份環(huán)氧當(dāng)量為170 195的環(huán)氧樹脂混合后進(jìn)行分 散，然后加入0. 2 0. 7份分散劑、1 2份流平劑和50 64份填料進(jìn)行再次進(jìn)行分散，分 散后加入剩余的70wt%稀釋劑并攪拌均勻；制備固化劑組分將10份 25份二甲苯與52 66份腰果油改性酚醛胺和18 26份的酚醛胺改性固化劑混合并攪拌均勻后分散；將樹脂組分與固化劑組分按照6 7 1的重量比混合得到環(huán)氧樹脂涂料。優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂。優(yōu)選的，所述稀釋劑為二甲苯和正丁醇的混合溶液。本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹脂涂料，所述涂料的樹脂組分中的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧當(dāng)量 為235 265和170 195的環(huán)氧樹脂的復(fù)配，分子量較小，交聯(lián)密度大；固化劑中含有酚 醛胺改性固化劑和腰果油改性酚醛胺固化劑，其中腰果油改性酚醛胺固化劑不含苯酚，是 天然成分合成的改性胺；酚醛胺改性固化的加入可降低固化溫度，并且在潮濕的環(huán)境仍具 有較好的固效果。涂料使用前將樹脂組分和固化劑組分按比例混合后，上述配比的樹脂與 固化劑發(fā)生的固化反應(yīng)快且完全，涂料體系中無游離胺，經(jīng)測試所述涂料滿足生活飲用水 輸配水設(shè)配及防護(hù)材料安全性評價標(biāo)準(zhǔn)；形成的漆膜致密，水汽滲透率低，具有優(yōu)異的防腐 性能；同時，由于使用的固化劑的碳鏈較長，從而使得到的漆膜具有優(yōu)異的柔韌性；固化劑 含有苯環(huán)，從而使得到的漆膜硬度高，漆膜力學(xué)性能好，使用壽命長。
具體實施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。本發(fā)明實施例公開了一種環(huán)氧樹脂涂，包括樹脂組分和固化劑組分，樹脂組分的 組成及各組分含量如下
265的環(huán)氧樹脂 195的環(huán)氧樹脂環(huán)氧當(dāng)量為235環(huán)氧當(dāng)量為170分散劑流平劑稀釋劑填料固化劑組分及各組分含量如下酚醛胺改性固化劑腰果油改性酚醛胺固化劑二甲苯
25wt% 40wt% 3wt% 6. 5wt% 0. 2wt% 0. 7wt% lwt% 2wt%
50wt%-
18wt%-52wt%-10wt%-
12wt% -6wt%
26wt% 66wt% 25wt%
所述環(huán)氧樹脂組分與所述固化劑組分的重量比為6 7
4
本發(fā)明提供的環(huán)氧涂料中的樹脂組分含有環(huán)氧當(dāng)量為235 265和170 195的 兩種環(huán)氧樹脂，兩種環(huán)氧樹脂分子量較小，固化反應(yīng)后交聯(lián)密度大，上述環(huán)氧樹脂包括但不 限于雙酚A環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、縮水甘油基環(huán)氧樹脂、縮水甘油基胺類環(huán)氧樹脂 或二聚酸改性環(huán)氧樹脂，本發(fā)明優(yōu)選采用雙酚A環(huán)氧樹脂，其含有較多羥基，具有較強的極 性和化學(xué)活潑性，易與被涂物體作用，附著力較強。樹脂組分中環(huán)氧當(dāng)量為235 265的 環(huán)氧樹脂的含量為25wt % 40wt %，環(huán)氧當(dāng)量為170 195的環(huán)氧樹的含量為3wt % 6. 5wt%，兩種樹脂含量過低，則易造成固化反應(yīng)不完全，涂料體系中含有游離胺；兩種樹脂 若含量過高，則涂料體系粘度較大，影響固化反應(yīng)速率及固化溫度。分散劑優(yōu)選采用不飽和多元胺和酸性聚酯鹽的混合溶液；流平劑優(yōu)選采用無機改 性蓖麻油；填料優(yōu)選采用鈦白粉、云母粉、滑石粉和石英粉中的一種或多種，起到增強的作 用；稀釋劑優(yōu)選采用二甲苯和正丁醇的混合溶液，混合比例按重量計優(yōu)選為7 9 3 6， 稀釋劑中的活性基團(tuán)可促進(jìn)環(huán)氧樹脂開環(huán)，對建立完善的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)起到促進(jìn)作用。本發(fā)明采用的固化劑含有腰果油改性酚醛胺和酚醛胺改性固化劑，腰果油改性 酚醛胺不含苯酚，為天然成份合成的改性胺，是獲得美國FDA和NSF認(rèn)證的原料，是可用 于生產(chǎn)與食品或飲用水接觸的環(huán)氧防腐涂料的胺類固化劑，其粘度低，干燥速度快，可低 溫固化，并有優(yōu)異的耐水、防銹性能。酚醛胺改性固化劑是一類理想的環(huán)氧樹脂常溫固化 劑，由于其分子量較低，因而粘度較低，其與環(huán)氧樹脂的混溶性好，浸潤性強，固化速度快， 且能在-18°C、濕度大于80%和水下等多種環(huán)境中固化各種型號的環(huán)氧樹脂。上述固化劑 的碳鏈較長，因此得到的漆膜具有優(yōu)異的柔韌性；上述固化劑含有苯環(huán)，因此得到的漆膜 硬度高，漆膜力學(xué)性能好，使用壽命長。固化劑組分中腰果油改性酚醛胺固化劑的含量為 52wt% 66wt%，腰果油改性酚醛胺固化劑的含量為52wt% 66wt%，上述兩種固化劑含 量若過高，則在固化反應(yīng)中易殘留游離胺；上述兩種固化劑含量若過低，則使得涂料的固化 溫度較高。二甲苯對上述環(huán)氧樹脂及固化劑均具有較好的溶解性。當(dāng)將樹脂組分與固化劑組 分混合后，環(huán)氧樹脂與固化劑發(fā)生固化反應(yīng)，上述配比的環(huán)氧樹脂與固化劑在進(jìn)行固化反 應(yīng)時體系固化反應(yīng)快且完全，沒有任何游離胺，從而使產(chǎn)品本身無毒，可用于飲用水、食品 廠、牛奶廠、牛奶輸送管道、啤酒廠等食品直接接觸的管道和設(shè)備；形成的漆膜具有完善的 三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，漆膜致密，水汽滲透率低，具有優(yōu)異的防腐性能，可沉浸于清水和鹽水中，且 耐陰極防腐。可用于重防腐場合如船舶用液壓倉，水和污水處理廠等。本發(fā)明還提供一種環(huán)氧樹脂涂料的方法，包括a、提供5 12份稀釋劑，取30wt %的稀釋劑并與25 40份環(huán)氧當(dāng)量為235 265的環(huán)氧樹脂和3 6. 5份環(huán)氧當(dāng)量為170 195的環(huán)氧樹脂混合后進(jìn)行分散，然后加入 0. 2 0. 7份分散劑、1 2份流平劑和50 64份填料進(jìn)行再次進(jìn)行分散，分散后加入剩 余的70wt%稀釋劑并攪拌均勻；b、將10份 25份二甲苯與52 66份腰果油改性酚醛胺和18 26份的酚醛胺 改性固化劑混合并攪拌均勻后分散；c、將樹脂組分與固化劑組分按照6 7 1的重量比混合得到環(huán)氧樹脂涂料。步驟a為制備樹脂組分，樹脂組分中的稀釋劑優(yōu)選采用二甲苯和正丁醇的混合溶 液，混合比例按重量計優(yōu)選為3 6 7 9，稀釋劑中的活性基團(tuán)可促進(jìn)環(huán)氧樹脂開環(huán)，對建立完善的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)起到促進(jìn)作用。選用的環(huán)氧樹脂包括但不限于雙酚A環(huán)氧樹脂、脂肪 族環(huán)氧樹脂、縮水甘油基環(huán)氧樹脂、縮水甘油基胺類環(huán)氧樹脂或二聚酸改性環(huán)氧樹脂，本發(fā) 明優(yōu)選采用雙酚A環(huán)氧樹脂，其含有較多羥基，具有較強的極性和化學(xué)活潑性，易于被涂物 體作用，附著力較強。散劑優(yōu)選采用不飽和多元胺和酸性聚酯鹽的混合溶液，流平劑優(yōu)選采 用無機改性蓖麻油，填料優(yōu)選采用鈦白粉、云母粉、滑石粉和石英粉中的一種或多種，起到 增強的作用。步驟a中將稀釋劑與樹脂混合進(jìn)行分散的速度優(yōu)選為300rpm 600rpm，再加 入分散劑、流平劑和填料進(jìn)行分散的速度優(yōu)選為lOOrpm 1300rpm。將上述原料進(jìn)行分散 可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行分散，本發(fā)明對此并無特別限制。步驟b為制備固化劑組分，此步的分散速度優(yōu)選為600rpm 900rpm。使用前，將步驟a和b配置的樹脂組分和固化劑組分按比例混合即可進(jìn)行涂裝，可 以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進(jìn)行混合，本發(fā)明對此并無特別限制。為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂涂料及其制備 方法進(jìn)行描述。以下實施例中的環(huán)氧樹脂樹脂a均由英荷皇家殼牌集團(tuán)提供，環(huán)氧值為 0. 38 0. 425 ；環(huán)氧樹脂b由Huntsman公司提供，環(huán)氧值為0. 52 0. 55 ；分散劑由BYK公 司提供；無機改性蓖麻油由ELEMENTIS公司提供；酚醛胺改性固化劑由Cardolite公司提 供；腰果油改性酚醛胺固化劑由Cardolite公司提供。實施例1將3. 6kg的二甲苯與6. 6kg的正丁醇混合得到稀釋劑，向分散機中加入25. 5kg的 環(huán)氧樹脂a、9. 5kg環(huán)氧樹脂b和3kg稀釋劑并進(jìn)行低速分散，設(shè)置分散機轉(zhuǎn)速為500rpm，低 速分散5分鐘后啟動冷卻水，再加入0. 6kg的分散劑、1. 5kg無機改性蓖麻油、15kg鈦白粉、 7. 5kg云母粉、13. 2kg石英粉和17kg的滑石粉進(jìn)行高速分散，設(shè)置分散機轉(zhuǎn)速為llOOrpm， 高速分散45分鐘后加入7. 2kg稀釋劑攪拌均勻，得到樹脂組分；將15. 5kg 二甲苯與59kg腰果油改性酚醛胺和25. 5kg酚醛胺改性固化劑混合并 攪拌均勻后在分散機中速分散，設(shè)置轉(zhuǎn)速為700rpm，中速20分鐘后得到固化劑組分；涂料使用前將樹脂組分與固化劑組分按照6 7 1的重量比混合便可進(jìn)行涂裝。實施例2涂料配置過程與實施例1相同，本實施例提供的環(huán)氧樹脂涂料組分及各組分含量 如下樹脂組分如下環(huán)氧樹脂a環(huán)氧樹脂b分散劑無機改性蓖麻油鈦白粉云母粉滑石粉石英粉二甲苯
31. 10kg 4. 50kg
0.40kg
1.9kg 16.00kg 7. 50kg 16.00kg 15. 20kg
2.60kg
6
正丁醇4. 80kg
固化劑組分如下
酚醛胺改性固化劑19.50kg
腰果油改性酚醛胺固化劑65. 00kg
二甲苯15. 50kg
實施例3
涂料配置過程與實施例1相同，本實施例提供的環(huán)氧樹脂涂料組分及各組分含量如下
樹脂組分如下
環(huán)氧樹脂a37. 6kg
環(huán)氧樹脂b4. 50kg
分散劑0. 50kg
無機改性蓖麻油1.2kg
鈦白粉26.00kg
石英粉25. 00kg
二甲苯2. 20kg
正丁醇3. 00kg
固化劑組分如下
酚醛胺改性固化劑23. 00kg
腰果油改性酚醛胺固化劑62. 00kg
二甲苯15. 00kg
將實施例1至3制備的環(huán)氧涂料進(jìn)行生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料安全性測
試，測試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 17219，測試結(jié)果列于表1。將實施例1至3制備的環(huán)氧涂料進(jìn)行力學(xué)性能及耐腐蝕性能測試，測試結(jié)果列于表2。表1生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料安全性測試 表2力學(xué)性能及耐腐蝕性能測試 由上述結(jié)果可知，本發(fā)明提供的環(huán)氧涂料滿足GB/T 17219-1998生活飲用水輸配 水設(shè)備及防護(hù)材料安全性評價標(biāo)準(zhǔn)，可用于飲用水、食品廠、牛奶廠、牛奶輸送管道、啤酒廠 等食品直接接觸的管道和設(shè)備。漆膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，可用于重防腐場 合如船舶用液壓倉，水和污水處理廠等領(lǐng)域。以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行 若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種環(huán)氧樹脂涂料，包括樹脂組分和固化劑組分，所述樹脂組分包括環(huán)氧當(dāng)量為235～265的環(huán)氧樹脂 25wt％～40wt％環(huán)氧當(dāng)量為170～195的環(huán)氧樹脂 3wt％～6.5wt％分散劑 0.2wt％～0.7wt％流平劑 1wt％～2wt％稀釋劑 5wt％～12wt％填料 50wt％～65wt％所述固化劑組分包括酚醛胺改性固化劑 18wt％～26wt％腰果油改性酚醛胺固化劑52wt％～66wt％二甲苯10wt％～25wt％所述環(huán)氧樹脂組分與所述固化劑組分的重量比為6～7∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂涂料，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂涂料，其特征在于，所述分散劑為不飽和多元胺和 酸性聚酯鹽的混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂涂料，其特征在于，所述流平劑為無機改性蓖麻油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂涂料，其特征在于，所述填料為鈦白粉、云母粉、滑 石粉或石英粉中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂涂料，其特征在于，所述稀釋劑為二甲苯和正丁醇 的混合溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)氧樹脂涂料，其特征在于，二甲苯和正丁醇混合比例按重 量計為3 6 7 9。
8.一種環(huán)氧樹脂涂料的制備方法，包括制備樹脂組分提供5 12份稀釋劑，取30wt%的稀釋劑并與25 40份環(huán)氧當(dāng)量為 235 265的環(huán)氧樹脂和3 6. 5份環(huán)氧當(dāng)量為170 195的環(huán)氧樹脂混合后進(jìn)行分散，然 后加入0. 2 0. 7份分散劑、1 2份流平劑和50 64份填料進(jìn)行再次進(jìn)行分散，分散后 加入剩余的70wt%稀釋劑并攪拌均勻；制備固化劑組分將10份 25份二甲苯與52 66份腰果油改性酚醛胺和18 26 份的酚醛胺改性固化劑混合并攪拌均勻后分散；將樹脂組分與固化劑組分按照6 71的重量比混合得到環(huán)氧樹脂涂料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述稀釋劑為二甲苯和正丁醇的混合溶
全文摘要
本發(fā)明提供一種環(huán)氧樹脂涂料，包括樹脂組分和固化劑組分，樹脂組分包括25wt％～40wt％的環(huán)氧當(dāng)量為235～265的環(huán)氧樹脂，3wt％～6.5wt％的環(huán)氧當(dāng)量為170～195的環(huán)氧樹脂，0.2wt％～0.7wt％的分散劑，1wt％～2wt％的流平劑，5wt％～12wt％的稀釋劑和50wt％～65wt％填料；固化劑組分包括18wt％～26wt％的酚醛胺改性固化劑，52wt％～66wt％的腰果油改性酚醛胺固化劑，10wt％～25wt％的二甲苯；環(huán)氧樹脂組分與固化劑組分的重量比為6～7∶1。本發(fā)明還提供一種制備上述環(huán)氧涂料的方法。本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂涂料無毒，可用于與食品直接接觸的管道和設(shè)備。
文檔編號C09D163/02GK101857765SQ20101021430
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者吳家岳, 瞿金清, 錢麗麗 申請人:廣東嘉寶莉化工集團(tuán)有限公司;華南理工大學(xué)