飲用水輸配水設(shè)備用無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及飲用水設(shè)備用涂料，具體涉及一種飲用水輸配水設(shè)備 用無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市輸水和配水系統(tǒng)是保證輸水到給水區(qū)域，并且配水到所有用戶的所有設(shè)施， 包括輸水管渠、管網(wǎng)、栗站、水塔和水池等。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，城 市不斷的擴大，加上老城改造，需要建設(shè)大量的輸配水系統(tǒng)。水與人類生活息息相關(guān)，引用 水的質(zhì)量安全直接關(guān)系到人們的身體健康。目前城市飲用水管網(wǎng)大量采用金屬鋼制管道輸 水，管道腐蝕一直是影響該系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要因素之一，同時對水質(zhì)也存在極大影響，為 防止輸水管道的腐蝕與微生物污染，一般采用管道內(nèi)壁涂襯技術(shù)，在管道的內(nèi)壁涂裝衛(wèi)生 安全，且具有良好防護效果的涂料。
[0003] 飲水設(shè)備無毒涂料是目前引用水設(shè)備普遍使用的防腐蝕材料，現(xiàn)在使用的大部分 為溶劑型涂料，有機揮發(fā)物濃度高，防腐蝕效果差，隨著2015年國家對施工有機揮發(fā)物濃度 V0C超過420g/L的溶劑型涂料征收涂料稅，因此涂料水性化、無溶劑化或高固體化是其發(fā)展 的一個趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服現(xiàn)有的溶劑型涂料有機揮發(fā)物濃度高、防腐蝕效果差的技術(shù)缺陷，本發(fā)明 公開了一種飲用水輸配水設(shè)備用無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明所述飲用水輸配水設(shè)備用無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料的制備方法，包括主劑和 固化劑生產(chǎn)，所述主劑生產(chǎn)過程包括如下步驟： 步驟1將環(huán)氧樹脂40-47份、活性稀釋劑5-8份、潤濕分散劑0.3-0.8份混合后分散均勻， 所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂中的一種或兩種的混合物;為二者混合 物時，后者占10-12份； 步驟2加入有機膨潤土 0.5-1份、氣相二氧化硅0.5-1份，混合后繼續(xù)分散均勻； 步驟3將步驟2中得到的分散均勻后的混合物加熱至45-50°C ;并以800-1000 rpm速度 攪拌;一邊攪拌一邊加入鈦白粉15-20份、硫酸鋇10-15份、滑石粉8-12份;繼續(xù)分散均勻； 步驟4加入流平劑0.1-0.5份、消泡劑0.1-0.5份，繼續(xù)分散均勻;將分散均勻后的混合 物研磨至細度小于40微米； 所述固化劑的生產(chǎn)過程為:依次在容器中加入環(huán)氧固化劑重量比例95-98%和固化促進 劑重量比例2-5%，在600-1 OOOrpm下分散均勻后過濾包裝；以上份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0006] 本發(fā)明還公開了一種飲用水輸配水設(shè)備用無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料，包含主劑和固 化劑，固化劑與主劑的重量比例為1:4-5; 主劑中，各個組分重量配比如下：環(huán)氧樹脂40-47%，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂 和酚醛環(huán)氧樹脂中的一種或兩種的混合物，二者混合時酚醛環(huán)氧樹脂占10-12個百分點； 活性稀釋劑5-8%，潤濕分散劑0.3-0.8%，有機膨潤土0.5-1%，氣相二氧化硅0.5-1%，鈦白粉 15-20%，硫酸鋇 10-15%，滑石粉 8-12%，流平劑0.1-0.5%，消泡劑0.1-0.5%; 固化劑中，各個組分重量配比如下:環(huán)氧固化劑重量比例95-98%，固化促進劑重量比例 2-5% 〇
[0007] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧固化劑為酚醛胺固化劑。
[0008] 優(yōu)選的，所述活性稀釋劑為腰果酚縮水甘油醚。
[0009] 優(yōu)選的，所述潤濕分散劑為海明斯公司的Disponer 912或科寧公司Texaphor963 分散劑。
[0010]優(yōu)選的，所述流平劑為有機硅類流平劑和丙烯酸類流平劑的任意一種或混合物， 混合時二者的混合比例為1-2:1。
[0011]優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酸A型環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂的一種或混合物，混合 時二者混合比例為3-5:1。
[0012] 優(yōu)選的，所述固化劑中含有2-5%重量比的固化促進劑Ancamine K54。
[0013] 采用本發(fā)明所述飲用水輸配水設(shè)備用無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料及其制備方法所得 到的防腐蝕涂料符合《生活用水輸配水設(shè)備及防護材料衛(wèi)生安全評價規(guī)范》(2001)的要求， 屬于無毒產(chǎn)品，可作為飲用水輸配水設(shè)備的防護材料;所得產(chǎn)品為無溶劑涂料，不含有機揮 發(fā)物，產(chǎn)品沒有刺激性氣味，有益于環(huán)境保護和操作工人的防護。
[0014] 采用本發(fā)明所得到的涂料一次施工成膜厚，一次性成膜可達300-400μπι，便于施 工。涂膜堅硬耐磨、平整光滑，具有優(yōu)異的耐水性能和耐化學性能，可保證埋地管道有效、可 靠和安全的運行。
【具體實施方式】
[0015] 下面對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0016] 本發(fā)明所述飲用水輸配水設(shè)備用無溶劑環(huán)氧防腐蝕涂料的制備方法，包括主劑和 固化劑生產(chǎn)，所述主劑生產(chǎn)過程包括如下步驟： 步驟1將環(huán)氧樹脂40-47份、活性稀釋劑5-8份、潤濕分散劑0.3-0.8份混合后分散均勻， 所述環(huán)氧樹脂中包含酚醛環(huán)氧樹脂10-12份； 步驟2加入有機膨潤土 0.5-1份、氣相二氧化硅0.5-1份，混合后繼續(xù)分散均勻； 步驟3將步驟2中得到的分散均勻后的混合物加熱至45-50攝氏度;并以800-1000 rpm 速度攪拌;攪拌過程中加入鈦白粉15-20份、硫酸鋇10-15份、滑石粉8-12份;繼續(xù)分散均勻； 步驟4加入流平劑0.1-0.5份、消泡劑0.1-0.5份，繼續(xù)分散均勻;將分散均勻后的混合 物研磨至細度小于40微米； 以上份數(shù)均為重量份數(shù);固化劑與主劑的重量比例為1:4-5。
[0017] 例如在一個【具體實施方式】中，主劑的配置過程為:將環(huán)氧樹脂和活性稀釋劑加入 容器中高速分散均勻，加入潤濕分散劑后分散5-10分鐘，然后繼續(xù)加入有機膨潤土和氣相 二氧化硅繼續(xù)分散10-15分鐘，待混合物的溫度上升至45-50攝氏度活化。將攪拌速度調(diào)整 到800-1000rpm，邊攪拌邊加入鈦白粉、硫酸鋇、滑石粉;繼續(xù)分散30分鐘，加入流平劑和消 泡劑攪拌8-10分鐘，然后在三輥機上研磨至細度小于40微米。
[0018] 固化劑的生產(chǎn)過程可以為:依次在容器中加入環(huán)氧固化劑重量比例95-98%和固化 促進劑重量比例2-5%，在600-1000rpm下攪拌均勻后過濾包裝。
[0019] 本發(fā)明為了杜絕溶劑引入，原材料中不能含有可揮發(fā)性溶劑（即V0C)，為了保證涂 料有一定流動性便于施工應用，一般采用低分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂。同時產(chǎn)品應用于可 飲用水體系的內(nèi)襯涂料，除了產(chǎn)品實際無毒以外，對原材料的要求也極高。本實驗中選用符 合歐盟RoHS指令的NPEL128型環(huán)氧樹脂作為主體樹脂。同時，飲水管道長期使用于地下環(huán) 境，不易維修更換，為了保證涂料具有足夠的防腐蝕性能，因此本實驗中加入了部分酚醛型 環(huán)氧樹脂，例如DEN438以增加涂料的防腐蝕性能。
[0020] 活性稀釋劑是一些低粘度的單官能度或雙官能度單溶劑，這些溶劑在涂膜固化的 時候可以和環(huán)氧固化劑進行反應而保留在漆膜之中，活性稀釋劑要求粘度較低，對樹脂對 稀釋能力強。在無溶劑環(huán)氧涂料中常用的活性稀釋劑有BGE(丁基縮水甘油醚）、AGE(十二烷 基縮水甘油醚）、CE-10(叔碳酸縮水甘油酯)等，BGE的粘度低、稀釋能力強，但BGE本身味道 太大，同時具有一定毒性而不能用于飲水設(shè)備涂料之中。AGE的稀釋能力優(yōu)于CE-10,同時對 漆膜的增韌作用也比較明顯，在無溶劑環(huán)氧涂料中是一個不錯的選擇。本實驗采用的是卡 德萊化工的NC513,該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是腰果酚縮水甘油醚，材料來源于植物提取物，具有生物 降解性。腰果酚的長疏水脂肪側(cè)鏈特點賦予了產(chǎn)品較低的粘度和優(yōu)異的防水性、柔韌性、和 抗沖擊性，同時不影響涂料的其他性能，和其他稀釋劑相比，NC513具有很低的迀移水平，不 易污染其他組分。
[0021] 潤濕分散劑可以幫助顏填料盡快的達到分散細度，常用的有解絮凝類型的和控制 絮凝類型的分散劑。解絮凝類型分散劑降粘效果好，粘度低，漆料流動性好?？刂菩跄愋?的分散劑分散出來的漿料有一定觸變性，適合做厚漿型產(chǎn)品。飲水設(shè)備涂料使用于飲水管 道的內(nèi)壁，一次性涂裝漆膜厚度高，因此要求涂料有較高的抗流刮性能。本發(fā)明中，分散劑 可以選擇控制絮凝類型的分散劑如海明斯公司的Disponer 91 2或科寧公司的 Texaphor963〇
[0022] 無溶劑環(huán)氧涂料基料是選擇液體型環(huán)氧樹脂，固化劑也是小分子量的胺類固化 劑，干燥時間慢，施工時漆膜容易流掛，因此在產(chǎn)品體系中必須加入適當?shù)姆懒鲯熘鷦Ｔ?無溶劑涂料中使用的防流掛助劑常用的有有機膨潤土、氣相二氧化硅或聚酰胺蠟粉。聚酰 胺蠟粉具有很好的觸變作用，使用時必須要在較高溫度下活化，才能更好的體現(xiàn)聚酰胺蠟 粉的作用。本實驗選用的防流掛助劑采用有機膨潤土和氣相二氧化硅搭配使用。
[0023] 合適的消泡劑可以幫助涂料在生產(chǎn)和施工時消除氣泡，減少漆膜的縮孔、魚眼等 漆病。在無溶劑環(huán)氧體系比較合適的消泡劑有迪高公司的Aire X900,海明斯公司的 Defom6800等，本發(fā)明中選用迪高公司的Airex900作為本產(chǎn)品的消泡劑。
[0024] 流平劑可以減小涂料的表面張力，有機硅類型的流平劑可以很好降低涂料的表面 張力。丙烯酸類型的流平劑的粘度對流平效果影響較大，粘度過大則失去流平性，但丙烯酸 類流平劑可降低涂料與基材之間的表面張力，及早的排出基材吸附的氣體分子，防止在涂 裝過程中由于涂料粘度上升阻礙氣體排出而引起的縮孔、橘皮現(xiàn)象。在無溶劑環(huán)氧體系中 可以選用有機硅類流平劑和丙烯酸類流平劑混合使用，以滿足涂料在施工中的要求。
[0025] 固化劑中，環(huán)氧涂料常用的固化劑有脂肪胺，芳香胺，聚酰胺以及酚醛胺等。脂肪 胺具有顏色淺，粘度低的特