專利名稱：氨基酸鹽改性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧防腐涂料的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工技術(shù)，具體地說是一類水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧防腐涂料的制備技術(shù)。
二.本發(fā)明的技術(shù)背景環(huán)氧樹脂涂料因其具有附著力強(qiáng)、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良、收縮率小、耐磨性和絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于防腐涂料、電氣絕緣涂料、食品罐頭內(nèi)壁涂料等領(lǐng)域。尤其在防腐領(lǐng)域的應(yīng)用獲得了非常優(yōu)異的效果，目前在工業(yè)上廣泛使用的環(huán)氧樹脂涂料仍為溶劑型涂料，它們含有大量的易燃有毒的揮發(fā)性有機(jī)溶劑，不僅對(duì)環(huán)境和人體造成危害，而且還造成有限資源的浪費(fèi)。隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，不含有機(jī)溶劑或減少含有機(jī)化合物的水性環(huán)氧防腐蝕涂料的開發(fā)格外受到關(guān)注，其技術(shù)關(guān)鍵就是對(duì)環(huán)氧樹脂的水性化處理。
環(huán)氧樹脂的水性化通常有兩種方法外加乳化劑法和化學(xué)改性法。外加乳化劑法是指通過外加乳化劑把環(huán)氧樹脂乳化成水包油型乳液的方法，外加乳化劑法制得的乳液一般粒徑較大，穩(wěn)定性較差，且未參與反應(yīng)的乳化劑對(duì)最終的成膜性能有不良影響。自乳化法又稱化學(xué)法，即將親水鏈段或基團(tuán)引入環(huán)氧樹脂分子骨架使其具有親水性，從而制得水性環(huán)氧樹脂，化學(xué)改性法雖然制備步驟較多，但制得的粒徑較小，更具有實(shí)際意義?；瘜W(xué)改性法按照反應(yīng)類型不同可分為酯化反應(yīng)型、接枝反應(yīng)型和醚化反應(yīng)型。中國專利CN1031550A主要采用環(huán)氧樹脂與丙烯酸類單體反應(yīng)，然后將反應(yīng)產(chǎn)物與乙烯基單體如苯乙烯共聚，從而制成水溶性很好的涂料，但其致命的缺點(diǎn)是反應(yīng)溫度偏高、時(shí)間偏長(zhǎng)，在最終成膜前環(huán)氧基團(tuán)全被破壞，成膜后耐水性和防腐性較差。
三.本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一類水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧防腐涂料。
本發(fā)明所述的水性環(huán)氧樹脂是由低分子量環(huán)氧樹脂通過氨基酸鹽改性制得。
本發(fā)明所述的水性環(huán)氧防腐涂料是由本發(fā)明所述的水性環(huán)氧樹脂與專利產(chǎn)品(ZL01129665.8)所述鋁鎂鋅合金顏料、水、輔助溶劑和助劑等復(fù)配而成，其中鋁鎂鋅合金顏料的化學(xué)組成為質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(Zn)＝30％，W(Mg)＝30％，其它≤0.05％，鋁為余量，粒徑為20～50um，固化劑采用親水的低分子量改性聚酰胺。
本發(fā)明所述的水性環(huán)氧樹脂主要優(yōu)勢(shì)在于(1)制備容易、綠色環(huán)保。
(2)貯存穩(wěn)定性好。
(3)成膜后的耐水性好。
本發(fā)明所述的水性防腐涂料主要優(yōu)勢(shì)在于(1)用水作為溶劑，施工安全，不污染環(huán)境。
(2)與改性聚酰胺固化劑有良好的相容性，能在常溫下完全固化。
(3)涂層致密性和耐水性好。
(4)采用鋁鎂鋅合金粉體作為陽極型顏料，該粉體對(duì)金屬基體的防護(hù)性好。
本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案(1)水溶性環(huán)氧樹脂的制備水溶性環(huán)氧樹脂的制備將氨基酸鹽水溶液與低分子量的液態(tài)環(huán)氧樹脂和輔助溶劑混合攪拌，在一定的溫度條件下進(jìn)行環(huán)氧增溶反應(yīng)，將親水鏈段引入環(huán)氧樹脂分子骨架使其具有親水性，從而制得水溶性環(huán)氧樹脂。
本發(fā)明使用的氨基酸鹽為具有親水性的氨基酸鈉，例如天冬氨酸鈉、谷氨酸鈉等。
本發(fā)明使用的氨基酸鹽與環(huán)氧樹脂的摩爾比在1∶0.5～2之間。
本發(fā)明使用的輔助溶劑是醚類綠色溶劑，例如丙二醇獨(dú)甲醚、丙二醇獨(dú)丁醚等。
(2)水性防腐涂料的制備水性防腐涂料甲組份的制備將改性環(huán)氧樹脂、鋁鎂鋅合金粉體顏料、水、輔助溶劑、消泡劑、流變助劑等依次按配比混合攪拌而成。
本發(fā)明使用的輔助溶劑為丙二醇獨(dú)甲醚或丙二醇獨(dú)丁醚。
本發(fā)明中涂料的顏料體積濃度(PVC)在30％～60％之間。
本發(fā)明使用的流變助劑為有機(jī)蒙脫土，用量為涂料組合物總重量的0.5％～2％。
本發(fā)明涂料在涂覆施工時(shí)，采用親水的低分子量改性聚酰胺作為固化劑(乙組分)。
四.
具體實(shí)施例方式
下面將闡述幾個(gè)實(shí)施例以便更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。
實(shí)施例1水性環(huán)氧樹脂的制備在裝有攪拌及控溫裝置的三口燒瓶中加入100g環(huán)氧樹脂E-44及20g丙二醇獨(dú)甲醚溶劑，加熱至50℃，加入含18g谷氨酸鈉的水溶液60g，繼續(xù)加熱至60℃，在此溫度下反應(yīng)5小時(shí)停止。
水性環(huán)氧清漆的配制(1)將5g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，依次加入3g水、0.6g丙二醇獨(dú)甲醚和0.2g消泡劑，高速攪拌10分鐘，為甲組份。
(2)按配方將稱量好的2g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颍旎?分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧清漆的性能測(cè)試如下

水性環(huán)氧防腐涂料的配制(1)將10g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，加入8g水和1.6g丙二醇獨(dú)甲醚，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颉?br> (2)將13g鋁鎂鋅合金粉體沿?cái)嚢韪椎母妆诰従徏尤脒M(jìn)行充分?jǐn)嚢璺稚ⅲ尤?.5g消泡劑和0.6g有機(jī)蒙脫土，高速攪拌10分鐘，為甲組份。
(3)按配方將稱量好的4g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧防腐涂層的機(jī)械性能測(cè)試如下

涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所測(cè)的交流阻抗參數(shù)值如下

實(shí)施例2水性環(huán)氧樹脂的制備在裝有攪拌及控溫裝置的三口燒瓶中加入100g環(huán)氧樹脂E-44及20g丙二醇獨(dú)甲醚溶劑，加熱至50℃，加入含25g谷氨酸鈉的水溶液85g，繼續(xù)加熱至60℃，在此溫度下反應(yīng)5小時(shí)停止。
水性環(huán)氧清漆的配制(1)將5g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，依次加入4g水、0.8g丙二醇獨(dú)甲醚和0.3g消泡劑，高速攪拌5分鐘，為甲組份。
(2)按配方將稱量好的2g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧清漆的性能測(cè)試如下

水性環(huán)氧防腐涂料的配制(1)將10g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，加入10g水和2g丙二醇獨(dú)甲醚，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颉?br> (2)將15g鋁鎂鋅合金粉體沿?cái)嚢韪椎母妆诰従徏尤脒M(jìn)行充分?jǐn)嚢璺稚ⅲ尤?.3g消泡劑和有機(jī)蒙脫土1g，高速攪拌10分鐘，為甲組份。
(3)按配方將稱量好的4g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧防腐涂層的機(jī)械性能測(cè)試如下

涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所測(cè)的交流阻抗參數(shù)值如下

實(shí)施例3水性環(huán)氧樹脂的制備在裝有攪拌及控溫裝置的三口燒瓶中加入100g環(huán)氧樹脂E-44及20g丙二醇獨(dú)丁醚溶劑，加熱至50℃，加入含35g谷氨酸鈉的水溶液100g，繼續(xù)加熱至60℃，在此溫度下反應(yīng)5小時(shí)停止。
水性環(huán)氧清漆的配制(1)將5g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，依次加入5g水、1g丙二醇獨(dú)丁醚和0.3g消泡劑，高速攪拌5分鐘，為甲組份。
(2)按配方將稱量好的2g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧清漆的性能測(cè)試如下

水性環(huán)氧防腐涂料的配制(1)將10g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，加入12g水和2g丙二醇獨(dú)丁醚，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颉?br> (2)將18g鋁鎂鋅合金粉體沿?cái)嚢韪椎母妆诰従徏尤脒M(jìn)行充分?jǐn)嚢璺稚?，加?.5g消泡劑和1g有機(jī)蒙脫土，高速攪拌10分鐘，為甲組份。
(3)按配方將稱量好的4g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧防腐涂層的機(jī)械性能測(cè)試如下

涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所測(cè)的交流阻抗參數(shù)值如下

實(shí)施例4水性環(huán)氧樹脂的制備在裝有攪拌及控溫裝置的三口燒瓶中加入100g環(huán)氧樹脂E-51及20g丙二醇獨(dú)丁醚溶劑，加熱至50℃，加入含16g天冬氨酸鈉的水溶液60g，繼續(xù)加熱至60℃，在此溫度下反應(yīng)5小時(shí)停止。
水性環(huán)氧清漆的配制(1)將5g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，依次加入3g水、0.6g丙二醇獨(dú)丁醚和0.3g消泡劑，高速攪拌5分鐘，為甲組份。
(2)按配方將稱量好的2g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
清漆的性能測(cè)試如下

水性環(huán)氧防腐涂料的配制(1)將10g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，加入8g水和1.6g丙二醇獨(dú)丁醚，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颉?br> (2)將13g鋁鎂鋅合金粉體沿?cái)嚢韪椎母妆诰従徏尤脒M(jìn)行充分?jǐn)嚢璺稚?，加?.5g消泡劑和0.6g有機(jī)蒙脫土，高速攪拌10分鐘，為甲組份。
(3)按配方將稱量好的4g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧防腐涂層的機(jī)械性能測(cè)試如下

涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所測(cè)的交流阻抗參數(shù)值如下

實(shí)施例5水性環(huán)氧樹脂的制備在裝有攪拌及控溫裝置的三口燒瓶中加入100g環(huán)氧樹脂E-51及20g丙二醇獨(dú)甲醚溶劑，加熱至50℃，加入含23g天冬氨酸鈉的水溶液80g，繼續(xù)加熱至60℃，在此溫度下反應(yīng)5小時(shí)停止。
水性環(huán)氧清漆的配制(1)將5g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，依次加入4g水、0.8g丙二醇獨(dú)甲醚和0.2g消泡劑，高速攪拌5分鐘，為甲組份。
(2)按配方將稱量好的2g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧清漆的性能測(cè)試如下

水性環(huán)氧防腐涂料的配制(1)將10g改性環(huán)氧樹脂加入搪瓷攪拌缸內(nèi)，加入10g水和2g丙二醇獨(dú)甲醚，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颉?br> (2)將15g鋁鎂鋅合金粉體沿?cái)嚢韪椎母妆诰従徏尤脒M(jìn)行充分?jǐn)嚢璺稚?，加?.5g消泡劑和1g有機(jī)蒙脫土，高速攪拌10分鐘，為甲組份。
(3)按配方將稱量好的4g乙組份改性聚酰胺加入甲組份中，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?0分鐘后進(jìn)行涂裝，已加固化劑的漆樣應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)用完。
水性環(huán)氧防腐涂層的機(jī)械性能測(cè)試如下

涂膜在3％NaCl溶液中浸泡150天所測(cè)的交流阻抗參數(shù)值如下

權(quán)利要求
1.一種氨基酸鹽改性環(huán)氧樹脂，它是由低分子量液態(tài)環(huán)氧樹脂與氨基酸鹽按照1∶0.5～2的摩爾比反應(yīng)制得。
2.一種水性環(huán)氧防腐涂料，它是由權(quán)利要求1所述的氨基酸鹽改性環(huán)氧樹脂與鋁鎂鋅合金顏料、水、輔助溶劑和助劑等復(fù)配而成，固化劑采取分樣包裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸鹽為谷氨酸鈉或天冬氨酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂鋁鋅合金顏料化學(xué)組成為質(zhì)量分?jǐn)?shù)W(Zn)＝30％，W(Mg)＝30％，其它≤0.05％，鋁為余量，粒徑為20～50um。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助溶劑為丙二醇獨(dú)甲醚或丙二醇獨(dú)丁醚，助劑為消泡劑和有機(jī)蒙脫土。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固化劑為親水的低分子量改性聚酰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一類水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧防腐涂料。該水性環(huán)氧樹脂是由低分子量液態(tài)環(huán)氧樹脂和帶有氨基的羧酸鹽反應(yīng)制得，它可在水和丙二醇醚的混合液中溶解，并具有良好的貯存穩(wěn)定性。該水性環(huán)氧防腐涂料是由水性環(huán)氧樹脂與鋁鎂鋅合金顏料、水、丙二醇醚、消泡劑和有機(jī)蒙脫土等復(fù)配而成，固化劑采取親水的低分子量改性聚酰胺。本發(fā)明制得的水性環(huán)氧防腐涂料具有涂層致密、結(jié)合力強(qiáng)、耐水性好、對(duì)金屬基體的防護(hù)性能優(yōu)良、環(huán)境友好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09D163/00GK1847282SQ200510059799
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月4日
發(fā)明者萬平玉, 孫華杰, 龐然, 楊曉波, 劉小光, 王濤 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)