一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，具体公开一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料及其制备方法。所述涂料包括如下组分：双重改性耐酸碱环氧树脂乳液、羧酸香草醇酯类辣椒素酯、防腐增强复合材料、气相二氧化钛、分散剂、增韧树脂分散料、锌粉、铝粉、增稠剂、速干剂、流平剂、润湿剂、第一去离子水和聚二甲基硅氧烷乳液。本发明专利技术提供的水性环氧湿固化耐酸碱涂料通过各组分之间的协同作用，显著提升了现有涂料的耐酸性、耐碱性、柔韧性、附着力、耐湿热、耐水性和耐盐雾性，实现了潮湿基面高湿环境下固化，预防了泛碱现象，阻止了腐蚀介质的进入，防止了金属构筑物和钢筋的腐蚀，对防止建筑群体结构破坏、维护建筑设施耐久性具有重要意义。建筑设施耐久性具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土骨料中酸、碱、盐等成份含量相对较高，在长期使用过程中会产生大面积范围基面碱骨料反应，即“冒碱”现象，造成混凝土基面粉化、脱落，直至建筑结构的破坏。
[0003]现有的大部分建筑物或混凝土使用的水性防护涂料，也存在在湿热环境下施工困难，无法固化成型等问题。即使涂敷能够固化的涂料，其在长期受到水分、湿热、氧气、硫酸盐(S0
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)或氯离子(Cl
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)的浸蚀作用下，也会造成混凝土基面的粉化和脱落，造成钢筋锈蚀，甚至出现混凝土开裂和整体功能丧失的现象。同时，大部分的涂料在酸、碱环境下服役时间短，与金属、混凝土基面的附着力很差，易出现气泡、“咬底”或剥离等问题。尤其是处于高湿度环境下的建筑设施如凉水塔内部、大型的污水处理厂水池、工业蓄水池或高湿度服役环境的建筑群体，为实现湿环境下固化、耐酸碱性、高渗透性和抗腐蚀性能之间的协调统一，必须进行重涂和繁冗的修复工序，造成大量经济损失和人员浪费，而其难点还在于即便进行了重涂和繁冗的修复工序，现有的涂料也难以实现湿环境下固化、耐酸碱性、高渗透性和抗腐蚀性能之间的协调统一。
[0004]因此，为减少建筑物受到腐蚀介质的浸蚀现象，延长建筑物的使用寿命，亟需寻找一种能够在湿热条件下固化成型，并且具有优异的耐酸碱性、渗透性和抗腐蚀性能，综合性能俱佳的建筑工程设施防护涂料成为研究的热点。

技术实现思路

[0005]针对现有涂料难以实现湿环境下固化，耐酸碱性、高渗透性和抗腐蚀性能较差等问题，本专利技术提供一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料。
[0006]以及，本专利技术还提供上述水性环氧湿固化耐酸碱涂料的制备方法。
[0007]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0008]一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料，包括如下重量份数的各组分：双重改性耐酸碱环氧树脂乳液：40份～55份、羧酸香草醇酯类辣椒素酯：0.1份～0.5份、防腐增强复合材料：5份～10份、气相二氧化钛：15份～25份、分散剂：3份
‑
5份、增韧树脂分散料：10份～15份、锌粉：15份～20份、铝粉：3份～5份、增稠剂：1份～2份、速干剂：5～15份、流平剂：1份～3份、润湿剂：3份～5份、第一去离子水：33份～100份和聚二甲基硅氧烷乳液：0.5份～1份；
[0009]所述双重改性耐酸碱环氧树脂乳液包括如下重量份数的各组分：缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液：40份～50份、乳化剂：40份～50份、丙烯酸酯类单体：53份～86份、羟基二庚烯酸功能单体：4份～9份、中和剂水溶液：3份～5份、第二去离子水：10份～20份和第一引发剂水溶液：3.5份～7份；
[0010]所述缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液包括如下重量份数的各组分：缩水甘油
脂肪酸酯：15份～20份、催化剂：0.1份～0.5份、双酚型环氧树脂：40份～50份和第三去离子水30份～45份。
[0011]相对于现有技术，本申请提供的水性环氧湿固化耐酸碱涂料具有以下优势：
[0012]本申请以缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂与不饱和羧酸共聚合成的双重改性耐酸碱环氧树脂乳液为成膜基料，其含有聚醚、聚酯链段亲水结构，与丙烯酸酯类单体和羟基二庚烯酸功能单体共聚后，形成相对分子质量较低、渗透力很强的带有羧基、酯基、苯环、聚醚、聚酯链段的水性环氧树脂成膜物质，其主链上带有的诸多羧基
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COO
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负离子和酯基，有利于渗入到基材的毛细孔缝隙，并与底材形成良好的润湿性结构，然后通过扩散、聚集和成膜，与底材的混凝土、钢筋或被保护建筑物形成强烈的附着力。此外，双重改性耐酸碱环氧树脂乳液上的刚性苯环、聚酯和柔性聚醚等疏水链段，能够隔离混凝土酸、碱、盐成份之间的碱骨料反应和“冒碱”现象，避免混凝土基面的粉化、脱落的发生。
[0013]本申请采用的双重改性耐酸碱环氧树脂乳液因含有聚醚链段的亲水结构，可以使脂肪酸缩水甘油酯嵌入到树脂中，构成高固体含、低粘度的产品，有利于锌粉、铝粉等无机填料的分散，同时增加树脂的耐候性和渗透性。
[0014]本申请提供的水性环氧湿固化耐酸碱涂料发挥了不饱和羧酸改性环氧树脂水性乳液空气干燥的特性，利用丙烯酸树脂干燥速度快的优势，涂料成膜后，在催干溶剂和空气作用下，树脂发生扩散、交联和成膜作用，提升涂膜的韧性和耐水性，保证高湿度环境下涂料的自固化成膜，使涂料具有长期使用不脱落和高效防腐蚀的优势，有效保护混凝土建筑的使用寿命，该涂料适用在大型建筑群体的各种设施内部，具有操作方便，掺量小、使用安全、对环境无污染等诸多优势。
[0015]可选的，所述缩水甘油脂肪酸酯为缩水甘油丙烯酸酯、叔碳酸缩水甘油酯、棕榈酸缩水甘油酯、油酸缩水甘油酯、聚丙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯或异氰尿酸三缩水甘油酯中的至少一种。
[0016]优选的缩水甘油脂肪酸酯具有优异的酸捕捉性能，当涂料体系中存在游离的酸时，可以通过缩水甘油脂肪酸酯酯链断的氧原子加以捕获和中和，进而提高涂层的耐酸性。
[0017]可选的，所述双酚型环氧树脂为双酚A型环氧环氧树脂或双酚F型环氧树脂，其中所述双酚A型环氧树脂为环氧树脂E44、环氧树脂E51或环氧树脂E20中的至少一种，所述双酚F型环氧树脂为双酚F型液体环氧树脂830或双酚F型环氧树脂170中的至少一种。
[0018]可选的，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、三乙胺、四甲基乙二胺或三氟化硼乙醚中的至少一种。
[0019]可选的，所述羟基庚烯酸功能单体为3,5
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二羟基
‑6‑
庚烯酸、6
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庚烯酸、3
‑
庚烯酸、二羟基庚烯酸酯或2
‑
庚烯酸中的至少一种。
[0020]可选的，所述丙烯酸酯类单体包括如下质量份数的各组分：2
‑
羟
‑3‑
苯氧基丙基丙烯酸酯：5份～10份、4
‑
羟基丁基丙烯酸酯：5份～10份、甲基丙烯酸甲酯：20份～30份、甲基丙烯酸正丁酯：15份～20份、甲基丙烯酸糠醇酯：3份～6份、乙二醇二甲基丙烯酸酯：5份～10份。
[0021]通过上述优选的丙烯酸酯类单体与缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液共聚后，主链上的聚酯基团，在长期应用中可以缓慢逐渐水解，变成羧基
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COO
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负离子，不仅可以提高混凝土后期的分散性和减水率，减少混凝土凝结、泌水现象，还能提升混凝土后期强度，
增加涂膜抗水性和疏水性，提高涂膜附着力，进而显著改善环氧树脂成膜物质的耐水性、耐腐蚀性，增加涂料的抗老化能力和耐久性。
[0022]通过上述优选的羟基庚烯酸功能单体与丙烯酸酯类单体对环氧树脂进行改性后，使得环氧树脂中含有相对分子质量大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性环氧湿固化耐酸碱涂料，其特征在于：包括如下重量份数的各组分：双重改性耐酸碱环氧树脂乳液：40份～55份、羧酸香草醇酯类辣椒素酯：0.1份～0.5份、防腐增强复合材料：5份～10份、气相二氧化钛：15份～25份、分散剂：3份～5份、增韧树脂分散料：10份～15份、锌粉：10份～20份、铝粉：3份～5份、增稠剂：1份～2份、速干剂：5份～15份、流平剂：1份～3份、润湿剂：3份～5份、第一去离子水：33份～100份和聚二甲基硅氧烷乳液：0.5份～1份；所述双重改性耐酸碱环氧树脂乳液包括如下重量份数的各组分：缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液：40份～50份、乳化剂：40份～50份、丙烯酸酯类单体：53份～86份、羟基二庚烯酸功能单体：4份～9份、中和剂水溶液：3份～5份、第二去离子水：10份～20份和第一引发剂水溶液：3.5份～7份；所述缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液包括如下重量份数的各组分：缩水甘油脂肪酸酯：15份～20份、催化剂：0.1份～0.5份、双酚型环氧树脂：40份～50份和第三去离子水30份～45份。2.如权利要求1所述的水性环氧湿固化耐酸碱涂料，其特征在于：所述缩水甘油脂肪酸酯为缩水甘油丙烯酸酯、叔碳酸缩水甘油酯、棕榈酸缩水甘油酯、油酸缩水甘油酯、聚丙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯或异氰尿酸三缩水甘油酯中的至少一种；和/或所述双酚型环氧树脂为双酚A型环氧环氧树脂或双酚F型环氧树脂，其中所述双酚A型环氧树脂为环氧树脂E44、环氧树脂E51或环氧树脂E20中的至少一种，所述双酚F型环氧树脂为双酚F型液体环氧树脂830或双酚F型环氧树脂170中的至少一种；和/或所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、三乙胺、四甲基乙二胺或三氟化硼乙醚中的至少一种；和/或所述羟基庚烯酸功能单体为3,5
‑
二羟基
‑6‑
庚烯酸、6
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庚烯酸、3
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庚烯酸、二羟基庚烯酸酯或2
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庚烯酸中的至少一种；和/或所述丙烯酸酯类单体包括如下质量份数的各组分：2
‑
羟
‑3‑
苯氧基丙基丙烯酸酯：5份～10份、4
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羟基丁基丙烯酸酯：5份～10份、甲基丙烯酸甲酯：20份～30份、甲基丙烯酸正丁酯：15份～20份、甲基丙烯酸糠醇酯：3份～6份、乙二醇二甲基丙烯酸酯：5份～10份；和/或所述乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚、三羟基聚氧化丙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、十六烷醇聚氧乙烯醚或异辛醇聚氧乙烯醚中的至少一种；和/或所述第一引发剂水溶液的质量浓度为0.05wt％～0.15wt％；和/或所述第一引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈或过氧化二碳酸二异丙酯中的至少一种；和/或所述中和剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、碳酸氢铵、碳酸钠或碳酸钾中的至少一种；和/或所述中和剂水溶液的质量浓度为4.5wt％～5.5wt％。3.如权利要求1所述的水性环氧湿固化耐酸碱涂料，其特征在于：所述缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液的制备过程如下：将缩水甘油脂肪酸酯、双酚型环氧树脂和催化剂搅拌均匀，于100℃～110℃条件下反应4h～6h，反应结束后再加入所述第三去离子水混合均匀，得到所述缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液；和/或
所述双重改性耐酸碱环氧树脂乳液的制备过程如下：将丙烯酸酯类单体、羟基二庚烯酸功能单体和中和剂水溶液混合均匀，得单体混合液；将单体混合液的50wt％～70wt％、乳化剂、缩水甘油脂肪酸酯改性环氧树脂乳液和第二去离子水混合，搅拌均匀，于60℃～70℃条件下滴加第一引发剂水溶液的7wt％～14wt％，经0.2h～0.5h滴加完成，然后于80℃～90℃条件下同时滴加剩余的所述单体混合液和剩余的所述第一引发剂水溶液，经1h～2.5h滴加完成后保温反应2h～3h，调节pH值为7.0
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8.0，得到双重改性耐酸碱环氧树脂乳液。4.如权利要求1所述的水性环氧湿固化耐酸碱涂料，其特征在于：所述增韧树脂分散料包括如下质量份数的各组分：棕榈酸缩水甘油酯：20份～30份、甲基丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯：5份～10份、邻苯二甲酸酐：5份～10份、γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷：3份～5份、甲基丙烯酸异冰片酯：20份～30份、甲基丙烯酸羟丙磺酸钠：10份～15份、第二引发剂水溶液：0.5份～1份和非质子酸催化剂水溶液：0.1份～0.3份。5.如权利要求4所述的水性环氧湿固化耐酸碱涂料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王厚测，王路民，张舒，
申请(专利权)人：石家庄市鱼莎电力物资工程有限公司，
类型：发明
国别省市：