[發明專利]一種用于環氧防腐蝕涂料的低溫固化劑組合物

有效

• 申請號: 201410320386.4
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104087057A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 方健君;馬勝軍;沈海鷹;靳美亮;徐科
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油常州涂料化工研究院有限公司;中海油能源發展股份有限公司;中海油常州環保涂料有限公司
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C08G59/50;C09D163/00;C09D5/08;C08G59/14
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技術領域

本發明涉及一種用于環氧防腐蝕涂料的低溫固化劑組合物。

背景技術

環氧防腐蝕涂料一般采用胺類作為固化劑，最終固化得到的漆膜具有優異的附著力、耐水性、防腐蝕性能以及耐化學品性，可滿足重防腐蝕領域的要求。常見的胺類固化劑為聚酰胺、改性脂肪胺、改性脂環胺以及曼尼斯堿等。這些胺類固化劑用于環氧防腐蝕涂料時存在的最大問題是低溫固化性能比較差，通常在10℃以下固化明顯變慢，低于5℃基本不固化。但是，環氧防腐蝕涂料的實際使用環境要求其應具有良好的低溫固化性能。目前用于解決環氧樹脂低溫固化的技術方案有多種，而用于環氧防腐蝕涂料低溫固化的主要是采用低溫固化的胺類化劑與固化促進劑聯合使用的方法，其中用于低溫固化的胺類固化劑主要為聚酰胺的加成物、改性脂肪胺、改性脂環胺或曼尼斯堿(即酚醛胺)等，特別是曼尼斯堿，其在低溫條件下具有較好的固化性能；其中的固化促進劑主要是DMP-10、DMP-30，由于它們的分子結構中同時含有一定量的甲基叔胺和酚羥基，利用二者的共同促進作用能加速胺與環氧基團的開環反應，從而實現在低溫條件下的固化。但是上述方法用于低溫固化仍存在如下問題：①在低溫條件下，無法同時滿足表干時間和實干時間的要求，不是表干時間較短而實干時間較長，就是實干時間較短而表干時間較長，很難兼顧表干時間和實干時間的平衡；②由于所采用的固化促進劑如DMP-10、DMP-30的分子結構中只含有叔胺而不含伯胺或者仲胺，不能與環氧樹脂以加成反應結合，故該類固化促進劑最終以游離態存在于漆膜中，加之該類固化促進劑又是水溶性的，因此，添加該類固化促進劑損害了漆膜的耐水性和防腐蝕性能，同時添加該類固化促進劑還使得固化后漆膜的柔韌性和耐沖擊性能變差；③固化后漆膜的機械性能差，這可以從固化后漆膜的附著力、柔韌性和耐沖擊性能看出。這種缺欠除與所用固化促進劑有關外，還與所用的胺類固化劑本身的結構有關。例如，曼尼斯堿固化劑其分子結構中含有大量的苯環會導致漆膜偏脆；改性脂肪胺或改性脂環胺則因體系的交聯密度較大，也會導致漆膜物理機械性能差；④漆膜表面容易產生發白現象。特別是當使用改性脂肪胺、改性脂環胺作為低溫固化劑時更為明顯。這是因為一般低溫條件下環境的濕度較高且胺與環氧基團的反應很慢，而此時胺類固化劑中的伯胺容易與空氣中的水和二氧化碳發生反應生成銨鹽，從而導致漆膜表面發白，進而影響胺與環氧基團的固化交聯并影響漆膜的層間附著力；⑤漆膜表面容易發粘。特別是當使用聚酰胺及加成物、改性脂肪胺作為低溫固化劑時比較明顯。這主要是由于在低溫條件下，當涂料中的溶劑揮發完而胺固化劑與環氧基團還未發生交聯反應時，胺類固化劑與環氧樹脂由于相容性差及極性差異比較大而產生相分離，而相分離后的胺類固化劑會遷移到漆膜表面而無法再與環氧基團反應，故其表面一直處于發粘的狀態，由于該過程是不可逆的，即使環境溫度再升高，漆膜表面仍處于發粘狀態，胺類固化劑遷移到漆膜表面同時會導致漆膜無法完全固化。漆膜表面發粘這一弊病嚴重影響了涂料的防腐蝕性能和漆膜的層間附著力，進而會導致漆膜的防腐蝕性提前失效。

發明內容

本發明的目的是:提供一種用于環氧防腐蝕涂料的低溫固化劑組合物，克服上述提到的采用低溫固化的胺類化劑與固化促進劑聯合使用的方法所存在的低溫固化性能不理想、固化漆膜機械性能差、固化漆膜表面發粘、發白以及防腐蝕性能不能滿足要求的諸多技術缺點，獲得綜合性能優異并滿足實際應用需要的環氧防腐蝕涂料低溫固化劑組合物。

實現本發明目的的技術方案是：一種用于環氧防腐蝕涂料的低溫固化劑組合物，其特征在于，它是多元胺的加成物50～60重量份、多元胺的曼尼斯堿20～30重量份、脂肪族胺5～10重量份及混合溶劑10～20重量份的混合物；

所述多元胺的加成物為多元胺采用酚醛環氧樹脂進行加成改性，然后抽真空除去其中未反應的多元胺單體，再對得到的加成物采用含苯環的單官能度的縮水甘油醚進行加成改性得到的，其中，所用多元胺、酚醛環氧樹脂、含有苯環的單官能度的縮水甘油醚的重量份之比為10～15:1～1.5:1～1.5，所用多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種或兩種；

所述多元胺的曼尼斯堿為多元胺與含有長碳鏈的酚類化合物、37wt％甲醛水溶液反應而得到的，其中，所用含有長碳鏈的酚類化合物、多元胺、37wt％甲醛水溶液的重量份比為10:4～6:2～3，所用多元胺為間苯二甲胺與三甲基六亞甲基二胺的混合物；