專利名稱：一種水性環(huán)氧煤焦油涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防腐涂料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性環(huán)氧煤焦油涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂涂料是一種高性能涂料，應(yīng)用十分廣泛。它具有多種優(yōu)點(diǎn)，包括與各種基層都有很強(qiáng)制附著力，涂層的硬度高，有很好的耐水和耐化學(xué)性，很好的耐磨性等，可作為地面涂料、金屬防銹底漆，船舶涂料等。但是目前市場(chǎng)大多數(shù)環(huán)氧樹脂涂料為溶劑型涂料， 含有大量的可揮發(fā)性有機(jī)化合物(V0C)，有毒、易燃，因而對(duì)環(huán)境和人體造成危害。純環(huán)氧樹脂涂料存在耐候性能差，涂膜表面易粉化等不足。煤焦油是煤化工領(lǐng)域產(chǎn)生過(guò)程中產(chǎn)生的大量油溶性黑色粘稠液體物質(zhì)，具有非常強(qiáng)的耐候性和抗老化性，但作為涂料使用存在涂膜軟、附著力差等缺點(diǎn)。同時(shí)煤焦油一般情況下只能和溶劑型涂料混合使用，如叢修杰等人在《山東建材》2003年04期上發(fā)表的論文“PVC改性煤焦油厚質(zhì)防水涂料”，作為油溶性防水材料，但可涂刷性較差，且是溶劑型的。中國(guó)專利CN1594473 “ 一種煤焦油浙青防腐漆”，以煤焦油為主要成膜物質(zhì)，以矸石粉、煤粉為填充介質(zhì)，此專利要用一定量異氰酸酯， 存在毒性大、溶劑型揮發(fā)性有機(jī)物含量高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、性能優(yōu)良的水性環(huán)氧煤焦油涂料及其制備方法。本發(fā)明所提供的水性環(huán)氧煤焦油涂料由水性環(huán)氧樹脂固化劑、環(huán)氧樹脂、煤焦油、穩(wěn)定分散劑及去離子水組成，其原料組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為
水性環(huán)氧樹脂固化劑 22 - 32
環(huán)氧樹脂18 — 28
煤焦油18 - 28
穩(wěn)定分散劑0. 1—0. 3
去離子水18 - 28
所述水性環(huán)氧樹脂固化劑是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)原料組成 環(huán)氧樹脂20 - 30
多乙烯多胺10 — 20
溶劑10 - 20
環(huán)氧丙烷丁基醚8 - 18
醋酸2 — 7
去離子水10 - 25
所述的環(huán)氧樹脂是雙酚A型環(huán)氧樹脂，為環(huán)氧樹脂E-51或環(huán)氧樹脂E-44 ；所述的煤焦油為焦化廠副產(chǎn)品；所述的穩(wěn)定分散劑是0P-10或土溫系列非離子表面活性劑中的一種所述的多乙烯多胺是二乙烯三胺或三乙烯 四胺或四乙烯五胺；所述的溶劑是乙
醇、丙二醇甲醚中的一種或混合。本發(fā)明所提供的水性環(huán)氧煤焦油涂料的制備方法具體步驟如下 (1)制備水性環(huán)氧樹脂固化劑
按規(guī)定量加入的環(huán)氧樹脂和溶劑后升溫至40°c — 60°C，攪拌均勻至環(huán)氧樹脂溶解后加入環(huán)氧丙烷丁基醚混勻，再加入多乙烯多胺在50°C 70°C條件下保溫3小時(shí)后，用冷水冷卻，加入醋酸中和并保持25min，加入規(guī)定量的去離子水?dāng)嚢?0min，得到水性環(huán)氧樹脂固化劑。(2)制備水性環(huán)氧煤焦油涂料
按規(guī)定量的環(huán)氧樹脂和煤焦油先混合并攪拌均勻，再向混合液加入規(guī)定量的水性環(huán)氧樹脂固化劑充分?jǐn)嚢韬?，加入?guī)定量二分之一的去離子水進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆颍频谜吵砭鶆蛉橐?，再加入余下二分之一去離子水和規(guī)定量穩(wěn)定分散劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，常溫下熟?0min便得到水性環(huán)氧煤焦油涂料。上述方法制得的水性環(huán)氧煤焦油涂料，用手工攪拌均勻后，用刷子涂覆在馬口鐵片及玻璃片上，水分揮發(fā)后形成黑色光亮的涂膜，涂膜的主要性能
表干時(shí)間80 120 min,
硬度(鉛筆法)1 一 4H
附著力(畫圈法)1級(jí)
耐水性 25°，140小時(shí)不起泡，不剝離。本發(fā)明利用水性環(huán)氧樹脂固化劑能與煤焦油及環(huán)氧樹脂能進(jìn)行直接乳化分散、固化成膜的性能，充分發(fā)揮環(huán)氧樹脂和煤焦油的各自特性，非常好地解決了純環(huán)氧樹脂和煤焦油各自成膜性能的不足，可以明顯增加涂膜的硬度、防腐、防水及耐候性能，產(chǎn)生了意想不到的效果。采用本發(fā)明方法制備的涂料不但可以解決煤焦油綜合利用問(wèn)題而且明顯提高其附加值，另外本發(fā)明的涂料具有水性化、VOC含量低優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用水性環(huán)氧樹脂固化劑對(duì)環(huán)氧樹脂和煤焦油混合物進(jìn)行直接乳化工藝具有制備路線短、操作簡(jiǎn)便、成本低廉、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
(1)制備水性環(huán)氧樹脂固化劑
在三口燒瓶中加入20克環(huán)氧樹脂E-44和10克乙醇，然后升溫至60°C，攪拌均勻至環(huán)氧樹脂溶解后加入14克環(huán)氧丙烷丁基醚混勻，再加入12克三乙烯四胺，在55°C條件下保溫 3小時(shí)后，用冷水冷卻，加入5克醋酸保持25min，加入20克去離子水?dāng)嚢?0min后出料即為水性環(huán)氧樹脂固化劑。(2)制備水性環(huán)氧煤焦油涂料
取24克E51環(huán)氧樹脂和24克煤焦油先混合并攪拌均勻，再向混合液加入26克水性環(huán)氧樹脂固化劑充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅尤?0克去離子水進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得粘稠均勻乳液，再加?0克水去離子水和0. 1克穩(wěn)定分散劑0P-10進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆颍叵率旎?20min便得到本發(fā)明的水性環(huán)氧煤焦油涂料。
上述方法制得的水性環(huán)氧煤焦油涂料，手工攪拌均勻，用刷子涂覆在馬口鐵片上， 水分揮發(fā)后形成透明的濕膜，涂膜的主要性能
表干時(shí)間90 min
硬度(鉛筆法) 3H附著力(畫圈法)1級(jí)耐水
性 25°，140小時(shí)不起泡，不剝離。實(shí)施例2:
在三口燒瓶中加入25克E-44環(huán)氧樹脂和15克乙醇和丙二醇甲醚(質(zhì)量比1 :1)混合溶劑后升溫至45°C，攪拌均勻至環(huán)氧樹脂溶解后加入15克環(huán)氧丙烷丁基醚混勻，再加入18 克四乙烯五胺，在70°C條件下保溫3小時(shí)后，用冷水冷卻，加入4克醋酸保持25min，加入18 克去離子水?dāng)嚢?0min后出料即為水性環(huán)氧樹脂固化劑。(2)制備水性環(huán)氧煤焦油涂料
取24克E44環(huán)氧樹脂和28克煤焦油先混合并攪拌均勻，再向混合液加入22克水性環(huán)氧樹脂固化劑充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加?2克去離子水進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得粘稠均勻乳液，再加?2克水去離子水和0. 2克穩(wěn)定分散劑土溫-60進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，常溫下熟?20min便得到本發(fā)明的水性環(huán)氧煤焦油涂料。上述方法制得的水性環(huán)氧煤焦油涂料，手工攪拌均勻，用刷子涂覆在馬口鐵片上， 水分揮發(fā)后形成透明的濕膜，涂膜的主要性能
表干時(shí)間90 min
硬度(鉛筆法) 2H附著力(畫圈法)1級(jí)耐水
性 25°，140小時(shí)不起泡，不剝離。下面水性環(huán)氧樹脂固化劑制備的實(shí)施例中，是按實(shí)施例1和2的方法，選擇不同組分，水性環(huán)氧樹脂固化劑制備的各物質(zhì)組分的見(jiàn)表1
權(quán)利要求
1.一種水性環(huán)氧煤焦油涂料，其特征在于該涂料由水性環(huán)氧樹脂固化劑、環(huán)氧樹脂、 煤焦油、穩(wěn)定分散劑及去離子水組成，其原料組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為水性環(huán)氧樹脂固化劑 22 - 32環(huán)氧樹脂18 — 28煤焦油18 - 28穩(wěn)定分散劑0. 1—0. 3去離子水18 - 28所述水性環(huán)氧樹脂固化劑是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)原料組成環(huán)氧樹脂20 - 30多乙烯多胺10 — 20溶劑10 - 20環(huán)氧丙烷丁基醚8 - 18醋酸2 — 7去離子水10 - 25。
2.權(quán)利要求1所述水性環(huán)氧煤焦油涂料的制備方法，其特征在于該制備方法的具體步驟如下(1)制備水性環(huán)氧樹脂固化劑將規(guī)定量的環(huán)氧樹脂和溶劑混合后升溫至40°C — 60°C，攪拌均勻至環(huán)氧樹脂溶解后加入環(huán)氧丙烷丁基醚混勻，再加入多乙烯多胺在50°C 70°C條件下保溫3小時(shí)后，用冷水冷卻，加入醋酸中和并保持25min后加入規(guī)定量的去離子水?dāng)嚢?0min，得到水性環(huán)氧樹脂固化劑；(2)制備水性環(huán)氧煤焦油涂料將規(guī)定量的環(huán)氧樹脂和煤焦油混合并攪拌均勻，再向所述環(huán)氧樹脂和煤焦油的混合物中加入規(guī)定量的水性環(huán)氧樹脂固化劑充分?jǐn)嚢韬螅尤胍?guī)定量二分之一的去離子水進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得粘稠均勻乳液，再加入余下二分之一去離子水和規(guī)定量穩(wěn)定分散劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，常溫下熟?0min便得到水性環(huán)氧煤焦油涂料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性環(huán)氧煤焦油涂料，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂是雙酚A 型環(huán)氧樹脂，該雙酚A型環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-51或環(huán)氧樹脂E-44 ；所述煤焦油為焦化廠副產(chǎn)品；所述的穩(wěn)定分散劑是OP-10或土溫系列非離子表面活性劑中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性環(huán)氧煤焦油涂料，其特征在于所述的多乙烯多胺是二乙烯三胺或三乙烯四胺或四乙烯五胺；所述溶劑是乙醇、丙二醇甲醚中的一種或混合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水性環(huán)氧煤焦油涂料及其制備方法，屬于防腐涂料制備技術(shù)領(lǐng)域。該涂料由水性環(huán)氧樹脂固化劑、環(huán)氧樹脂、煤焦油、穩(wěn)定分散劑及去離子水組成，其原料組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為水性環(huán)氧樹脂固化劑22－32、環(huán)氧樹脂18－28、煤焦油18－28、穩(wěn)定分散劑0.1—0.3去離子水18－28，其中水性環(huán)氧固化劑由多乙烯多胺經(jīng)封端、加成、成鹽工藝改性制得。本發(fā)明制得的環(huán)氧煤焦油涂料，具有成本低廉、且適用期長(zhǎng)、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09D191/00GK102220069SQ20111015360
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者萬(wàn)玉保, 喬紅斌, 古緒鵬, 夏友誼, 徐琰, 昌興龍, 楊建國(guó), 陳翔 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)