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基本信息

項(xiàng)目名稱：
水性環(huán)氧樹脂接枝聚含氟丙烯酸酯防腐涂料
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
開發(fā)了乳液聚合方法制備環(huán)氧樹脂接枝丙烯酸酯膠乳（EPA）新工藝，制備的EPA膠乳中具有共價(jià)鍵合的磷酸酯基團(tuán)以及氟樹脂，使得乳膠膜具有附著力高、防閃銹、防腐、耐候性、耐水性以及自清潔性優(yōu)異等綜合性能。將乳膠膜設(shè)計(jì)成雙組分交聯(lián)體系解決了乳膠膜耐水性差的難題。以EPA為主要成膜物質(zhì)，研制的水性金屬防腐涂料具有具有環(huán)保與性能優(yōu)異的特點(diǎn)，該產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，在工業(yè)金屬防腐領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
詳細(xì)介紹：
開發(fā)了乳液聚合方法制備環(huán)氧樹脂接枝丙烯酸酯膠乳（EPA）新工藝，制備的水性環(huán)氧樹脂接枝丙烯酸酯膠乳中具有共價(jià)鍵合的磷酸酯基團(tuán)以及氟樹脂，使得乳膠膜集環(huán)氧樹脂的附著力高及防腐性能優(yōu)異、丙烯酸酯耐候性及耐堿性能突出以及氟樹脂耐腐蝕性能、自清潔性及耐候性極佳的特點(diǎn)于一體。引入磷酸酯基團(tuán)，目的是解決水性涂料在施工過程中的普遍存在的閃銹問題；將乳膠膜設(shè)計(jì)成雙組分交聯(lián)體系目的是克服乳液聚合獲得的乳膠膜普遍存在的耐水性差的問題。以EPA為主要成膜物質(zhì)，配以防腐填顏料研制的水性金屬防腐涂料具有具有防閃銹性、附著力1級(jí)、柔韌性<2mm、水接觸角135°，抗沖擊強(qiáng)度>50kg?cm、耐鹽水>60d、耐堿耐酸>84h、耐鹽霧>700h、VOC含量 14g/L，耐人工氣候變化>1000 h，完全可代替油性金屬防腐蝕涂料，用于金屬結(jié)構(gòu)的涂裝與防護(hù)。項(xiàng)目研制的產(chǎn)品為雙組分包裝，室溫貯存長(zhǎng)達(dá)1年以上。室溫交聯(lián)固化，水為稀釋劑，在涂膜干燥前很容易用水清洗干凈，施工安全、清潔，實(shí)干后即可入住，對(duì)人體健康及環(huán)境無任何不良影響。項(xiàng)目研制的產(chǎn)品VOC低達(dá)14g/L比國(guó)家水性涂料的180g/L降低12.9倍，水為分散介質(zhì)，不但環(huán)保、清洗容易而且性價(jià)比高；產(chǎn)品為雙組分包裝，即配即用，貯存時(shí)間長(zhǎng)；產(chǎn)品具有優(yōu)異的防閃銹性能對(duì)施工預(yù)處理要求不高；交聯(lián)固化后的產(chǎn)品具有油性涂料一樣的涂膜機(jī)械力學(xué)性能以及防腐性能，還具有極佳耐候性、自清潔性以及耐水性能。項(xiàng)目產(chǎn)品不僅是適應(yīng)市場(chǎng)需求的環(huán)保型新產(chǎn)品，漆膜除具有油性產(chǎn)品優(yōu)異的性能外，且具有單向透氣性，解決了油性產(chǎn)品遇到的由于基層水汽滲透壓產(chǎn)生漆膜鼓泡剝離的宿病，還具有自清潔性、耐候性優(yōu)異、附著力強(qiáng)、耐化學(xué)品性能優(yōu)異等特點(diǎn)，性價(jià)比極高，因此應(yīng)用前景廣闊，一定會(huì)帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

作品圖片

  • 水性環(huán)氧樹脂接枝聚含氟丙烯酸酯防腐涂料
  • 水性環(huán)氧樹脂接枝聚含氟丙烯酸酯防腐涂料
  • 水性環(huán)氧樹脂接枝聚含氟丙烯酸酯防腐涂料
  • 水性環(huán)氧樹脂接枝聚含氟丙烯酸酯防腐涂料

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

開發(fā)了乳液聚合方法制備環(huán)氧樹脂接枝丙烯酸酯膠乳（EPA）新工藝，制備的水性環(huán)氧樹脂接枝丙烯酸酯膠乳中具有共價(jià)鍵合的磷酸酯基團(tuán)以及氟樹脂，使得乳膠膜集環(huán)氧樹脂的附著力高及防腐性能優(yōu)異、丙烯酸酯耐候性及耐堿性能突出以及氟樹脂耐腐蝕性能、自清潔性及耐候性極佳的特點(diǎn)于一體。引入磷酸酯基團(tuán)，解決了水性涂料在施工過程中的普遍存在的閃銹問題；將乳膠膜設(shè)計(jì)成雙組分交聯(lián)體系，克服了乳液聚合獲得的乳膠膜普遍存在的耐水性差的問題。以EPA為主要成膜物質(zhì)，配以防腐填顏料研制的水性金屬防腐涂料具有防閃銹性、附著力1級(jí)、柔韌性<2mm、水接觸角135°、抗沖擊強(qiáng)度>50kg?cm、耐鹽水>60d、耐堿耐酸>84h、耐鹽霧>700h、VOC含量14g/L、耐人工氣候變化>1000 ht等特性，可完全代替油性金屬防腐蝕涂料用于金屬結(jié)構(gòu)的涂裝與防護(hù)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1）開發(fā)了乳液聚合方法制備環(huán)氧樹脂接枝丙烯酸酯膠乳（EPA）新工藝，通過防銹性能的磷酸酯單體以及含氟單體的共聚，在膠乳中引入磷酸酯基團(tuán)以及氟樹脂，使得膠乳可以集環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、含氟樹脂的特點(diǎn)于一體，這類產(chǎn)品未見文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。 2）膠乳樹脂中引入磷酸酯基團(tuán)，解決了傳統(tǒng)防銹乳液性能差和施工過程中的閃銹問題, 并顯著提高涂料的穩(wěn)定性；3）將膠乳設(shè)計(jì)成雙組分，得到的交聯(lián)網(wǎng)狀乳膠膜克服了普遍存在的耐水性差的問題；4）膠乳樹脂中共聚了適量含氟丙烯酸酯單體，使涂層表面富集氟碳樹脂，使其有優(yōu)異的耐候性、防腐性、自清潔性。 參考文獻(xiàn)資料： 1. 夏正斌，涂偉萍. 水性金屬防護(hù)涂料的研究進(jìn)展，材料保護(hù):2003(4):5-8； 2. 李煥, 周銘, 陳斌, 丁幫勇, 周樹軍. 磷酸酯改性羥基丙烯酸乳液合成與耐腐蝕性研究,涂料工業(yè),2009(39):14-19； 3.萬眾, 張燕, 楊凱, 王賢明. 水性金屬防腐涂料的發(fā)展及其應(yīng)用.現(xiàn)代涂料與涂裝.2008(11):51-57。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

1.作品在XX大學(xué)2010年第六屆挑戰(zhàn)杯?動(dòng)感地帶大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲得能源化工類“一等獎(jiǎng)”； 2.產(chǎn)品經(jīng)過專家評(píng)審獲批2010年“XX省高新技術(shù)產(chǎn)品”； 3.2011年5月順利通過了項(xiàng)目產(chǎn)品的50公斤中試實(shí)驗(yàn)樣品經(jīng)“XX市高分子新材料工程技術(shù)研究中心”測(cè)試，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。

作品所處階段

B中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專利成果轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品、圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用說明：項(xiàng)目研制的產(chǎn)品為雙組分包裝，室溫貯存長(zhǎng)達(dá)1年以上。室溫交聯(lián)固化，水為稀釋劑，在涂膜干燥前很容易用水清洗干凈，施工安全、清潔，對(duì)人體健康及環(huán)境無任何不良影響。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：VOC低達(dá)14g/L比國(guó)家水性涂料的180g/L降低12.9倍，水為分散介質(zhì)，環(huán)保、易清洗且性價(jià)比高；產(chǎn)品為雙組分包裝，即配即用，貯存時(shí)間長(zhǎng)；產(chǎn)品具有優(yōu)異的防閃銹性能，對(duì)施工預(yù)處理要求不高；交聯(lián)固化后的產(chǎn)品具有油性涂料一樣的涂膜機(jī)械力學(xué)性能以及防腐性能，還具有極佳耐候性、自清潔性以及耐水性能。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：該產(chǎn)品不僅是適應(yīng)市場(chǎng)需求的環(huán)保型新產(chǎn)品，漆膜除具有油性產(chǎn)品優(yōu)異的性能外，且具有單向透氣性，解決了油性產(chǎn)品遇到的由于基層水汽滲透壓產(chǎn)生漆膜鼓泡剝離的宿病，還具有自清潔性、耐候性優(yōu)異、附著力強(qiáng)、耐化學(xué)品性能優(yōu)異等特點(diǎn)，性價(jià)比極高，應(yīng)用前景廣闊，將會(huì)應(yīng)用在船舶、石油平臺(tái)、集裝箱、鐵路、公路橋梁和鋼結(jié)構(gòu)等防腐領(lǐng)域并帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。本項(xiàng)目還推動(dòng)了國(guó)內(nèi)防腐涂料研制的專業(yè)水平。

同類課題研究水平概述

水性涂料最早應(yīng)用并成功替代溶劑型涂料是在建筑涂料領(lǐng)域，但隨著環(huán)保法規(guī)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的限制越來越嚴(yán)格以及新型高性能水性樹脂的出現(xiàn)，水性涂料也逐漸應(yīng)用到工業(yè)金屬防腐蝕領(lǐng)域。最初水性金屬防腐蝕涂料的樹脂采用的是單組分形式，主要是苯乙烯-丁二烯與乙烯基丙烯酸的三聚物和醇酸樹脂的乳化等；之后，雙組分環(huán)氧涂料得到重視和發(fā)展；現(xiàn)在，高性能的聚氨酯分散體、含氟聚合物、聚酯、有機(jī)硅樹脂等基料也被使用在水性金屬防腐蝕涂料的制作中，有的已經(jīng)取得了很好的效果；另外，有機(jī)-無機(jī)復(fù)合、互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)防腐蝕涂料也得到迅速發(fā)展，并且有水性涂料成功應(yīng)用于重防腐領(lǐng)域的報(bào)道。但是，目前就水性金屬防腐蝕涂料的實(shí)際應(yīng)用效果來看，無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外產(chǎn)品的水平、性能還不能與溶劑型涂料相媲美，這同時(shí)也是涂料科技工作者面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前大多是利用丙烯酸乳膠耐候性好的特點(diǎn)，用其制作面漆，金屬的防腐蝕主要通過配套的底漆來解決。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的金屬附著力和防腐蝕性，是目前用于金屬防腐蝕最為廣泛、最為重要的樹脂之一，故水性環(huán)氧涂料體系的研究得到很大重視。水性無機(jī)富鋅底漆是以硅酸鹽等無機(jī)物為粘接劑，加入大量鋅粉制成的底漆，其鋅粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85 %～95 %，是保護(hù)鋼鐵最普遍、最常用的底漆。青島海洋化工研究院通過添加硅溶膠和硅氧烷等樹脂，將硅酸鉀中二氧化硅與氧化鉀的摩爾比由3.3∶1 提高到 5.3∶1，增強(qiáng)了硅酸鉀的附著性，且與鋅粉更易混合，由這種高摩爾比的硅酸鉀制成的涂料，反應(yīng)速度大大提高，固化時(shí)間大為縮短，減少了面涂的時(shí)間，防銹性也有所提高。與成熟的溶劑型涂料相比，水性涂料在金屬表面的應(yīng)用還存在不足，如在制備水性涂料的過程中使用的表面活性劑，使得涂膜耐水性差，直接用于金屬的水性底漆容易發(fā)生閃蝕,由水所引起的涂膜干燥時(shí)間緩慢，生產(chǎn)過程中對(duì)強(qiáng)機(jī)械作用力的穩(wěn)定性差，施工過程中對(duì)金屬基材表面清潔度要求高等問題，但只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，其在許多惡劣環(huán)境下完全可以勝任，并且其性能正得到不斷的改善和提高。在發(fā)達(dá)國(guó)家，水性涂料產(chǎn)品在金屬防腐蝕領(lǐng)域已占據(jù)一定市場(chǎng)份額，而同時(shí)國(guó)外具有實(shí)力的大公司非常重視水性涂料產(chǎn)品的開發(fā)。金屬防腐涂料屬于“量大面廣”的涂料品種，如汽車漆、船舶漆、鐵路用漆等，大力開發(fā)水性金屬防腐涂料產(chǎn)品將會(huì)有很大的發(fā)展空間。
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