一种潜伏活性填料组合物、无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层材料、涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种潜伏活性填料组合物、无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层材料、涂层及其制备方法。该潜伏活性填料组合物以固体环氧树脂组合物EG为主要原料，按质量百分比，该组合物包括，固体环氧树脂组合物60％‑70％、改性酚类固化剂10％‑13％、颜填料0％‑1.5％和其他助剂20.01％‑26％；该潜伏活性填料组合物添加在该涂层材料配方中，常温下作为潜伏活性粉体填料，当涂层使用工况温度超过100℃时，潜伏活性填料开始缓慢反应交联，与液体常温固化涂层形成多层网状立体复合结构，大大提高整体涂层玻璃化温度及交联密度，通过潜伏的二次反应达到耐高温目的。该涂层材料可在≤130℃酸碱盐介质中长期使用。

说明书

技术领域

本发明属于重防腐无溶剂液体涂层材料领域，具体涉及一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层材料及其制备方法。

背景技术

重防腐涂料是能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。在重防腐涂装中，涂层的性能是关键，也是研究工作的重点所在，重防腐涂层材料的必备条件是涂层的抗高温性能、高度抗介质渗透能力、高机械强度及其与基体坚实的结合强度。其中，涂层的抗介质渗透能力直接反应了涂层的耐化学性能，也是重腐蚀涂层的必要条件。

近年来，由于环保要求的提高，涂料逐步向高固含、无溶剂和水性化发展。广义的无溶剂涂料是指固含量大于95％以上的涂料。一般情况下，无溶剂液体涂料中不含有挥发性的溶剂，涂料中一般选用低分子的缩水甘油醚作为稀释剂，并且可与参与反应的活性官能团和固化剂发生交联反应，成为涂层的一部分。虽然活性稀释剂的添加可以降低无溶剂环氧涂料的粘度而便于施工，但由于活性稀释剂是低分子的聚合物，其与固化剂交联反应形成的固化物的相对比分子量仍然很小，会导致交联密度相对降低从而降低涂层的性能。

现有技术中，普通无溶剂双组份液体重防腐涂料一般包含A和B两种组份，其中，A组份是主料，由树脂、活性稀释剂、流平剂、分散剂、消泡剂、普通填料、功能填料组成，B组分是固化剂。普通无溶剂液体涂料的玻璃化温度在85-90℃，按照使用工况温度比玻璃化温度低10-15℃计算，普通无溶剂聚合物涂层材料只能在低于70-75℃的工况介质中使用，无法满足重腐蚀涂层的应用要求。

因此，开发一种能够在苛刻腐蚀环境里进行应用的重腐蚀涂料具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种潜伏活性填料组合物，并将其应用在一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层材料。该涂层材料无溶剂挥发、不易燃易爆、安全环保，形成的涂层抗高温、高耐渗透、防腐蚀能力强、耐磨抗冲刷、粘接力强，玻璃化温度可以达到150℃，可在不超过130℃的酸碱盐介质中长期使用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种潜伏活性填料组合物，以固体环氧树脂组合物E

上述潜伏活性填料组合物，作为一种优选方式，基于所述固体环氧树脂组合物E

优选地，所述固体环氧树脂组合物E

优选地，所述邻甲酚醛环氧树脂耐温环氧树脂的软化点为90℃-105℃；

优选地，所述双酚A型酚醛环氧树脂的软化点为90℃-105℃。

本发明中，所述高玻璃化温度高韧性改性固体环氧树脂为大庆庆鲁朗润科技有限公司的专利(CN 2015 1 0181624.2)产品。本发明利用该专利产品中包含的固化剂为线性双酚A型酚醛树脂，可使得分子结构获得较长的柔性链。

上述潜伏活性填料组合物，作为一种优选方式，所述改性酚类固化剂为改性酚类固化剂Amanda 879X，含有三种官能团，不含促进剂，耐高温阴极剥离：3.5-4mm(65℃±3℃，30天，1.5V)，与普通双酚A型或酚醛改性环氧树脂有极好混熔性，反应活性极高，可快速固化，涂膜具有卓越的耐化学品性，耐溶剂性、耐高温阴极剥离性优异，流平性及附着力，柔韧性，抗冲击性等机械性能。这里采用的所述改性酚类固化剂Amanda879X是大庆庆鲁朗润科技有限公司生产并销售的产品。

本发明中，改性后的酚类固化剂，拥有多个官能团，与树脂反应，可使得分子结构立体交联，获得立体网状穿插结构的固化物。

上述潜伏活性填料组合物，作为一种优选方式，所述颜填料为金石钛白粉。

上述潜伏活性填料组合物，作为一种优选方式，基于所述潜伏活性填料组合物的质量，按质量百分比计，所述其他助剂包含：促进剂0.2％-0.4％、流平剂1％-1.5％、疏松流动分散剂0.3％-0.4％、脱气剂0.5％、石墨烯 0.01％-0.02％、碳化硅10％-12％、云母粉5％-7％、多孔粉石英3％-3.5％。

上述潜伏活性填料组合物，作为一种优选方式，所述潜伏活性填料组合物，按质量百分比，包括，固体环氧树脂组合物E

上述潜伏活性填料组合物，作为一种优选方式，所述固体环氧树脂组合物E

上述潜伏活性填料组合物，作为一种优选方式，所述潜伏活性填料组合物的玻璃化转化温度为138℃-180℃，优选地，138℃-156℃。

本发明中，考虑残余内应力、机械性能及其它性能的平衡，优先选用玻璃化转变温度在138℃-156℃的潜伏活性填料组合物。

本发明还提供了上述潜伏活性填料组合物的制备方法，采用如下技术方案：

一种潜伏活性填料组合物的制备方法，按照上述潜伏活性填料组合物的配方，将上述固体环氧树脂组合物E

上述制备方法中，作为一种优选方式，所述混合在高速混合机中进行，当共计混合2次时，第一次和第二次的混合时间分别为3-3.5min；

优选地，当共计混合3次时，第一次和第三次的混合时间分别为3-3.5 min，第2次混合的时间为1.5-2min。

上述制备方法中，作为一种优选方式，所述熔融混炼挤出在螺杆挤出机中进行，得到挤出物；其中，挤出机1区温度95～100℃，2区温度85～90℃，转速280-310r/min。

本发明中，在挤出机1区，在95～100℃温度下，各组分之间不发生反应；当温度高于100℃时，各组分会发生缓慢反应交联，温度越高反应交联越快。

上述制备方法中，作为一种优选方式，将所述挤出物磨粉，然后进行筛分，得到粉末状的潜伏活性填料组合物；优选地，所述磨粉在在ACM磨粉机中进行，采用200目筛进行筛分，取筛下物作为本发明的潜伏活性填料组合物。

本发明还提供了一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物复合涂层材料，通过底层涂层材料的多官能团改性树脂和多种官能团固化剂的“三头六臂”增加粘结锚固力，提高涂层湿态附着力性能，增大交联密度，提高耐湿热性；提高涂层体系的活性通道的堆积密度形成迷宫效应，延长渗透路径；通过面层涂层材料互相穿插网络状的结构提高屏蔽抗渗透性，同时借助刚性填料及高的交联密度起到非金属铠甲保护作用。

为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物复合涂层材料，由底层涂层材料和面层涂层材料组成；其中，底层涂层材料由A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述底层涂层材料中，A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述面层涂层材料中，A

本发明的组合物，采用的改性树脂和改性固化剂，都含有多个官能团，通过一定配比，固化反应可得到立体网状穿插型高分子量高交联密度涂层，获得高的Tg值和高耐渗透性。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述液体环氧树脂组合物ED

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，液体酚醛环氧树脂 Amanda-FE50的环氧值为0.46～0.52，粘度为10000-15000mPa.s/25℃，固含量为100％；所述液体酚醛环氧树脂Amanda-FE50的交联密度高，抗介质渗透能力强；涂膜具有卓越的刚性和耐湿热性。

本发明中，液体酚醛环氧树脂Amanda-FE50是一种三环氧合成树脂液，是大庆庆鲁朗润科技有限公司生产并销售的一种酚醛改性环氧树脂；其分子结构中不仅含有较多的苯环和羟基而且有较长的柔性链，是专为重防腐液体涂料而设计。Amanda FE-50与相应固化剂有极好的相熔性，反应活性高，有很强的粘附力，可快速固化，交联密度高，抗介质渗透能力强，涂膜具有卓越的刚性和耐湿热性，耐化学品性，耐溶剂性，耐阴极剥离性，流平性及柔韧性，耐磨、耐划性等机械性能。酚醛环氧树脂F-44耐热性高，耐腐蚀性好。

在涂料中，树脂即成膜物质，它将颜料、填料结合在一起，并在底材上形成均匀致密的涂膜，经固化后形成涂层。成膜物树脂是涂料的基础，它决定了涂料的韧性，对底材的附着力，耐渗透性，涂层的物理化学及机械性能等。本发明中，从提高涂层湿态附着力性能出发以双酚A型液体环氧树脂的 E-51为主、辅助液体酚醛环氧树脂可以提高涂层的交联密度，增强涂层耐温性，耐老化性，耐高温渗透性。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

本发明中，Amanda 9062无溶剂改性脂肪胺环氧树脂固化剂和Amanda 9062无溶剂改性脂肪胺环氧树脂固化剂均是大庆庆鲁朗润科技有限公司生产并销售的产品。Amanda9061B无溶剂改性脂环胺环氧树脂固化剂的粘度低，为100-200(mPa.s/25℃)，固含量为100％；其在施工温度20℃以上均可适用，当施工温度达到40℃，使用该产品混合后的涂层材料仍有足够的可操作时间；该产品具有良好的耐候性，良好的耐化学品、耐磨、防腐性、高光泽，较宽的当量比范围，高湿度条件下低发白性，可全天候施工，无接头色差。Amanda9062无溶剂改性脂肪胺环氧树脂固化剂的粘度低，为300-400 (mPa.s/25℃)，固含量为100％；其在施工温度20℃以上均可适用；当施工温度达到40℃，使用该产品混合后的涂层材料仍有足够的可操作时间；该产品具有良好的耐候性，良好的耐化学品、耐磨、防腐性、高光泽，较宽的当量比范围，高湿度条件下低发白性，可全天候施工，无接头色差。

本发明中，所述液体固化剂组合物耐酸碱盐性能优异，芳香胺的环氧加成物不仅可以降低胺的挥发性，而且可以控制固化反应激烈程度，使得固化反应温和，固化更完全。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述液体固化剂组合物 G

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述底层涂层材料中，所述短切纤维组合物为无碱短切玻璃纤维、短切PBO纤维、短切碳纤维中的至少一种。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述短切纤维组合物的总质量，所述底层涂层材料中的所述短切纤维组合物按质量百分比为：无碱短切玻璃纤维50-100％、短切PBO纤维0-50％、短切碳纤维0-50％；优选地，所述短切纤维组合物经硅烷偶联剂处理，再优选地，短切纤维组合物中的纤维直径为13μm±1μm，长度3mm±1mm，含水率≤0.2％。

硅烷偶联剂可以提高玻璃纤维湿态物理机械强度、湿态电气性能，并改善玻纤的集束性、保护性和加工工艺，因此，本发明优选采用经硅烷偶联剂处理的短切纤维。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述液体环氧树脂组合物EM

本发明中，面层涂层材料采用液体酚醛环氧树脂Amanda-FE50为液体环氧树脂组合物中的主要成分，液体酚醛环氧树脂Amanda-FE50的交联密度大，可形成致密的膜，具有非金属铠甲的作用，增强面层涂层在不同环境中对基体的防护能力。

底层涂层材料采用双酚A型液体环氧树脂的E-51为液体环氧树脂组合物中的主要成分，双酚A型液体环氧树脂的E-51具有很好的附着力，提高底层涂层在基体上的附着力。

本发明从提高增强涂层耐温性，耐老化性，耐高温渗透性出发以液体酚醛环氧树脂Amanda-FE50为主，辅助液体酚醛环氧树脂F-44、双酚A型液体环氧树脂的E-51，不仅可以提高涂层的交联密度，增强涂层耐温性，耐老化性，耐高温渗透性，而且兼顾层间附着力。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

本发明中，在面涂层材料中，活性稀释剂不仅可以降低材料的粘度，实现涂层材料的液体化，而且可以与树脂组合物EM

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述液体固化剂组合物 G

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，相对于所述B

GLP503系列流平剂具有减少表面张力、消除缩孔、减轻桔皮、增加表面光泽之功效。由于其比一般普通流平剂用量要少，不含硅酮成份，因此没有干扰性，也不影响重涂附着力。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述底层涂层材料或面层涂层材料中，一个组合的各组分中相同名称的物料优选使用相同的具体物料，比如同一厂家生产的相同型号的产品，而且是同一批次，以便保证产品质量的稳定性，保证较小的质量误差。

上述复合涂层材料，作为一种优选方式，所述复合涂层材料按照底层涂层材料A

本发明还提供了一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物复合涂层材料的制备方法，采用以下技术方案：

一种上述无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物复合涂层材料的制备方法，包括底层涂层材料的制备和面层涂层材料的制备，其中，所述底层涂层材料的制备包括A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述A

(1)液体环氧树脂组合物ED

按照上述液体环氧树脂组合物ED

(2)A

按照上述A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述液体环氧树脂组合物ED

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述B

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述面层涂层材料的制备中，所述A

(1)液体环氧树脂组合物EM

(2)A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述液体环氧树脂组合物EM

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述A

上述复合涂层材料制备方法中，作为一种优选方式，所述面层涂层材料的制备中，所述B

上述制备方法中，作为一种优选方式，所述B

上述制备方法中，作为一种优选方式，所述B

本发明还提供了一种利用上述涂层材料制备无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层的方法，采用如下技术方案：

一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层的制备方法，采用上述涂层材料进行制备，所述方法包括底层涂层的制备和面层涂层的制备。其中，

所述底层涂层的制备：将底层混合材料涂于基体表面上得到底层涂层；

所述的面层涂层的制备：将面层混合材料涂于干燥后的底层涂层上得到面层涂层，其中所述面层混合材料是将A

本发明中，所述底层涂层采用底层涂层材料涂覆在基材上形成，用于涂层的补强、调节膨胀系数，使涂层粘结牢固；所述面层涂层采用面层涂层材料涂覆在底层涂层上形成，用于提高所述涂层的耐高温、耐渗透性能；所述底层涂层和面层涂层复合形成重防腐涂层结构。

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，在底层涂层材料施工使用时，所述A

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，A

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，在面层涂层材料施工使用时，A

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，A

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，熟化温度≤40℃。

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，所述底层混合材料的制备为：在温度≤40度的条件下，将所述A

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，所述面层混合材料的制备为：在温度≤40度的条件下，将所述A

上述方法中，作为一种优选方式，涂层的制备依据施工现场条件，采取少配勤配的原则。

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，制备涂层时，要求施工环境温度为18～35℃，相对湿度小于85％。

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，涂层的制备采用刷涂、刮涂或喷涂。

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，制备涂层时，涂层道数为：底层1-2道；面层2-3道。

上述聚合物涂层的制备方法中，作为一种优选方式，制备涂层时，每次涂层涂敷间隔时间依据温度而定，所述间隔时间为6-10小时。

本发明还提供了一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层，采用如下技术方案：

一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层，所述涂层使用上述复合涂层材料制备得到；由基材表面向外，所述涂层依次包括底层涂层、面层涂层。

上述聚合物涂层，作为一种优选方式，所述底层涂层的厚度400-550μm。

上述聚合物涂层，作为一种优选方式，所述面层涂层厚度300-400μm。

上述聚合物涂层，作为一种优选方式，所述聚合物涂层的总厚度(即重防腐涂层结构的厚度)为700-950μm。

上述聚合物涂层，作为一种优选方式，所述聚合物涂层的玻璃化温度为 138-156℃。

本发明中，在相互不冲突的条件下，上述技术特征可以任意组合形成新的技术方案。

本发明中，改性固体环氧树脂、改性酚类固化剂Amanda 879X、液体酚醛环氧树脂Amanda-FE50、Amanda 9062无溶剂改性脂肪胺环氧树脂固化剂和Amanda 9062无溶剂改性脂肪胺环氧树脂固化剂为大庆庆鲁朗润科技有限公司生产并销售的产品，其中，改性固体环氧树脂采用大庆庆鲁朗润科技有限公司的专利(CN 201510181624.2)产品，其他原料均可从市场上购买。与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1、本发明的涂料组合物，固含大于98％，属无溶剂液体涂层涂料，安全环保，不易燃易爆，特别适用于受限空间使用。

2、本发明的涂层具有高耐渗透性能，优异的耐腐蚀性，可以有效抵制高浓度的Cl

3、本发明的重防腐涂层具有良好的耐高温性能，如，较高的玻璃化温度 135-156℃，高的交联密度，因而具有很好的硫酸条件的热老化性。

4、本发明的重防腐涂层具有优异的耐腐蚀性，在油、海水、酸、碱性液体等复杂的作业环境中具有良好的附着力，可以有效抵制高浓度的各种酸碱、高Cl

5、本发明的重防腐涂层结构与底材粘接力强，潮湿基底材涂层与底材粘接力强，钢质基体的材质≥15MPa，混凝土基材5MPa或大于底层强度；干燥基底材砂喷射处理达到Sat2.0级或Sat2.5级，涂层与底材粘接力强，钢质基体的材质≥20MPa，混凝土基材≥5MPa或大于底层强度。

7、本发明的重防腐涂层具有耐磨抗冲刷：表面光滑，能够减阻，具有低摩阻特性，提高流体效率。

8、本发明的涂料组合物，粘度适宜高压无气喷涂机施工，基材表面处理要求低，施工简便、效率高。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中制备的无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物复合涂层的网状结构图。其中，1为液体树脂的网状结构；2为液体固化剂的网状结构；3为潜伏活性填料二次反应聚合产生的立体网状分子结构；4为少量液体聚合物与潜伏活性填料之间发生反应的交联结构；5为短切纤维；6为片状填料；7为其他填料。

图2是本发明实施例1制备的潜伏活性填料组合物的热特性DSC曲线。

图3本发明实施例1制备的潜伏活性填料组合物在高温形成的涂膜的热特性DSC曲线。

图4是本发明实施例7制备的底层涂层的热特性DSC曲线。

图5是本发明实施例7制备的面层涂层的热特性DSC曲线。

图6是本发明对比例制备的潜伏活性填料组合物在高温形成的涂膜的热特性DSC曲线。

图7是本发明对比例制备的潜伏活性填料组合物在高温形成的涂膜的热特性DSC曲线。

具体实施方式

下面结合实施例及说明书附图来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

本发明具体实施方式提供了一种潜伏活性填料组合物：以固体环氧树脂组合物E

本发明中的，潜伏活性填料组合物各组分的作用如下：

(1)改性酚类固化剂：改性酚类固化剂是特制的长碳链树脂状酚羟基封端的聚合物，反应基团为酚羟基，所述酚类固化剂的结构和双酚A型环氧树脂的结构接近，软化点为85～120℃，所述酚类固化剂与潜伏活性填料组合物中固体环氧树脂组合物E

(2)促进剂：这里也可称作催化促进剂。一般是叔胺或季铵盐，目前最常用且最经济的促进剂为2-甲基咪唑。

(3)疏松流动分散剂(气相白炭黑)：可以打破各向同性，能够有效地降低涂层内部应力，消耗断裂能量，进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。

(4)碳化硅：碳化硅本身化学性质稳定，耐酸、耐碱、提高防腐蚀性能，改进耐潮气性，有合适的晶型结构，热稳定性好，遇高温时不老化分解，硬度高达6H，增强涂层的耐磨抗冲刷。

(5)云母粉：云母具有优良的耐热性、耐酸、碱性和极优良的电绝缘性。在防腐粉末中作为片状填料可提高刚性，耐热性、绝缘性，还有一定的耐老化性，片层结构层层叠加、交错排列，在涂层中可形成“迷宫式”屏蔽结构，能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性。

(6)多孔粉石英：多孔粉石英表面含有一定数量的羟基(-OH)-硅醇。作为极性官能团，用于粉末涂料中有助于提高产品的附着力和粘结性。另一方面，由于羟基的存在，更容易通过偶联剂表面处理，增加其交联、补强的作用，增加产品的物理力学性能又提高了涂膜的拉伸强度。多孔粉石英中含有ZrO

(7)金石钛白粉：铁白粉是一种应用非常广泛的白色颜料，它的高折光指数决定了它在所有白色颜料中有着最高的遮盖力，可以填充到涂层的缺陷当中，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。钛白质量将会直接影响粉末在螺杆挤出机中的流变性，从而影响到漆膜的光学效果，简而言之影响粉末涂料的生产效率和质量。不同的钛白粉有着不同的流动性，其对粉末涂料的流平性有着极其直接的影响。

本发明的涂层材料中自制的潜伏活性填料组合物具有耐高温性能，常温下作为潜伏活性填料，在工况使用温度超过100℃时，潜伏活性填料组合物中的固体环氧树脂组合物E

该潜伏活性填料组合物的反应机理为：

潜伏活性填料组合物中酚类固化剂对环氧树脂的固化机理较为复杂，它主要为在Lewis碱或Lewis酸催化下的固化环氧机理。

(1)酚类固化剂在Lewis碱催化下固化环氧机理：酚羟基与环氧基的醚化反应、仲羟基与环氧基的醚化反应、叔胺催化环氧的自聚反应和2-甲基咪唑使环氧的开环反应等，具体参见如下反应机理(A)：

(2)酚类固化剂在Lewis酸催化下固化环氧机理：如，加入三氟甲磺酸铒(Er(TfO)

潜伏活性填料组合物中环氧树脂与固化剂发生化学交联，随着化学交联密度的增加，分子链活动受限制的程度也增加，相邻交联点的平均链长变小，柔性下降，Tg升高。从性能上看，Tg高，表明体系的交联密度大，热稳定性高，从而提高体系的耐热性。同时，交联密度增大，体系的耐化学性也相应提高。

本发明具体实施例还提供了一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物复合涂层材料，由底层涂层材料和面层涂层材料复合而成；其中，底层涂层材料由 A

作为一种优选实施方式，底层涂层材料中，A

B

短切纤维组合物按质量比为：无碱短切玻璃纤维50-100％、短切PBO 纤维0-50％、短切碳纤维0-50％，以上各原料的百分比是基于短切纤维组合物的总质量计算的；优选地，短切纤维组合物中的纤维直径为13μm±1μm，长度3mm±1mm，含水率≤0.2％，经硅烷偶联剂处理的。

作为一种优选实施方式，面层涂层材料中，A

B

图1显示了本发明具体实施方式中制备的无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物复合涂层的网状结构图。从图中可以看到，本发明制备的涂层具有液体环氧树脂的网状结构、液体固化剂的网状结构、潜伏活性填料二次反应聚合产生的立体网状分子结构以及少量液体聚合物与潜伏活性填料组合物之间发生反应的交联结构；几种结构分子链互相网络互穿交联，形成立体网状穿插结构，短切纤维和填料均匀分散在立体网络结构中。(这里少量液体聚合物是指，潜伏活性填料组合物中的环氧基与涂层材料中B组份的氨基，由于二者的正常反应温度为40-50℃，因而，在喷涂制备涂层的固化过程中，如果施工温度接近二者的正常反应温度，可能会使少量环氧基与氨基发生反应形成少量液体聚合物，但该少量液体聚合物不影响涂层的整体效果。)具体地，

在底涂层材料，活性稀释剂不仅可以降低材料的粘度，实现涂层材料的液体化，而且可以与树脂组合物ED

在面涂层材料中，活性稀释剂不仅可以降低材料的粘度，实现涂层材料的液体化，而且可以与树脂组合物EM

本发明采用自制的潜伏活性填料组合物替代A

本发明在底层涂层材料配方中添加短切纤维组合物，短切纤维可以降低涂层的收缩率，提高涂层的尺寸稳定性。本发明所采用的短切纤维优选以玻璃纤维填料为主，它是由碎玻璃或玻璃纤维研磨而成，是热固性和热塑性基体的填料，能赋予制品耐热性和低收缩性，并可改善机械性能。短切纤维组合物的作用具体表现在：一方面，短切纤维可以有效释放和传导涂层内应力，提高涂层抗冲击性，便于应用于动态(有外力作用于涂层时)介质腐蚀环境，另一方面，在高温时，通过短切纤维把涂层形变力分散传导，使涂层在高温时不易开裂起泡。

因此，本发明通过底层涂层材料的多官能团改性树脂和多种官能团固化剂的“三头六臂”增加粘结锚固力，提高涂层湿态附着力性能，增大交联密度，提高耐湿热性；提高涂层体系的活性通道的堆积密度形成迷宫效应，延长渗透路径；通过面层涂层材料互相穿插网络状的结构提高屏蔽抗渗透性，同时借助刚性填料及高的交联密度起到非金属铠甲保护作用。

实施例1-3

本发明实施例1-3提供的一种潜伏活性填料组合物：以固体环氧树脂组合物E

表1实施例1-3中潜伏活性填料组合物的原料组成(按质量百分比计)

其中，实施例1-3中采用的固体环氧树脂组合物E

表2实施例1-3中固体环氧树脂组合物E

*改性固体环氧树脂采用大庆庆鲁朗润科技有限公司的专利(CN201510181624.2)产品“高玻璃化温度高韧性改性固体环氧树脂”。该改性固体环氧树脂的玻璃化温度为 128～178℃；软化点为96～115℃；环氧值为0.19～0.275mol/100g；官能度为2.6，本发明实施例中使用的改性固体环氧树脂是采用专利CN 201510181624.2中实施例1方法制备的改性环氧树脂。

本实施例还提供了上述潜伏活性填料组合物的制备方法如下：

将上述的固体环氧树脂组合物E

潜伏活性填料组合物的热特性

使用DSC仪器对实施例1制备的上述潜伏活性填料组合物进行热特性检测，其中，T

图3为实施例1制备的潜伏活性填料组合物在高温形成的涂膜的热特性 DSC曲线图。由图3可知，该聚合物复合涂层的T

考虑残余内应力、机械性能及其它性能的平衡，优先选用潜伏活性填料组合物的玻璃化转变温度在138℃-156℃的。

实施例4-6

本实施例4-6提供的一种无溶剂抗高温耐渗透液体聚合物涂层材料是复合涂层材料，包括底层涂层材料和面层涂层材料；底层涂层材料由A

表3列出了实施例4-6底层涂层材料中A

表3实施例4-6中底层涂层材料中A

其中，液体环氧树脂组合物ED

表4液体环氧树脂组合物E

表5实施例4-6中底层涂层材料中B

其中，液体固化剂组合物G

表6实施例4-6中底层涂层材料中液体固化剂组合物G

表7实施例4-6中短切纤维组合物的组成及其质量百分比含量

其中，短切纤维直径13μm±1μm，长度3mm±1mm，含水率≤0.2％，经硅烷偶联剂处理的。

表8列出了实施例4-6面层涂层材料中A

表8实施例4-6面层涂层材料中A

表9实施例4-6中A

表10实施例4-6面层涂层材料B

表11实施例4-6中B

实施例7-9

本实施例7-9按照实施例4-6中的涂层材料的配方制备涂层，具体步骤如下：

(1)A

(A)先将液体环氧树脂组合物ED

(B)按照表2中的配比，将上述步骤(1)中混合后的液体环氧树脂组合物ED

(2)B

按照表4-5中配比，将液体固化剂组合物G

(3)A

(C)先将液体环氧树脂组合物EM

(D)按照上述配比，将液体环氧树脂组合物EM

(4)B

按照上述配比，加入高速低速分散机，在搅拌状态下向固化剂组合物G

(5)涂层的制备

涂层的制备包括底层涂层的制备和面层涂层的制备。本实施例在制备涂层时，采用如表12所列的组份配比进行施工。

表12实施例7-9中给组份的质量配比

底层涂层的制备

将已包装好的A

面层涂层的制备

所述的面涂层的制备将原已包装好的所述的A

底层涂层和面层涂层的制备条件要求：

(1)施工环境：温度为18～35℃，相对湿度小于85％；

(2)涂刷方式：可采用刷涂、刮涂、喷涂；

(3)涂层道数：底层2道；面层2道；

(4)每次涂层涂敷间隔时间：6-10小时，依据温度定。

涂层的热特性

对实施例制备的底层涂层和面层涂层分别进行热特性检测，测试条件参见SY/T0442-2018钢质管道FBE内涂层技术标准，附录B。图4示出了本发明实施例7制备的底层涂层的热特性DSC曲线，图5示出了本发明实施例7 制备的面层涂层的热特性DSC曲线。其中，从图4中可以看出，T

涂层性能评价

本发明实施例7-9制备的涂层平整均匀、光滑、无气泡、橘皮和流淌等缺陷。

根据化工行业标准HG/T 4337-2012对实施例1-3所制得涂层的不挥发物含量、耐弯曲性、附着力、耐水性、耐沸水性、耐磨性、耐盐水性、耐酸性和耐碱性等性能进行测试，该涂层的所有检测项目均符合HG/T 4337-2012 标准要求。

根据石油天然气行业标准SY/T 6717-2016对涂层的外观、厚度、附着力、耐高温高压性能、耐化学介质性能、耐磨性、漏点等性能进行检验，该涂层的所有检测项目均符合SY/T 6717-2016标准要求。

表13列出了本发明实施例7-9所制得涂层的一些性能测试结果。

表13实施例7-9所制得涂层的性能测试结果

由表13可以看出，根据本发明提供的技术方案制备得到的涂层，其性能符合HG/T4337-2012钢制输水管道无溶剂液体环氧涂料(输水管道外壁用) 的技术要求，同时也符合SY/T 6717-2016油管和套管内涂层技术条件的要求。

对比例

本对比例中的潜伏活性填料组合物的组分配比如表14所示，该潜伏活性填料组合物的制备方法与实施例1中的制备方法相同。

表14对比例中潜伏活性填料组合物的原料组成(按质量百分比计)

图6显示了本对比例制备的潜伏活性填料组合物粉末的热特性DSC曲线，测试条件参见SY/T 0442-2018钢质管道FBE内涂层技术标准，附录B。由图6可知，潜伏活性填料组合物粉末的玻璃化温度为：T

本对比例中潜伏活性填料组合物粉末在高温形成的涂膜的热特性DSC 曲线如图7所示，测试条件参见SY/T 0442-2018钢质管道FBE内涂层技术标准，附录B。

由图7可知，该涂膜的T

考虑残余内应力、机械性能及其它性能的平衡，本发明优先选用玻璃化转变温度在138℃-156℃的潜伏活性填料组合物。