CN101104770A - 水性环氧中间漆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性环氧中间漆。该水性环氧中间漆为2组份包装，A组份主要以水性环氧固化剂为主要基料，与防锈颜料、填料、助剂、助溶剂、水等相配合，经研磨、分散等工序加工而成；B组份主要以水性环氧乳液为主要基料，与水等相配合，经搅拌、过滤等工序加工而成。该水性环氧中间漆对环境无污染，对施工人员身体健康无害，使用安全方便。采用高压无气喷涂法施工，一道喷涂干膜厚度40－200μm，施工效率高。干燥速度快，漆膜机械强度高，附着力强，防腐性能优异。适用于集装箱涂料的中间漆，也可以作为内面漆使用；另外还可广泛用于汽车、火车、船舶等交通工具，桥梁、铁塔、门窗等结构，贮罐、管道等设施中钢铁材料的防锈。

Description

水性环氧中间漆
技术领域
本发明涉及一种涂料，尤其是一种用于集装箱的水性环氧中间漆。
背景技术
传统的防腐涂料多为溶剂型涂料，常见的品种有环氧、氯化橡胶、丙烯酸、聚氨酯等，其中均含有大量的有机溶剂，这些溶剂会在生产和施工过程中释放出来，对施工人员健康有害且污染环境。国外自70年代初就已开展高固体份、无溶剂、粉末和水性涂料等环境友好型防腐防锈漆研制，其中水性漆因成本较低，施工安全方便，膜厚容易控制，得到较多研究。但因技术难度较大，长时期未取得大的进展。80年代中期以来，世界各国环境保护法规对涂料中挥发性有机溶剂(VOC)含量的限制日益严格，引起水性防腐涂料研究的热潮。
水性防腐涂料以其节能、环保、和使用安全的特点，成为国内外涂料界竞相研究和开发的热点。随着各种环保法律法规的建立。集装箱涂料环保化成为必然，集装箱涂料的水性化也就成为涂料界的一个课题。能够完全满足生产线要求的三涂层全是水性涂料的技术，全世界范围内仍属空白。
目前，世界上每年新生产的集装箱约220万个TEU，使用的集装箱涂料约20万吨。其中约80％集中在中国中集集团生产，为了适应集装箱海运的蓬勃发展，集装箱的生产效率很高。目前生产线的节拍最快的约3分钟。即：每3分钟可以生产出一台集装箱。现在集装箱涂料用的是溶剂型涂料，供应商只是几家跨国公司如海虹、关西、中涂等所垄断。
虽然十几年前一些公司就开始研究集装箱用水性涂料，但由于当时施工节奏没有这样快，烘烤温度高，时间长，并且由于施工与价格方面的原因一直没能在集装箱生产厂家得到广泛的应用。随着生产效率的加快，对水性涂料提出了更高更苛刻的要求，现有的水性中间漆已不能满足这些要求，如：1、湿碰湿与干碰湿施工几乎同时存在；喷涂外面漆时多数情况下中间漆只是部分干燥，引起面漆的漆膜流挂、开裂、针孔等弊病。2、干膜厚度变化较宽，整箱厚度90-200微米；现场施工时对不同的部位进行多次预涂，所以得到得漆膜厚度比较宽；漆膜比较厚的部位则出现开裂与流挂现象。
发明内容
本发明的目的在于针对上述不足，提供一种防腐性能好、环保、经济的水性环氧中间漆。
本发明的技术方案为：一种水性环氧中间漆，包括A组分和B组分，
其中A组分包括：水性环氧固化剂5～25wt％，防锈颜料2～20wt％，着色颜料2～20wt％，填料20～35wt％，助溶剂2～15wt％，增稠剂0.2～0.5wt％，流平剂0.2～2wt％，其它助剂0.5～2.5wt％，软化水20～40wt％；
其中B组分包括：水性环氧分散体48～96wt％，中和剂0.5wt％，软化水3.5～51.5wt％；
所述其它助剂包括分散剂、润湿剂和消泡剂。
每种助剂适量添加。
A组分与B组分质量比为100∶50。
优选的是，所述水性环氧固化剂是固体份为60wt％的改性脂肪胺加成物，含量为10～20wt％。
优选的是，所述活性防锈颜料可以是磷酸锌、钼酸锌、三聚磷酸铝、碱式硅铬酸铅、偏硼酸钡中的一种或几种的混合物。活性防锈颜料的使用可以提高中间漆的防锈效果。
优选的是，所述着色颜料可以是钛白粉、氧化铁红、碳黑、酞氰蓝中的一种或几种的混合物。
优选的是，所述填料可以是滑石粉、云母粉、天然重晶石粉、方解石粉、轻质碳酸钙、煅烧高岭土或者沉淀硫酸钡中的一种或几种的混合物，其中水溶性物质含量＜0.5wt％；若高于0.5wt％，易导致中间漆涂层起泡。
优选的是，所述助溶剂可以是丙二醇甲醚。
优选的是，所述增稠剂为羟乙基纤维素，其含量为0.2～0.4wt％。
优选的是，所述流平剂为有机硅改性硅氧烷，其含量为0.2～1.0wt％。
优选的是，所述分散剂为烯基单体(苯乙烯，二异丁烯)与不饱和羧酸(丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸)共聚物的钠、铵、胺盐。
优选的是，所述消泡剂为聚醚改性有机硅。
优选的是，所述润湿剂为聚醚改性炔醇。
优选的是，所述水性环氧分散体是固体份为50～60wt％的环氧当量为475的固体环氧树脂的水分散体；其含量为50～90wt％。
优选的是，所述软化水为去离子水或蒸馏水，-SO4 2-、Cl-、Na+、K+、Ca2+等水溶性离子的总量小于100ppm，电导率＜20μm/cm。
优选的是，所述中和剂为挥发性有机胺。
本发明的有益效果为：本发明通过调整增稠剂和流平剂很好地克服了漆膜容易流挂、开裂等现象。该水性环氧中间漆对环境无污染，对施工人员身体健康无害，使用安全方便。采用高压无气喷涂法施工，一道喷涂干膜厚度40-200μm，施工效率高。干燥速度快，漆膜机械强度高，附着力强，防腐性能优异。适用于集装箱涂料的中间漆，也可以作为内面漆使用。除了可以用于集装箱外，还可广泛用于汽车、火车、船舶等交通工具，桥梁、铁塔、门窗等结构，贮罐、管道等设施中钢铁材料的防锈。
具体实施方式
表1为本发明的实施例，其中各组分含量为质量百分含量，但本发明并不局限于以下实例。
表1
  原料(克)     实施例
    1#     2#     3#     4#     5#     6#     7#     8#     9#
  水性环氧固化剂EPI-KUTE 8537-W-60(美国汉森)     10     10     10     15     15     15     20     20     20
  磷酸锌409-1(国产)     10     15     20     0     0     0     0     0     0
  磷酸锌ACTIROX 106(西班牙纽碧莱)     0     0     0     0     0     0     2     5     8
  三聚磷酸铝     0     0     0     10     15     20     0     0     0
    A   氧化铁红   0   5   5     0     5   5     0     5     5
  钛白粉   20   0   0     20     0   0     20     0     0
  羟乙基纤维素WR-30M(美国陶氏)   0.2   0.3   0.4     0.5     0.4   0.3     0.2     0.2     0.2
  流平剂 Afcona-3580(瑞士汽巴)   0.3   0.5   1     1.5     2   1.5     1     0.5     2
  助溶剂丙二醇甲醚   2   3   4     5     5   2     3     4     5
  润湿剂SURFYNOL GA(美国气体化学公司)   0.5   0.5   0.5     0.5     0.5   0.5     0.5     0.5     0.5
  分散剂5040(德国汉高)   0.5   0.5   0     0     0   0     0.5     0.5     0.5
  分散剂T-731(罗门哈斯)   0   0   0.5     0.5     0.5   0.5     0     0     0
  消泡剂NXZ(德国汉高)   0.5   0.5   0.5     0.5     0.5   0.5     0.5     0.5     0.5
  800目滑石粉   5   20   25     10     20   15     10     10     10
  600目云母粉   15   15   10     10     15   15     10     20     20
  软化水   36   29.7   23.1     26.5     21.1   24.7     32.3     33.8     28.3
  合计   100   100   100     100     100   100     100     100     100
    B   水性环氧分散体EPI-KOTE 3520(美国汉森)   48   60   70     76     70   84     64     80     96
  中和剂   0.5   0.5   0.5     0.5     0.5   0.5     0.5     0.5     0.5
  软化水   51.5   39.5   29.5     23.5     29.5   15.5     35.5     19.5     3.5
  合  计   100   100   100     100     100   100     100     100     100
表1中，脂肪胺改性水性环氧固化剂EPI-KURE 8537-W-60可以等量地替换为其它固体份为60wt％的改性脂肪胺加成物；磷酸锌和三聚磷酸铝均可以等量地替换为钼酸锌、碱式硅铬酸铅、偏硼酸钡中的一种或几种的混合物；800目滑石粉和600目云母粉均可以等量地替换为轻质碳酸钙、目煅烧高岭土、沉淀硫酸钡、天然重晶石粉、方解石粉中的一种或几种的混合物；钛白粉和氧化铁红可以等量地替换为碳黑、酞氰蓝等中的一种或几种的混合物；流平剂Afcona-3580可以等量地替换为其它有机硅改性的硅氧烷；分散剂5040和分散剂T-731可以等量地替换为其它烯基单体(苯乙烯、二异丁烯)与不饱和酸(丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸)共聚物的钠、铵、胺盐；润湿剂SURFYNOL GA可以等量地替换为其它聚醚改性炔醇；消泡剂NXZ可以等量地替换为其它聚醚改性有机硅；EPI-KOTE 3520可以等量地替换为其它固体份为50-60％的环氧当量为475的固体环氧树脂的水分散体；中和剂为挥发性有机胺，如单乙醇胺、2-氨基-1-丙醇、N-乙基吗啉、三乙胺和N.N二甲基乙醇胺。
按上述配方制备的中间漆性能列于表2。表2中对比例1#美国生产的双组分水性环氧漆，对比例2#为国内生产的双组分水性环氧漆。
表2
项目     实施例     对比例 指标
    1#     2#     3#     4#     5#     6#     7#     8#     9#     1#     2#
  开罐状态     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     均匀无沉淀
  涂层外观     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     平整光滑
  细度，μm     45     45     45     45     45     45     45     45     45     45     45     ≤50
  干燥时间 表干，h     2     2     2     2     2     2     2     2     2     2     2     4
实干，h     24     24     24     24     24     24     24     24     24     24     24     24
  附着力，级     1     1     1     1     1     1     1     1     1     2     1     ≤1
  耐冲击，cm     4     40     40     40     40     40     40     40     40     40     40     ≥40
  柔韧性，mm     1     1     1     1     1     1     1     1     1     1     1     ≤2
  耐盐雾，h     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     合格     ≥500
  耐冻融，循环     5     5     5     5     5     5     5     5     5     5     5     ≥5
  一道干膜厚，μm     40-200     40-200     40-200     40-200     40-200     40-200     40-200     40-200     40-200     40-80     40-60     40-200
  漆膜总厚，μm     80-200  80-200     80-200     80-200     80-200     80-200     80-200     80-200     80-200     80-140     80-150     80-200
涂料制备工艺为：
A组份：
①在配浆容器中加入准确计量的软化水、助溶剂、增稠剂、分散剂、润湿剂、消泡剂，用可调式高速分散机(下同)，搅拌5-10分钟，转速为400-600转/分。
②加入配方总量的1/3的环氧固化剂，搅拌5-10分钟，转速为600-800转/分。
③加入着色颜料、填料，搅拌5-10分钟，转速为800-1200转/分。
④用砂磨机、球磨机或三辊机研磨至细度小于50μm。
⑤加入剩余的水性环氧固化剂，搅拌30分钟。
⑥加入流平剂，搅拌30分钟。
⑦用100目铜网或尼龙网过滤。
⑧用大口塑料桶或马口铁桶包装，得成品。
B组份
①调漆罐内加入水性环氧分散体。
②加入软化水，300转/分钟，搅拌10分钟。
③加入中和剂，搅拌20分钟。
④用100目铜网或尼龙网过滤。
⑤用大口塑料桶或马口铁桶包装，得成品。
使用时A、B组份按照质量比100∶50配比进行混合，搅拌均匀后即可施工。

Claims (14)

1.一种水性环氧中间漆，其特征在于：包括A组分和B组分，其中A组分包括：水性环氧固化剂5～25wt％，防锈颜料2～20wt％，着色颜料2～20wt％，填料20～35wt％，助溶剂2～15wt％，增稠剂0.2～0.5wt％，流平剂0.2～2wt％，其它助剂0.5～2.5wt％，软化水20～40wt％；
其中B组分包括：水性环氧分散体48～96wt％，中和剂0.5wt％，软化水3.5～51.5wt％；
所述其它助剂包括分散剂、润湿剂和消泡剂；
A组分与B组分质量比为100∶50。
2.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述水性环氧固化剂是固体份为60wt％的改性脂肪胺加成物，含量为10～20wt％。
3.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述活性防锈颜料为磷酸锌、钼酸锌、三聚磷酸铝、碱式硅铬酸铅、偏硼酸钡中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述着色颜料为钛白粉、氧化铁红、碳黑、酞氰蓝中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述填料为滑石粉、云母粉、天然重晶石粉、方解石粉、轻质碳酸钙、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或几种的混合物，其中水溶性物质含量＜0.5wt％。
6.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述助溶剂为丙二醇甲醚。
7.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述增稠剂为羟乙基纤维素，其含量为0.2～0.4wt％。
8.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述流平剂为有机硅改性硅氧烷，其含量为0.2～1.0wt％。
9.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述分散剂为烯基单体与不饱和羧酸共聚物的钠、铵、胺盐。
10.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述消泡剂为聚醚改性有机硅。
11.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述润湿剂为聚醚改性炔醇。
12.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述水性环氧分散体是固体份为50～60wt％的环氧当量为475的固体环氧树脂的水分散体；其含量为50～90wt％。
13.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述软化水为去离子水或蒸馏水，其中水溶性离子的总量小于100ppm，电导率＜20μm/cm。
14.根据权利要求1所述的水性环氧中间漆，其特征在于：所述中和剂为挥发性有机胺。
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