CN102391759B - 一种用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料，由甲组分和乙组分混合构成，其中，甲组份包括以下重量百分比的组分：水性聚酰胺树脂50～60％、分散剂1～3％、消光粉6～8％、润湿流平剂0.5～1％、触变剂0.5～1％、消泡剂0.5～1％、防闪蚀剂0.5～1％、成膜助剂5～10％、去离子水20～30％，乙组分包括以下重量百分比的组分：水性环氧乳液80～100％、去离子水0～20％、杀菌剂0～0.5％。本发明还公开了该水性涂料的制备方法。该水性防腐蚀涂料具有水稀释性、施工方便、涂层具备良好的防腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工涂料，主要是涉及一种用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料。本发明还涉及该涂料的制备方法。
背景技术
汽车零部件位于汽车内部，它的腐蚀、变色等问题不易被发现，而汽车核心零部件的腐蚀、变色等问题更不易被发现。近年来汽车市场上的投诉增多，大多问题都是由于汽车零部件腐蚀、变色等导致造成的。经过对汽车铝合金核心零部件进行耐中性盐雾性能检测分析发现：未涂敷保护涂层的汽车铝合金核心零部件在24小时内金属表面发黑、出现锈迹，若涂敷了保护涂层后铝合金耐盐雾性提高十倍以上、耐湿热老化性也可提高五倍以上。目前，汽车零部件的外表面逐渐开始涂装溶剂型PU清漆作为防腐材料，以解决汽车零部件被腐蚀等问题。由于PU涂料固化慢、耐蚀性较差、因胶化时间短难以实行自动化涂装，只能人工涂装，致使生产成本增高。而且PU涂料不仅含有苯类、酯类、酮类等高毒性有机挥发物，VOC排放大，对环境污染非常大，因此，汽车行业开始寻求绿色高性能涂层技术，期望得到更高性能的产品予以替代现有的PU涂料，以解决PU涂层存在以上不足以及环境污染的问题。
据广州市2010年汽车零部件产业统计发现，每年在零部件涂装所耗溶剂型涂料和稀释剂就超过3000吨，每年排放有机挥发物(VOC)约1500吨。而全国的VOC总量更是惊人。VOC主要影响人体中枢神经系统功能，严重时可损伤肝脏和造血系统。更为严重的是VOC中有20多种污染物经论证被确认为致癌物或致突变物质。由于VOC密度比空气大得多，基本上吸附在低空尘埃上或悬浮在近地面气流中，极易被人体吸入，故其危害极大。
当前，绿色水性涂装技术对传统涂层材料和涂装生产方式实施了重大技术改造，使苯类、酯类、酮类等高毒性有机挥发物彻底消除，还可使醇醚类低毒性有机挥发物减少70％。然而，目前还没有可适用于铝合金零部件的水性防腐蚀涂料。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料。该水性防腐蚀涂料具有水稀释性、施工方便、涂层具备良好的防腐蚀性能。
本发明另一个目的是提供上述用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料的制备方法。
本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料，由甲组分和乙组分混合构成，其中，
甲组份包括以下重量百分比的组分：
乙组分包括以下重量百分比的组分：
水性环氧乳液 80～100％
去离子水 0～20％
杀菌剂 0～0.5％
本发明所述的水性聚酰胺树脂采用氰特公司BECKOPOX EH623、美国气体公司WH900等相应产品。
本发明所述的分散剂采用水性高分子聚合物型润湿分散剂，例如BYK190、BYK191等。
本发明所述的消光粉是指气相二氧化硅消光粉，例如德固萨OK412、OK607等。
本发明所述的润湿流平剂采用有机硅表面活性剂，例如BYK346、BYK348、TEGO245等。
本发明所述的触变剂采用脲改性聚氨酯，如BYK425类等。
本发明所述的消泡剂采用聚醚硅氧烷共聚物乳液，如BYK024、TEGO825等。
本发明所述的防闪蚀剂是指能够延缓金属锈蚀的溶液，所述的延缓金属锈蚀的溶液采用亚硝酸盐溶液，如RAYBO60、阿什兰794S等。
本发明所述的成膜助剂是指帮助涂膜成膜的助剂，所述的成膜助剂采用2-氨基甲基-1-丙醇，如陶氏AMP-95；也可以采用2，2，4-三甲基-1，3戊二醇单异丁酸酯，如美国EASTMAN TEXANOL等相应产品。
本发明所述的乙组分中的水性环氧乳液采用环氧树脂乳化的分散体，如美国氰特公司的BECKOPOXEP384W、BECKOPOXEP385W等。
本发明所述的乙组分中的杀菌剂采用异噻唑啉酮溶液，如PCTS公司的BIOX P193等。
本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：一种上述用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料的制备方法，其中，
甲组分的制备包括以下步骤：
(1)按上述比例将水性聚酰胺树脂加入搅拌槽中，加入去离子水和分散剂，边搅拌边加入消光粉，然后搅拌至分散均匀；
(2)再按比例加入润湿流平剂、触变剂、消泡剂、防闪蚀剂和成膜助剂，搅拌至分散均匀，调整PH值，静置，过滤，包装；
乙组分的制备：按比例取水性环氧乳液、去离子水和杀菌剂置于搅拌槽中搅拌混合均匀，静置，过滤，包装。
所述的甲组分的制备的步骤(1)中采用1000-2500rpm/min的速度进行搅拌分散15～25分钟，温度控制在50℃以下。
所述的步骤(2)中采用低速搅拌至分散均匀；调整PH值为8.0-8.5；静置时间为20-30分钟，过滤时采用250-350目筛网。
所述的乙组分的制备中物料低速搅拌均匀；静置时间20-30分钟，过滤时采用250-350目筛网。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明提供的水性防腐蚀涂料具有良好的防腐蚀性能，其形成的涂膜的耐中性盐雾性能在240h以上，而耐湿热老化性在72h以上。
(2)本发明为水性涂料产品，除在耐腐蚀性能上有优势外，由于不采用苯类、酯类、酮类等高毒性有机挥发物，大大降低了VOC排放，本发明的VOC含量≤150g/L，远低于国际通行的关于水性防腐蚀涂料的VOC排放标准(≤250g/L)，是一种新型环保产品。
(2)本发明可用于碳钢以及铝合金等多种金属材料表面的喷涂。可采用全自动化静电涂装工艺或浸涂工艺进行涂装，达到了全自动化静电涂装工艺或流水线浸涂工艺的要求，而且解决了现有技术中水性涂料存在的防流挂与流平、防腐蚀、储存性等技术问题。
具体实施方式
下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
以下各实施例的甲组分和乙组分分别为：
实施例1和2：
甲组份：
水性聚酰胺树脂BECKOPOX EH623
分散剂BYK190
消光粉德固萨OK412
润湿流平剂BYK346
触变剂BYK425
消泡剂BYK024
防闪蚀剂RAYBO60
成膜助剂AMP-95
去离子水。
乙组分：水性环氧乳液BECKOPOXEP384W
实施例3和4：
甲组份：
水性聚酰胺树脂WH900
分散剂BYK191
消光粉德固萨OK607
润湿流平剂TEGO245
触变剂BYK425
消泡剂TEGO82
防闪蚀剂阿什兰794S
成膜助剂TEXANOL
去离子水。
乙组分：水性环氧乳液BECKOPOXEP385W。
实施例1～4的汽车铝合金核心部件的水性防腐蚀涂料的组成参见表一，制备方法如下：
(1)将甲组份配方中的水性聚酰胺树脂加入搅拌槽中，加入去离子水，加入分散剂，边搅拌边加入消光粉，然后高速分散；
(2)加入润湿流平剂、触变剂、消泡剂、防闪蚀剂和成膜助剂，搅拌至分散均匀，调整PH值到8.0-8.5。静置30分钟之后300目过滤包装。
(3)乙组份按照配方混合均匀静置静置30分钟之后300目过滤包装。
表一甲组份
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 水性聚酰胺树脂 | 52.0wt％ | 55.0wt％ | 58.2wt％ | 50.0wt％ |
| 分散剂 | 1.0wt％ | 2.0wt％ | 3.0wt％ | 2.5wt％ |
| 消光粉 | 6.0wt％ | 6.5wt％ | 6.2wt％ | 8.0wt％ |
| 流平剂 | 0.7wt％ | 0.7wt％ | 0.7wt％ | 0.7wt％ |
| 消泡剂 | 0.6wt％ | 0.6wt％ | 0.6wt％ | 0.6wt％ |
| 触变剂 | 0.8wt％ | 0.8wt％ | 0.8wt％ | 0.8wt％ |
| 防闪蚀剂 | 0.5wt％ | 0.5wt％ | 0.5wt％ | 0.5wt％ |
| 成膜助剂 | 8.5wt％ | 7.5wt％ | 10.0wt％ | 8.5wt％ |
| 去离子水 | 29.9wt％ | 26.4wt％ | 20.0wt％ | 28.4wt％ |
乙组份：水性环氧乳液100％
取上述实施例1～4水性防腐蚀涂料，进行实验，各实施例的甲组分按3∶1的质量比加入乙组份中，混合后用去离子水稀释，静置15分钟后喷涂于已预处理的铝合金工件上，100℃～120℃下10～15分钟烘烤固化。固化后效果参见表二：
表二
Claims (5)
1.一种用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料，其特征是，由甲组分和乙组分混合构成，其中，
甲组份包括以下重量百分比的组分：
水性聚酰胺树脂 50~60%
分散剂 1~3%
消光粉 6~8%
润湿流平剂 0.5~1%
触变剂 0.5~1%
消泡剂 0.5~1%
防闪蚀剂 0.5~1%
成膜助剂 5~10%
去离子水 20~30%
乙组分包括以下重量百分比的组分：
水性环氧乳液 80~100%
去离子水 0~20%
杀菌剂 0~0.5%；
所述的分散剂采用水性高分子聚合物型润湿分散剂；所述的消光粉是指气相二氧化硅消光粉；所述的润湿流平剂采用有机硅表面活性剂；所述的触变剂采用脲改性聚氨酯；所述的消泡剂采用聚醚硅氧烷共聚物乳液；所述的防闪蚀剂采用亚硝酸盐溶液；所述的成膜助剂采用2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯。
2.根据权利要求1所述的用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料，其特征是，所述的乙组分中的水性环氧乳液采用环氧树脂乳化的分散体；所述的乙组分中的杀菌剂采用异噻唑啉酮溶液。
3.一种权利要求1或2所述的用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料的制备方法，其特征是，
甲组分的制备包括以下步骤：
(1) 按比例将水性聚酰胺树脂加入搅拌槽中，加入去离子水和分散剂，边搅拌边加入消光粉，然后搅拌至分散均匀；
(2) 再按比例加入润湿流平剂、触变剂、消泡剂、防闪蚀剂和成膜助剂，搅拌至分散均匀，调整pH值，静置，过滤，包装；
乙组分的制备：按比例取水性环氧乳液、去离子水和杀菌剂置于搅拌槽中搅拌混合均匀，静置，过滤，包装。
4.根据权利要求3所述的用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料的制备方法，其特征是，所述的甲组分的制备的步骤(1)中采用1000-2500rpm/min的速度进行搅拌分散15~25分钟，温度控制在50℃以下；所述的步骤(2)中调整的pH值为8.0-8.5；静置时间为20-30分钟，过滤时采用250-350目筛网。
5.根据权利要求3所述的用于汽车铝合金零部件的水性防腐蚀涂料的制备方法，其特征是，所述的乙组分的制备中静置时间20-30分钟，过滤时采用250-350目筛网。
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