CN103113808A - 采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法 - Google Patents

Abstract

采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法属于防腐蚀涂料技术领域。现有技术存在有机溶剂危害，韧性、漆膜硬度难以兼顾。本发明其特征在于，将环氧树脂和活性稀释剂加入反应容器中混合，缓慢添加多元醇胺，在60~110℃温度下反应0.5~3.5h，然后滴加有机酸中和，再缓慢滴加去离子水，搅拌0.5~3.5h后得到水性环氧树脂混合乳液；所述各组分及重量配比为：环氧树脂30~70%，活性稀释剂30~70%；再以该两组份总重量为计量基准，加入该总重量若干百分比的下列组分：多元醇胺23~28%，有机酸15~20%，去离子水70~80%；向所述水性环氧树脂混合乳液中加入锌粉、固化剂、分散剂、硅烷偶联剂、助固化剂、消泡剂，然后搅拌均匀即制得水性环氧树脂富锌底漆。

Description

采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法

技术领域

本发明涉及一种采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法，所述底漆系采用水性环氧树脂混合乳液、固化剂、分散剂、消泡剂、助固化剂、锌粉、硅烷偶联剂等制备，具有环境友好、不含或者少含挥发性有机化合物等特点，作为锌基重防腐涂料用于桥梁、道路护栏、集装箱、船舶等的防腐，属于防腐蚀涂料技术领域。

背景技术

环氧树脂具有附着力高、电绝缘性好、耐化学品腐蚀等特点，是一种应用广泛的热固性树脂基体。但是，由于常用的环氧树脂粘度大且不溶于水，所以在用作涂料时常常需要使用大量的有机溶剂，而有机溶剂不仅价格较高，而且具有挥发性，危害施工人员的身体健康，污染环境。而环氧树脂富锌底漆在使用中与直接将环氧树脂用作涂料同样需要使用有机溶剂。鉴于此，现有技术采取了两方面的措施。一是通过加入有机溶剂将环氧树脂进行水性改性；二是使用活性稀释剂稀释环氧树脂制备无溶剂环氧树脂，所述活性稀释剂相当于一种有机溶剂，但是，由于它也是一种环氧树脂，同基料环氧树脂一样，也与固化剂反应，进入交联网状结构，从而不再挥发。但是，所述第一方面的措施需要中途去除该有机溶剂，导致成本升高，另外，还会有有机溶剂残留，同样会对环境及施工人员造成伤害，再有，该措施大幅减轻漆料在使用过程中由有机溶剂带来的危害，却造成漆料在制造过程中来自有机溶剂的危害；第二方面的措施所使用的活性稀释剂多为柔性链段，并且，为了获得应有的韧性，该方法需要过量添加活性稀释剂，结果导致漆膜硬度降低。

发明内容

本发明的目的在于消除有机溶剂危害，制备出一种韧性、漆膜硬度具佳的水性环氧树脂富锌底漆，为此我们发明了一种采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法。

本发明之采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法其特征在于，第一步，将环氧树脂和活性稀释剂加入反应容器中混合，缓慢添加多元醇胺，在60~110℃温度下反应0.5~3.5h，然后滴加有机酸中和，再缓慢滴加去离子水，搅拌0.5~3.5h后得到水性环氧树脂混合乳液；所述各组分及重量配比为：环氧树脂30~70%，活性稀释剂30~70%；再以该两组份总重量为计量基准，加入该总重量若干百分比的下列组分：多元醇胺23~28%，有机酸15~20%，去离子水70~80%；所述的活性稀释剂为乙二醇缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、己二醇缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或者多种；第二步，以水性环氧树脂混合乳液中的环氧树脂、活性稀释剂、多元醇胺、有机酸总重量为计量基准，向所述水性环氧树脂混合乳液中加入该总重量若干百分比的下列组分：锌粉40~85%，固化剂2~6%，分散剂0.01~0.1%，硅烷偶联剂0.01~0.1%，助固化剂0.01~0.1%，消泡剂0.01~0.1%；然后搅拌均匀即制得水性环氧树脂富锌底漆。

本发明其技术效果在于，在整个制备过程没有使用任何有机溶剂，在所制备的富锌底漆的使用过程中也可以不添加有机溶剂，因此，彻底消除了有机溶剂的危害。另外，由于采用多元醇胺水性改性环氧树脂和活性稀释剂，见附图所示，使得具有增韧作用的活性稀释剂的用量在最终产物即水性环氧树脂富锌底漆中所占重量比例适中，从而，在克服了环氧树脂尤其是双酚A型环氧树脂固化后韧性差的缺点的同时确保漆膜硬度。本发明附带而来的技术效果在于，首先，所制备的富锌底漆耐腐蚀性好，例如，在耐盐雾试验中，耐候时间能达到2000h以上；其次，即使加入锌粉量较大也不会析出，从而能够制备出不同防腐要求富锌底漆；第三，本发明具有成本低、工艺简单等特点。

采用本发明之方法所制备的水性环氧树脂富锌底漆作为锌基重防腐涂料适用于钢铁表面防腐，如道路护栏、集装箱、桥梁、船舶等。该底漆即可以单独使用，也可以与面漆配套使用。

附图说明

附图是环氧树脂与活性稀释剂混合液被多元醇胺改性前后的红外对比图，途中曲线A为改性前的透过率曲线，曲线B为改性后的透过率曲线，该图同时作为摘要附图。

具体实施方式

本发明之采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法其具体方案如下。

第一步，将环氧树脂和活性稀释剂加入反应容器如三口烧瓶中混合。所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AO型环氧树脂、双酚型缩水甘油醚、脂肪族缩水甘油醚、缩水甘油酯或缩水甘油胺中的一种或者多种；所述的活性稀释剂为乙二醇缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、己二醇缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或者多种。

缓慢添加多元醇胺，在60~110℃温度下反应0.5~3.5h，然后滴加有机酸中和，再缓慢滴加去离子水，搅拌0.5~3.5h后得到水性环氧树脂混合乳液。所述多元醇胺为二乙醇胺、二甘醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丙烯基乙醇胺、N-羟甲基乙醇胺中的一种或者多种；所述有机酸为冰醋酸、丙烯酸、马来酸、草酸、水杨酸、苯甲酸、油酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、亚麻酸、亚油酸中的一种或者多种。

所述各组分及重量配比为：环氧树脂30~70%，活性稀释剂30~70%；再以该两组份总重量为计量基准，加入该总重量若干百分比的下列组分：多元醇胺23~28%，有机酸15~20%，去离子水70~80%。

第二步，以水性环氧树脂混合乳液中的环氧树脂、活性稀释剂、多元醇胺、有机酸总重量为计量基准，向所述水性环氧树脂混合乳液中加入该总重量若干百分比的下列组分：锌粉40~85%，固化剂2~6%，分散剂0.01~0.1%，硅烷偶联剂0.01~0.1%，助固化剂0.01~0.1%，消泡剂0.01~0.1%；然后搅拌均匀即制得水性环氧树脂富锌底漆。所述固化剂为二乙烯三胺，所述分散剂为聚乙二醇，所述助固化剂为AIBN，所述消泡剂为二甲基硅油。

下面举例说明本发明。

（1）水性环氧树脂混合乳液的制备

选取双酚A型环氧树脂中E-5110g，与乙二醇缩水甘油醚10g在三口烧瓶中混合，缓慢添加二乙醇胺5.7g，在60℃温度下反应0.5h，然后滴加丙烯酸3.8g中和，再缓慢滴加去离子水15g，搅拌0.5h即得到水性环氧树脂混合乳液。

（2）水性环氧树脂富锌底漆的制备

向所制备的水性环氧树脂混合乳液中加入锌粉25g、二乙烯三胺1g、聚乙二醇0.03g、硅烷偶联剂0.03g、AIBN0.03g、二甲基硅油0.03g，然后搅拌均匀即制得水性环氧树脂富锌底漆。将其用四面湿膜制备器涂覆在处理过的低碳钢板上，在200℃温度下固化三天；之后做盐雾试验2000h，漆膜仅出现部分小泡，但低碳钢板无锈蚀。

Claims (5)

1.一种采用水性环氧树脂乳液制备水性环氧树脂富锌底漆的方法，其特征在于，第一步，将环氧树脂和活性稀释剂加入反应容器中混合，缓慢添加多元醇胺，在60~110℃温度下反应0.5~3.5h，然后滴加有机酸中和，再缓慢滴加去离子水，搅拌0.5~3.5h后得到水性环氧树脂混合乳液；所述各组分及重量配比为：环氧树脂30~70%，活性稀释剂30~70%；再以该两组份总重量为计量基准，加入该总重量若干百分比的下列组分：多元醇胺23~28%，有机酸15~20%，去离子水70~80%；所述的活性稀释剂为乙二醇缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、己二醇缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或者多种；第二步，以水性环氧树脂混合乳液中的环氧树脂、活性稀释剂、多元醇胺、有机酸总重量为计量基准，向所述水性环氧树脂混合乳液中加入该总重量若干百分比的下列组分：锌粉40~85%，固化剂2~6%，分散剂0.01~0.1%，硅烷偶联剂0.01~0.1%，助固化剂0.01~0.1%，消泡剂0.01~0.1%；然后搅拌均匀即制得水性环氧树脂富锌底漆。

2.根据权利要求1所述的制备水性环氧树脂富锌底漆的方法，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AO型环氧树脂、双酚型缩水甘油醚、脂肪族缩水甘油醚、缩水甘油酯或缩水甘油胺中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的制备水性环氧树脂富锌底漆的方法，其特征在于，所述多元醇胺为二乙醇胺、二甘醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丙烯基乙醇胺、N-羟甲基乙醇胺中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的制备水性环氧树脂富锌底漆的方法，其特征在于，所述有机酸为冰醋酸、丙烯酸、马来酸、草酸、水杨酸、苯甲酸、油酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、亚麻酸、亚油酸中的一种或者多种。

5.根据权利要求1所述的制备水性环氧树脂富锌底漆的方法，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺，所述分散剂为聚乙二醇，所述助固化剂为AIBN，所述消泡剂为二甲基硅油。

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