CN103319981A - 一种高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为易施工型双组份包装水性环氧富锌涂料，选用低分子量环氧树脂、活性稀释剂、高效消泡剂、润湿分散剂、超细锌粉、自乳化型水性环氧固化剂、助溶剂、水；本发明的水性环氧富锌涂料，防腐性能优，耐盐雾1500h，漆膜无起泡、无生锈、无脱落；符合HG/T3668-2009《富锌底漆》的要求；施工性能良好，现场使用方便，一次成膜厚度80微米以上；在25℃下1h表干、16h硬干，满足钢结构防腐施工要求。本发明的水性环氧富锌涂料可应用于船舶、桥梁、海洋工程装备等钢结构的防腐，也可推广应用于钢板预处理流水线做车间底漆用。

Description

一种高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及的一种防腐涂料及其制备方法，尤其是一种高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料及其制备方法。

背景技术

环氧富锌涂料是船舶及海洋工程、钢结构等重要的防腐涂料之一，具有极佳的防腐性能，可延长涂层体系的防腐期效。因锌比铁活泼，容易失去电子，锌粉和钢铁基材组成原电池，锌的电极电位比铁的电极电位负，锌为阳极(通常称牺牲阳极)，铁为阴极，电流由锌向铁流动，钢铁便得到了阴极保护；同时富锌涂料在应用过程中不断腐蚀，锌粉间隙和钢铁表面沉积了腐蚀产物，即碱式碳酸锌，俗称“白锈”，其结构致密，且不导电，是难溶的稳定化合物，能够阻挡和屏蔽腐蚀介质的侵蚀，起到防蚀效果，具有独特的“自修复”性；环氧富锌涂料与配套中间涂料及面漆的涂层体系防腐年限可达15年以上，是目前钢结构最常用的防腐涂层体系，但传统环氧富锌涂料为溶剂型涂料，挥发性有机化合物VOC含量高达400～600g/L，这些溶剂对施工环境、施工人员及大气环境带来极大的危害。

因锌粉为活泼性金属粉末，在水中或潮湿环境已与水反应，发生氧化而失去活性，并且产生氢气，所以锌粉不得存在于水性组分中。目前水性环氧富锌涂料较多采用三组分包装技术，锌粉单独包装，施工时再与水性环氧树脂及固化剂混合，但锌粉在现场搅拌时不宜分散均匀，并且如此包装的水性环氧富锌流变性能较差，涂料在施工时易沉底，要边施工边搅拌影响工作效率，并且涂料涂装施工时易出现流挂，影响涂层性能。

中国专利CN200710143324.0公开一种水性环氧富锌底漆，该专利采用水性环氧固化剂与锌粉、助溶剂、助剂等组成甲组分，乙组分采用改性水性环氧乳液，涂料具有良好的防腐性能。但该涂料甲组分采用的水性环氧固化剂为52%固含量的脂肪酸改性水性环氧固化剂（EPI-KURE8545-W-52），含有大量水，而这些水在甲组分中易于锌粉发生反应，影响涂料的贮存稳定性，将造成涂料涨听、变质等不良反应。

中国专利CN200610022492.X公开一种双组份水性环氧富锌硅烷金属防腐涂料，其中甲组分由800目锌粉、自乳型环氧树脂、乙醇、去离子水和助剂等组成，同样带来甲组分中锌粉在含水环境下贮存不稳定的问题，影响涂料实际应用。

中国专利CN201210254110.1公开一种水性环氧富锌底漆及其制备方法，该涂料采用水性环氧树脂乳液、水性环氧固化剂和锌粉组成的三组分型水性环氧富锌涂料。其中锌粉为单独包装的组分，但在实际应用中出现锌粉混合不均匀、颗粒较粗及施工时涂料易沉底等不良弊病，影响涂料实际应用及防腐性能。

发明内容

为了解决现有技术中水易与锌粉发生反应，影响涂料的贮存稳定性，将造成涂料涨听、变质等不良反应以及锌粉为单独包装的组分时混合不均匀、颗粒较粗及施工时涂料易沉底，影响涂料实际应用及防腐性能等技术问题，本发明提供一种高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，本发明的目的是为实现环氧富锌涂料低碳环保水性化而开发，可应用于船舶、海洋工程装备、桥梁、码头等钢结构防腐。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料,包括甲组分和乙组分，其中甲组分的质量百分比为：低分子环氧树脂5～15%；活性稀释剂2～5%；助溶剂5～10%；高效消泡剂0.05～1%；导电性防锈颜料5～20%；超细锌粉65～80%；流变助剂0.5～1.5%；

其中乙组分的质量百分比为：自乳化型水性环氧固化剂10～20%；助溶剂2～10%；水5～15%；润湿分散剂0.2～1.2%；

甲组分与乙组分的质量百分比为：100：20～35。

本发明所述的低分子环氧树脂为E51环氧树脂，分子量为330～420，环氧值为0.42～0.55；所述活性稀释剂为660A活性稀释剂、AGE或BGE中的一种。

本发明所述的高效消泡剂为BYK-035，所述助溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或其混合物。

本发明所述的超细锌粉为800目或1500目。

本发明所述的流变助剂为PalyGelXQ-100A凹土。

本发明所述的自乳化型水性环氧固化剂为空气化学721固化剂。

本发明所述的润湿分散剂为BYK-190。

一种高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按配比将环氧树脂、活性稀释剂、助溶剂和高效消泡剂加到不锈钢拉缸中，经700～1100r/min分散10分钟后，再加入磷铁粉填充料和超细锌粉，经700～1100r/min分散20分钟后，即可出料，用80目滤网过滤后包装，得到甲组分；

（2）按配比混合自乳化型水性环氧固化剂、助溶剂和水，搅拌均匀得到乙组分；

（3）施工时将所述甲组分和乙组分按100：20～35混合均匀。

本发明的有益效果是：通过采用低分子量的环氧树脂、活性稀释剂、自乳化型水性环氧固化剂、助溶剂、超细锌粉和吸油量低的颜填料而使本发明的产品具有合适的粘度，保证产品在施工中具有良好的操作性，同时可采用高速分散工艺生产，简化生产工艺。

采用自乳化型水性环氧固化剂乳化液体环氧树脂作为涂料树脂体系，此类水性环氧固化剂具有乳化功能，可以将液体环氧树脂乳化而无需要添加乳化剂，避免因添加乳化剂而影响涂层的防腐性能。同时采用液体环氧树脂与活性稀释剂、助溶剂与超细锌粉搭配组成水性环氧富锌涂料的甲组分，实现水性环氧富锌涂料的锌粉组分合理设计，避免锌粉组分单独包装影响涂料的施工应用性。

另外，为改善锌粉在涂料中易沉底难题及施工中防流挂等，提高涂料的触变性，防止锌粉沉底及满足厚膜化施工要求，本专利选用触变性强、并且可用于水性涂料的改性凹土作为触变剂，可提高涂料的防沉和防流挂性，并且具有良好的剪切变稀性能，达到较低的运动粘度，从而实现良好触变效果和良好施工性能的统一，方便生产，一次涂装涂膜厚度（干膜）可达到100微米不流挂。

采用防锈性能良好的导电性防锈颜料搭配锌粉提高性价比，添加防锈颜料改善锌粉在涂层中的利用率；同时防锈填料表面具有棱角结构，有助涂层脱泡，提高涂层表面状态；同时导电性防锈填料成本低，可提高水性环氧富锌涂料的性价比。

本发明的易施工型水性环氧富锌涂料，以水为溶剂、有机溶剂含量极低，属于环境友好型、资源节约型涂料；由于采用自乳化性水性环氧固化剂搭配液体环氧树脂，实现液体环氧树脂、助溶剂、锌粉及助剂组成甲组分，避免锌粉与水反应而影响产品质量，同时也避免锌粉做单独组分，现场现用现配时出现混合不均匀及不易施工的不良影响。

本发明的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料防腐性能优、施工性能良好，符合现有富锌涂料的产品标准技术要求；耐盐雾1500h，涂层无起泡、无脱落、无生锈，满足海洋大气环境钢结构15年以上防腐寿命的使用要求。

本发明产品性能满足HG/T3668-2009《富锌底漆》标准要求，同时产品具有如下特色：一、本发明的产品为水性防腐涂料，以水作为溶剂，属于环保型产品，不易引发爆炸、火灾等危险，符合环境保护要求；二、本发明采用自乳化型水性环氧固化剂乳化液体环氧树脂，改变以往水性环氧树脂乳液与水性环氧固化剂都不能与锌粉互配矛盾，设计高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，克服水性环氧富锌涂料难施工的缺点；三、本发明的产品挥发性有机化合物VOC含量低于120g/L，远远低于传统富锌涂料的400～600g/L，并且设备清洗都采用水，碳排放量下降80%以上，具有明显的低碳环保先进性；四、本产品实现环氧富锌涂料水性化，防腐性能优异，性能满足HG/T3668-2009《富锌底漆》标准要求，符合钢结构15年以上防腐应用要求；五、本发明采用自乳化型水性环氧固化剂乳化液体环氧树脂，体系中无需添加乳化剂，避免也添加乳化剂也增加涂层水溶性而影响涂层的耐水性和防腐性能。

本发明已经过工业化生产的实验，并在实验范围内得到应用，与国内同类产品相比，性价比高，具有很强的竞争优势。

附图说明：

图1：本发明水性环氧富锌涂料甲组分生产工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步描述，本发明并不局限于以下实施例：

本发明高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料实施例见表1：

表1、实施例

甲组分原材料名称	实施例1	实施例2	实施例3
				E51环氧树脂	15	10	6.5
660A活性稀释剂	5	3	2

BYK-035	0.05	0.5	1
				丙二醇甲醚	5	8	10
磷铁粉	20	10	5
				800目锌粉	65	75	80
PalyGelXQ-100A凹土	0.5	1.0	1.5
				乙组分原材料名称	实施例1	实施例2	实施例3
空气化学721固化剂	20	15	10
				丙二醇甲醚	5	3	2
水	5	10	15
				BYK-190	0.2	0.5	1.2

在本发明所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料的主要指标，见表2：

表2、一种超厚膜化施工双组份改性环氧砂浆重防腐涂料主要技术指标

对实施例1～3做性能试验，得到以下数据，见表3：

表3、实施例性能实验数据

本发明高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料的制备方法为：

（1）按上述实施例配比将环氧树脂、活性稀释剂、助溶剂和高效消泡剂加到不锈钢拉缸中，经700～1100r/min分散10分钟后，再加入磷铁粉填充料和超细锌粉，经700～1100r/min分散20分钟后，即可出料，用80目滤网过滤后包装，得到甲组分；

（2）按上述实施例配比混合自乳化型水性环氧固化剂、助溶剂和水，搅拌均匀得到乙组分；

（3）施工时将所述甲组分和乙组分按100：20～35混合均匀。

所制备的涂料性能符合表2的技术规格，具体指标见表2。

Claims (8)

1.一种高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料,包括甲组分和乙组分，其特征是：其中甲组分的质量百分比为：低分子环氧树脂5～15%；活性稀释剂2～5%；助溶剂5～10%；高效消泡剂0.05～1%；导电性防锈颜料5～20%；超细锌粉65～80%；流变助剂0.5～1.5%；

其中乙组分的质量百分比为：自乳化型水性环氧固化剂10～20%；助溶剂2～10%；水5～15%；润湿分散剂0.2～1.2%；

甲组分与乙组分的质量百分比为：100：20～35。

2.如权利要求1所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，其特征是：所述低分子环氧树脂为E51环氧树脂，分子量为330～420，环氧值为0.42～0.55；所述活性稀释剂为660A活性稀释剂、AGE或BGE中的一种。

3.如权利要求1所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，其特征是：所述高效消泡剂为BYK-035，所述助溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或其混合物。

4.如权利要求1所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，其特征是：所述超细锌粉为800目或1500目。

5.如权利要求1所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，其特征是：所述流变助剂为PalyGelXQ-100A凹土。

6.如权利要求1所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，其特征是：所述自乳化型水性环氧固化剂为空气化学721固化剂。

7.如权利要求1所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料，其特征是：所述润湿分散剂为BYK-190。

8.一种权利要求1所述的高性能易施工型双组份水性环氧富锌涂料的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）按配比将环氧树脂、活性稀释剂、助溶剂和高效消泡剂加到不锈钢拉缸中，经700～1100r/min分散10分钟后，再加入磷铁粉填充料和超细锌粉，经700～1100r/min分散20分钟后，即可出料，用80目滤网过滤后包装，得到甲组分；

（2）按配比混合自乳化型水性环氧固化剂、助溶剂和水，搅拌均匀得到乙组分；

（3）施工时将所述甲组分和乙组分按100：20～35混合均匀。

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