CN103436136A - 一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，包括以下重量份的组分：水性树脂35~45%、固化剂5~8%、分散剂1~3%、防锈颜料5~12%、颜料填料20~35%、防沉剂1~2%、润湿剂0.5~1%、触变剂0.5~1%、消泡剂0.5~1%、防闪蚀剂0.1~0.8%、防霉剂0.1~0.8%、成膜助剂1~3%、去离子水10~20%。本发明还公开了该水性防腐底漆的制备方法。该水性防腐底漆的漆膜可室温固化，节能环保，满足企业安全生产的需要；油漆高固低粘，施工方便，涂层具有良好的耐腐蚀性、耐水性，漆层综合性能达到同类型油性产品性能指标。

Description

一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料，尤其是涉及一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆。本发明还涉及该水性防腐底漆的制备方法。

背景技术

工程起重机主要分为港口用起重机、建筑用起重机、一般工厂用起重机和其它可行驶式起重机等，根据应用环境的不同，对防腐蚀要求亦有不同的标准。目前，国内工程起重机装备用防腐蚀底漆一般采用溶剂型醇酸底漆、环氧酯类底漆、聚氨酯类底漆、双组份环氧铁红漆以及环氧富锌底漆等，喷涂环境恶劣，空气中有机挥发性气体含量高，由于工程起重机占地面积广，无法独设喷涂车间以及烘干室，因此，国内生产企业通常把烧焊与喷涂共处于同一生产车间，存在严重的易燃易爆危险，工人身体健康也受到严重危害。

国内生产机械装备用水性高性能涂层材料主要为关西、立邦、PPG等国际知名企业的产品，其产量约占国内工业用水性高性能涂层材料总产量的90％，全部用于乘用车涂装。与乘用车相比，机械装备体积较大、产品外观要求较低以及应用环境的不同，在制造过程、涂层质量要求重点和工艺均相差较大，乘用车一般采用水性电泳底漆，涂层需高温固化，而机械装备如工程起重机等由于体积过大，无法进行电泳涂装及高温固化，涂层只能室温固化。当前国内满足机械装备水性化涂装自给率不到10％，主要集中在机械底盘等要求较低的应用领域和底漆电泳等底涂层制造。随着环保法规日趋严格以及企业安全生产的需要，迫切需要一种新型的环保产品来取代溶剂型防腐底漆。

 CN 102618159 A公开了一种集装箱用水性聚氨酯防腐蚀涂料及其制备方法，其以水性聚氨酯分散体与丙烯酸乳液为成膜物，添加无毒环保的防锈颜料以及功能助剂，制备出与油性环氧富锌底漆以及环氧中涂漆配套使用的水性面漆产品。这种方法制备的水性防腐涂料本身耐腐蚀性不强，需配套环氧富锌底漆才能具有较好的耐腐蚀性，且漆膜需在一定温度条件下才能固化，因此不能应用于大型工程起重机的表面防腐涂装。CN 101851396 A公开了一种水性环氧酯树脂组合物及其制备方法以及用其制备的水性涂料，其以乙烯基单体自由基聚合制备含羧基乙烯基预聚物，然后用此预聚物对经脂肪酸开环反应的环氧酯树脂进行改性，从而制备乙烯基改性的环氧酯树脂，并以此树脂制备水性涂料。此方法制备的水性防腐涂料，干燥速度慢，复合涂层施工间隔时间长，防腐蚀性能一般，漆膜初期耐水性较差。CN 101041760 A公开了一种水性防腐涂料及其制备方法，其以锌铝粉、成膜树脂、添加剂等为主要成份。该方法制备的水性涂料需要高温固化，不适于大型机械表面防腐涂装。可见，目前的水性防腐涂料耐腐蚀性、初期耐水性和机械性能较差，而且漆膜不能室温固化，施工适应性低，因此，不能应用于工程起重机表面防腐涂装。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，该水性防腐底漆高固低粘，施工方便，漆膜可室温固化，涂层具有良好的耐腐蚀性、耐水性和机械性能，漆膜综合性能达到同类型油性产品性能指标，且节能环保，满足企业安全生产的需要。

本发明目的之二是提供上述工程起重机用水性防腐底漆的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，包括以下重量百分比的组分：

水性树脂                       35~45%

固化剂                          5~8% 

分散剂                          1~3%

防锈颜料                       5~12%

颜料填料                       20~35%

防沉剂                          1~2%

润湿流平剂                    0.5~1%

增稠触变剂                    0.5~1%

消泡剂                          0.5~1%

防闪蚀剂                       0.1~0.8%

防霉剂                          0.1~0.8%

成膜助剂                       1~3%

去离子水                       10~20%。

本发明所述水性树脂是指水性环氧乳液、水性双酚A环氧分散体、水性环氧分散体、水性酚醛环氧分散体、水性丙烯酸共聚物、水性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合，如陶氏化工的XZ 92598.00、XZ 92533.00、XZ 92546.00、HG-54、PR-71，空气化工的LER、ANCAREZ、AR555，迈图化工的EPI-REZ? Resins 3520-WY-55、EPI-REZ? Resins 3546-WY-53，科宁化工的Waterpoxy 1455及上海新华树脂的STW703A、STW600等相应产品。

本发明所述分散剂是指聚羧酸盐类分散剂、高分子型分散剂、非离子型分散剂、磷酸酯型分散剂中的一种或两种以上的混合。其中，聚羧酸盐类分散剂可选用Orotan 731A、Orotan165A、CA-2500、SAMASO 5063、SAMASO 5045等相应产品；高分子型分散剂可选Dispersogen DIP、Dispersogen FSE、Solsperse 27000、EFKA-4550、EFKA-4585、BYK-190等相应产品；高分子非离子型分散剂可选Dispersogen PSL-100、Dispersogen PTS、Dispersogen 2774等相应产品；磷酸酯类分散剂可选Lutensit? A-EP、Hostaphat 1306、Dispersogen LFH等相应产品。

本发明所述防锈颜料是指国产磷酸锌、进口磷酸锌（ZP-10）、三聚磷酸铝（K-white 140W）、磷钼酸锌（ZPM）、磷酸锌铝（ZPA）、离子交换型防锈颜料（AC3、C303）、磷硅酸锶（SW-111）、磷硅酸锌（SZP-391）中的一种或两种以上的混合。

本发明所述颜料填料是指云母氧化铁红、钛白粉、湿云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、硅灰石、陶瓷微珠中的一种或两种以上的混合。其中，硅灰石可选NYAD 1250、10ES WOLLASTOCOAT、10AS WOLLASTOCOAT等相应产品；陶瓷微珠可选Zeeosphere400。

本发明所述防沉剂是指气相二氧化硅和有机膨润土中的一种或两种的混合。其中，气相二氧化硅可选H15、AEROSIL A200、200FS、AEROSIL 812S、WR8520等相应产品；有机膨润土可选BENTONE EW、BENTONE LT等相应用产品。本发明优选气相二氧化硅和有机膨润土的混合。

本发明所述润湿流平剂是指炔二醇类润湿剂、有机硅类润湿剂、丙烯酸类润湿剂、氟类润湿剂中的一种或两种以上的混合。其中，炔二醇类润湿剂可选用EnviroGem AD-01、surfynol 104、GS-4035、GS-850、GS-830等相应产品；有机硅类润湿剂可选用EFKA-3580、TEGO-270、TWIN-4100、SN 1208、BYK-333、VXW-6503等相应产品；丙烯酸类润湿剂可选用BYK-348、EFKA-3772等相应产品；氟类润湿剂可选用Zonyl?FSO、FS-331B 等相应产品。

本发明所述增稠触变剂是指疏水改性聚氨酯增稠剂、疏水改性碱溶胀增稠剂、聚脲改性增稠剂中的一种或两种以上的混合。其中，疏水改性聚氨酯增稠剂可选用Borchi? Gel 0620、PS-166、U604、U605、U902等相应产品；疏水改性碱溶胀增稠剂可选用HV30、LO30、RM 8W、RM2020等相应产品；聚脲改性增稠剂可选用BYK-420、BYK-425等相应产品。

本发明所述的消泡剂可选用BYK024、BYK011、BYK022、TEGO825、TEGO810和EFKA-2580中的一种或两种以上的混合。

本发明所述防闪蚀剂是指延缓金属锈蚀的溶液，如：Raybo60、SER-ADFA-179、Drewgard 794SA、Synthro-cor CE660B、ZT-707、AMP-95，可以单独使用其中一种，也可以两种以上混合使用物。

本发明所述防霉剂是指PROMEXTM Na20S、PROMEXTM 20D、PROMEXTM Na10S中的一种或两种以上的混合； 

本发明所述成膜助剂是指帮助涂膜成膜的助剂，如2,2,4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯（TEXANOL）、丙二醇甲醚等相应产品。

本发明所述固化剂为水性多元胺固化剂、水性聚酰胺固化剂、水性丙烯酸共聚物中的一种或两种以上的混合物。本发明优选水性多元胺固化剂和水性丙烯酸共聚物混合使用。水溶性多元胺固化剂可选EPI-CURE? 8290-Y-60、EPI-CURE?8292-Y-60、STW703B、Waterpoxy 751、Anquamine 419等相应产品；水性聚酰胺固化剂可选Waterpoxy603、Sunmide WH-900等相应产品；水性丙烯酸共聚物可选MAINCOTE? AE-58等相应产品。

本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆的制备方法，其包括以下步骤：

(1) 水性色浆制备：将全部的去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入有机膨润土，然后加入1/3消泡剂，分散均匀，使有机膨润土活化，然后在搅拌条件下加入分散剂、润湿流平剂，最后加入防锈颜料、颜料填料、气相二氧化硅，搅拌均匀后加入余下消泡剂，分散均匀，然后转移至砂磨机研磨至细度小于15微米，得到水性色浆；

(2) 水性漆制备：在搅拌槽中加入水性树脂，然后在搅拌的条件下加入步骤（1）中的水性色浆，顺次加入成膜助剂、润湿流平剂、防闪蚀剂、防霉剂、增稠触变剂，搅拌均匀，调整PH为值7.0-8.0，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤，加入固化剂混合均匀，即得水性防腐底漆。

所述的步骤(1)物料分散的转速为2000-3000rpm/min，温度控制在45℃以下，时间控制在15~25min。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

⑴ 本发明的水性防腐蚀底漆耐腐蚀性和初期耐水性等各项性能指标均达到工程起重机用同类型溶剂型防腐底漆的行业标准。施工适应性强，能在室温快速固化，且干燥速度快，漆膜强度上升快，耐腐蚀性和初期耐水性强，复合涂层施工间隔短，能够适用于大型工程机械企业现有油性涂装生产线的施工工艺，施工简单，一次性上漆率高，可配套水性或者油性面漆，复合涂层综合性能优良，可较快实现大规模生产。

⑵ 本发明选择环境友好型防腐颜料及功能助剂，无毒环保，满足企业安全生产以及施工人员的健康的需求。

⑶ 本发明采用水性多元胺固化剂与特殊疏水结构丙烯酸共聚物共同对环氧乳液进行交联改性，有效提高漆膜初期耐水性、耐腐蚀性，漆膜综合性能达到同类型溶剂型产品行业指标。

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。

实施例1

(1) 水性色浆制备：将全部的去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入有机膨润润土BENTONE EW，然后加入1/3消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速高速分散20分钟，使有机膨润土活化；然后在搅拌条件下加入分散剂Orotan 731A、润湿剂surfynol 104，最后加入云母氧化铁红、沉淀硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅AEROSIL A200、磷酸锌ZP-10，搅拌均匀后加入余下消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速分散20分钟，然后转移至砂磨机研磨至细度小于15微米，得到水性色浆。

(2) 水性漆制备：在搅拌槽中加入水性树脂Waterpoxy 1455，然后在搅拌的条件下加入上述研磨细的水性色浆，顺次加入成膜助剂TEXANOL、润湿流平剂BYK349与BYK333、防闪蚀剂Raybo60、防霉剂PROMEXTM Na20S、触变剂Borchi? Gel 0620，搅拌均匀，然后用氨水调整PH为值7.0-8.0，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤，加入固化剂混合均匀，即得水性防腐底漆。

实施例2

(1) 水性色浆制备：将全部的去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入有机膨润润土BENTONE LT，然后加入1/3消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速高速分散20分钟，使有机膨润土活化；然后在搅拌条件下加入分散剂Orotan 731A、润湿剂surfynol 104，最后加入云母氧化铁红、沉淀硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅AEROSIL A200、磷硅酸锌SZP-391与三聚磷酸铝K-white 140W，搅拌均匀后加入余下消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速分散20分钟，然后转移至砂磨机研磨至细度小于15微米，得到水性色浆。

(2) 水性漆制备：在搅拌槽中加入水性树脂Waterpoxy 1455，然后在搅拌的条件下上述研磨细的水性色浆，顺次加入成膜助剂TEXANOL、润湿流平剂VXW-6503与BYK333、防闪蚀剂SER-ADFA-179、防霉剂PROMEXTM Na20S、触变剂Borchi? Gel 0620，搅拌均匀，然后用氨水调整PH为值7.0-8.0，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤，加入固化剂混合均匀，即得水性防腐底漆。

实施例3

(1) 水性色浆制备：将全部的去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入有机膨润润土BENTONE EW，然后加入1/3消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速高速分散20分钟，使有机膨润土活化；然后在搅拌条件下加入分散剂Orotan165A 与Lutensit? A-EP复配使用、润湿剂AD-01，最后加入云母氧化铁红、硅灰石10ES WOLLASTOCOAT、陶瓷微珠Zeeosphere400、气相二氧化硅AEROSIL A200、磷钼酸锌ZPM与三聚磷酸铝K-white 140W，搅拌均匀后加入余下消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速分散20分钟，然后转移至砂磨机研磨至细度小于15微米，得到水性色浆。

(2) 水性漆制备：在搅拌槽中加入水性树脂AR555，然后在搅拌的条件下上述研磨细的水性色浆，最后按照顺序加入成膜助剂TEXANOL、润湿流平剂VXW-6503与BYK333、防闪蚀剂Raybo60、防霉剂PROMEXTM Na20S、触变剂U604，搅拌均匀，然后用氨水调整PH为值7.0-8.0，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤，加入固化剂混合均匀，即得水性防腐底漆。

实施例4

(1) 水性色浆制备：将全部的去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入有机膨润润土BENTONE LT，然后加入1/3消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速高速分散20分钟，使有机膨润土活化；然后在搅拌条件下加入分散剂Lutensit? A-EP、润湿剂surfynol 104，最后加入云母氧化铁红、硅灰石10ES WOLLASTOCOAT、陶瓷微珠Zeeosphere400、气相二氧化硅AEROSIL A200、防锈颜料磷硅酸锶SW-111与三聚磷酸铝K-white 140W，搅拌均匀后加入余下消泡剂TEGO810，以2000-3000rpm/min的转速分散20分钟，然后转移至砂磨机研磨至细度小于15微米，得到水性色浆。

(2) 水性漆制备：在搅拌槽中加入水性树脂AR555，然后在搅拌的条件下上述研磨细的水性色浆，顺次加入成膜助剂TEXANOL、润湿流平剂surfynol 104与BYK333、防闪蚀剂Raybo60、防霉剂PROMEXTM Na20S、触变剂U604与U605复配使用，搅拌均匀，然后用氨水调整PH为值7.0-8.0，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤，加入固化剂混合均匀，即得水性防腐底漆。

表一（单位重量百分比）

将上述实施例1~4的水性防腐涂料按照比例加入固化剂，搅拌均匀后，用去离子水稀释后喷涂于经表面除油、打磨处理的低碳钢板上，然后室温放置七天。固化后效果参见表二：

表二

Claims (10)

1.一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，其特征是，包括以下重量份的组分：

水性树脂                       35~45%

固化剂                         5~8% 

分散剂                         1~3%

防锈颜料                       5~12%

颜料填料                       20~35%

防沉剂                         1~2%

润湿流平剂                 0.5~1%

增稠触变剂                  0.5~1%

消泡剂                         0.5~1%

防闪蚀剂                       0.1~0.8%

防霉剂                         0.1~0.8%

成膜助剂                       1~3%

去离子水                       10~20%。

2.根据权利要求1所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，其特征是，所述水性树脂为水性环氧乳液、水性双酚A环氧分散体、水性环氧分散体、水性酚醛环氧分散体、水性丙烯酸共聚物和水性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，其特征是，所述分散剂为聚羧酸盐类分散剂、高分子型分散剂、非离子型分散剂和磷酸酯型分散剂中的一种或两种以上的混合；所述防锈颜料为国产磷酸锌、进口磷酸锌、三聚磷酸铝、磷钼酸锌、磷酸锌铝、离子交换型防锈颜料、磷硅酸锶和磷硅酸锌的混合物中的一种或两种以上的混合；所述颜料填料为云母氧化铁红、钛白粉、湿云母粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、硅灰石和陶瓷微珠中的一种或两种以上的混合。

4. 根据权利要求1所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，其特征是，所述润湿流平剂为炔二醇类润湿剂、有机硅类润湿剂、丙烯酸类润湿剂和氟类润湿剂中的一种或两种以上的混合，所述的增稠触变剂是指疏水改性聚氨酯增稠剂、疏水改性碱溶胀增稠剂、聚脲改性增稠剂中的一种或两种以上的混合；所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1.3戊二醇单异丁酸酯或丙二醇甲醚。

5.根据权利要求1所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，其特征是，所述固化剂为水溶性多元胺固化剂、水性聚酰胺固化剂、水性丙烯酸共聚物中的一种或它们的混合物。

6.根据权利要求1所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，其特征是，所述固化剂为水溶性多元胺固化剂和水性丙烯酸共聚物的混合。

7.根据权利要求1所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，其特征是，所述防沉剂为气相二氧化硅和有机膨润土中的一种或两种的混合。

8.根据权利要求1~7任一项所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，基特征是，所述防沉剂为气相二氧化硅和有机膨润土的混合。

9.一种权利要求8所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

(1) 水性色浆制备：将全部的去离子水加入搅拌槽中，边搅拌边加入有机膨润土，然后加入1/3消泡剂，分散均匀，使有机膨润土活化，然后在搅拌条件下加入分散剂、润湿流平剂，最后加入防锈颜料、颜料填料、气相二氧化硅，搅拌均匀后加入余下消泡剂，分散均匀，然后转移至砂磨机研磨至细度小于15微米，得到水性色浆；

(2) 水性漆制备：在搅拌槽中加入水性树脂，然后在搅拌的条件下加入步骤（1）中的水性色浆，顺次加入成膜助剂、润湿流平剂、防闪蚀剂、防霉剂、增稠触变剂，搅拌均匀，调整PH为值7.0-8.0，静置20-30分钟后，用250-350目筛网过滤，加入固化剂混合均匀，即得水性防腐底漆。

10.根据权利要求9所述的可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆的制备方法，其特征是，所述的步骤(1)分散的转速为2000-3000rpm/min，温度控制在45℃以下，时间控制在15~25min。