CN103881531A - 一种环氧富锌涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种环氧富锌涂料及其制备方法，首先由短链双酚A型环氧树脂与硅烷偶联剂KH550制备分散剂，然后对锌粉进行表面改性制备高分散性锌浆，再加入长链双酚A型环氧树脂、防沉剂、消泡剂、流平剂等组分，高速搅拌后得A组分；由聚酰胺或腰果油改性胺作为固化剂，作为B组分，使用时将A组分与B组分按照一定比例混合，搅拌均匀、熟化20~30min后涂装。其涂层中锌粉含量在70%~80%之间，锌粉分散性好，涂层具有优良的附着力，耐水、抗冲击、耐盐雾性能、防腐性能优异，可以广泛应用于桥梁、管道、输变电设备金属构件、杆塔、船舶等钢铁结构的防腐工程。

Description

一种环氧富锌涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种双组份环氧富锌涂料及其制备方法，属于涂料的技术领域。

背景技术

钢铁结构材料在多个领域有广泛的应用，比如管道、桥梁、船舶、杆塔等，在应用过程中，钢铁结构面临的最大问题就是自然界对它的腐蚀问题，为解决这个问题，涂覆防腐涂层是普遍采用的一种方式。对于环境恶劣的地区或要尽可能延长材料的使用寿命，就需要对钢结构采取重防腐的保护，富锌底漆是目前最常用的防腐涂料之一。

公开号103013254A公开了一种添加铝粉和稀土元素的高效富锌涂料及其制备；公开号101955716B公开了一种基于环氧树脂的富锌钢结构防腐蚀底漆及其制备方法，报道了添加纳米二氧化硅、蒙脱土、硅藻土等含硅纳米助剂改性富锌涂料；公开号100439460公开了一种纳米粘土改性环氧富锌涂料及其制备方法，公开号101831232B公开了一种防微生物附着稀土复合环氧富锌涂料及制备方法，公开号101100569B公开了一种防空泡腐蚀富锌涂料及其制备方法，它们分别报道了添加纳米粘土，稀土氯化物，及碳纳米管改性富锌涂料的配比及制备工艺。上述研究主要集中在通过添加无机填料改性涂层的性能上，而随着涂层中无机填料的增加，填料在涂料中的分散性及成膜后的附着力、柔韧性等会下降，为了改善锌粉及无机填料在涂层的分散性，公开号100451079公开了一种双组分环氧富锌底漆及制造方法，该专利利用KH560改性锌粉，公开号102559002A公开了一种高锌含量单组份环氧防腐涂料，该专利采用脂肪酸改性环氧树脂及添加偶联剂的方式。这两种方式虽然可以改进锌粉的分散性，但短链的偶联剂对无机填料的分散性改善性能有限。 

发明内容

本发明的目的，是为了提供一种应用于钢铁基材的环氧富锌涂料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：首先利用短链环氧树脂与硅烷偶联剂制备分散剂，而后与锌粉反应制备高分散性锌浆，一方面提高了锌粉的分散性，使的锌粉粒子均匀的分布与涂层中，减少其沉降；另一方面，过量的短链环氧树脂具有更强的附着力，与长链的环氧树脂相结合，固化后使得涂层既有良好的柔韧性、致密性，提高其耐水、耐盐雾性能；同时，没有与锌粉反应的偶联剂也会与基材作用，起到附着力促进剂的作用，提高整个涂层的附着力，抗渗透性和综合的防腐能力。

本发明采用双组份环氧树脂固化体系，其中

A组份：

锌粉            70~80份；

环氧树脂E-20    5~10份；

合成分散剂       1~5份；

有机膨润土       0.5~2份；

气相二氧化硅     0.5~1份；

流平剂           0.2~1份；

消泡剂           0.1~0.6份；

混合溶剂         10~30份；

B组份：

固化剂           3~9份；

混合溶剂         3~9份；

A组份与B组份的重量比为(5~10):1混合，搅拌均匀熟化20~30min后涂装。

并且，所述的锌粉粒径为500目;

并且，所述的流平剂为有机硅类流平剂；

并且，所述的消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂；

并且，所述的混合溶剂为二甲苯与丁醇按质量比为7:3的比例配制；

并且，所述的合成分散剂为短链双酚A型环氧树脂E-44或者E-51与硅烷偶联剂KH550反应所得产物，其制备过程为：将1质量份的KH550溶于1质量份的由二甲苯与丁醇组成的混合溶剂中，然后加入4质量份的E-44或者E-51，80℃条件下搅拌反应2h，然后室温搅拌反应8h。

并且，所述的的固化剂为聚酰胺或腰果油改性胺类固化剂；

本发明的一种环氧富锌涂料制备方法的步骤为：

（1）将1~5份的合成分散剂，70~80份的锌粉和5~10份的混合溶剂置于砂磨机中，利用玻璃珠高速搅拌30~60min，得表面改性锌浆；

（2）将5~10份的环氧树脂E-20加热溶解到5~20份的混合溶剂中，加入0.5~2份的有机膨润土和0.5~1份的气相二氧化硅，在3000~4000r/min条件下高速搅拌15~30min；然后加入0.2~1份的流平剂，0.1~0.6份的消泡剂和步骤（1）中制备的锌浆，2000~3000r/min条件下搅拌15~30min，制得组分A；

（3）将3~9份的聚酰胺或腰果油改性胺固化剂溶解到3~9份的混合溶剂中，得组分B；

（4）将组分A和组分B按照重量比为(5~10):1混合，搅拌均匀并熟化20~30min后，即可涂装，在6~8h时间内用完。

本发明相对于现有技术的有益效果是：1）本发明中首先制备高分散性锌浆，结合长链、短链双酚A型环氧树脂的协同作用，使得涂层具有优异的附着力、耐水、耐盐雾等性能，可应用于管道、桥梁、船舶、杆塔等钢铁结构基材，作为底漆使用，防腐性能优异；2）本发明的富锌涂料的制备方法简单，无须特殊设备，性能优异，价格适中。

本发明适用于制备钢铁基材使用的环氧富锌涂料，可以广泛应用于桥梁、管道、输变电设备金属构件、杆塔、船舶等钢铁结构的防腐工程。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细阐明。

实施例1：

将1质量份的硅烷偶联剂KH550溶于1质量份的由二甲苯与丁醇组成的混合溶剂中（质量比7:3），然后加入4质量份的环氧树脂E-44，80℃条件下搅拌反应2h，然后室温搅拌反应8h。向其中加入80质量份的锌粉和10质量份的混合溶剂置于砂磨机中，利用玻璃珠高速搅拌60min，得锌浆液，静置备用。将10质量份的环氧树脂E-20加热溶解到20质量份的混合溶剂中，2质量份的有机膨润土和0.5质量份的气相二氧化硅，在4000r/min条件下高速搅拌30min，然后加入1质量份的流平剂， 0.6质量份的消泡剂和制备的锌浆，3000r/min条件下搅拌30min，制得组分A。将9质量份的聚酰胺650溶解到9份的混合溶剂中，得组分B。将组分A和组分B混合，搅拌均匀并熟化20~30min后，喷涂到试片上，室温固化7天后，测试性能。

实施例1的测试性能如下：

	附着力	硬度	耐冲击强度	防腐蚀性
					实施例1	1级	4H	50 kg.cm	无破坏

1）附着力：按照GB/T 9286-1998《漆膜的划格试验》测试。

2）硬度：按照GB/T 6739-2006《铅笔法测定漆膜硬度》测试。

3）耐冲击强度：按照GB/T 1732-1993《漆膜耐冲击性测定法》测试。

4）防腐蚀性：按照GB/T 1771-2007《耐中性盐雾性能的测定》进行1000h盐雾试验测定。

 

实施例2：将环氧树脂E-44更换为环氧树脂E-51

将1质量份的硅烷偶联剂KH550溶于1质量份的由二甲苯与丁醇组成的混合溶剂中（质量比7:3），然后加入4质量份的环氧树脂E-51，80℃条件下搅拌反应2h，然后室温搅拌反应8h。向其中加入80质量份的锌粉和10质量份的混合溶剂置于砂磨机中，利用玻璃珠高速搅拌60min，得锌浆液，静置备用。将10质量份的环氧树脂E-20加热溶解到20质量份的混合溶剂中，2质量份的有机膨润土和0.5质量份的气相二氧化硅，在4000r/min条件下高速搅拌30min，然后加入1质量份的流平剂， 0.6质量份的消泡剂和制备的锌浆，3000r/min条件下搅拌30min，制得组分A。将9质量份的聚酰胺650溶解到9份的混合溶剂中，得组分B。将组分A和组分B混合，搅拌均匀并熟化20~30min后，喷涂到试片上，室温固化7天后，测试性能。

实施例2的测试性能如下：

	附着力	硬度	耐冲击强度	防腐蚀性
					实施例2	1级	4H	50 kg.cm	无破坏

实施例3：减少分散剂的用量

将0.5质量份的硅烷偶联剂KH550溶于1质量份的由二甲苯与丁醇组成的混合溶剂中（质量比7:3），然后加入2质量份的环氧树脂E-51，80℃条件下搅拌反应2h，然后室温搅拌反应8h。向其中加入80质量份的锌粉和10质量份的混合溶剂置于砂磨机中，利用玻璃珠高速搅拌60min，得锌浆液，静置备用。将10质量份的环氧树脂E-20加热溶解到20质量份的混合溶剂中，2质量份的有机膨润土和0.5质量份的气相二氧化硅，在4000r/min条件下高速搅拌30min，然后加入1质量份的流平剂， 0.6质量份的消泡剂和制备的锌浆，3000r/min条件下搅拌30min，制得组分A。将7质量份的聚酰胺650溶解到7份的混合溶剂中，得组分B。将组分A和组分B混合，搅拌均匀并熟化20~30min后，喷涂到试片上，室温固化7天后，测试性能。

实施例3的测试性能如下：

	附着力	硬度	耐冲击强度	防腐蚀性
					实施例3	1级	4H	45 kg.cm	无破坏

    实施例4：更换固化剂

将0.5质量份的硅烷偶联剂KH550溶于1质量份的由二甲苯与丁醇组成的混合溶剂中（质量比7:3），然后加入2质量份的环氧树脂E-51，80℃条件下搅拌反应2h，然后室温搅拌反应8h。向其中加入80质量份的锌粉和10质量份的混合溶剂置于砂磨机中，利用玻璃珠高速搅拌60min，得锌浆液，静置备用。将10质量份的环氧树脂E-20加热溶解到20质量份的混合溶剂中，2质量份的有机膨润土和0.5质量份的气相二氧化硅，在4000r/min条件下高速搅拌30min，然后加入1质量份的流平剂， 0.6质量份的消泡剂和制备的锌浆，3000r/min条件下搅拌30min，制得组分A。将7质量份的腰果油改性酚醛胺MK-C2016溶解到7份的混合溶剂中，得组分B。将组分A和组分B混合，搅拌均匀并熟化20~30min后，喷涂到试片上，室温固化7天后，测试性能。

实施例4的测试性能如下：

	附着力	硬度	耐冲击强度	防腐蚀性
					实施例4	1级	4H	50 kg.cm	无破坏

Claims (9)

1.一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述涂料由A/B两种组分组成，其配方为：

A组份：

锌粉            70~80份；

环氧树脂E-20    5~10份；

合成分散剂       1~5份；

有机膨润土       0.5~2份；

气相二氧化硅     0.5~1份；

流平剂           0.2~1份；

消泡剂           0.1~0.6份；

混合溶剂         10~30份；

B组份：

固化剂           3~9份；

混合溶剂         3~9份；

所述A组份与所述B组份的重量比为（5~10）:1；按重量比，A组份和B组份混合，搅拌均匀熟化20~30min后涂装。

2.根据权利要求1所述的一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述锌粉粒径为500目。

3.根据权利要求1所述的一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述流平剂为有机硅类流平剂。

4.根据权利要求1所述的一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂。

5.根据权利要求1所述的一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述混合溶剂为二甲苯与丁醇按质量比为7:3的比例配制。

6.根据权利要求1所述的一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺或腰果油改性胺类固化剂。

7.根据权利要求1所述的一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述合成分散剂为短链双酚A型环氧树脂E-44或者E-51与硅烷偶联剂KH550反应所得产物。

8.根据权利要求7所述的一种环氧富锌涂料，其特征在于，所述合成分散剂的制备方法为，将1质量份的KH550溶于1质量份的由二甲苯与丁醇组成的混合溶剂中，然后加入4质量份的E-44或者E-51，80℃条件下搅拌反应2h，然后室温搅拌反应8h。

9.一种环氧富锌涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤为：

（1）将1~5份的合成分散剂，70~80份的锌粉和5~10份的混合溶剂置于砂磨机中，利用玻璃珠高速搅拌30~60min，得表面改性锌浆；

（2）将5~10份的环氧树脂E-20加热溶解到5~20份的混合溶剂中，加入0.5~2份的有机膨润土和0.5~1份的气相二氧化硅，在3000~4000r/min条件下高速搅拌15~30min；然后加入0.2~1份的流平剂，0.1~0.6份的消泡剂和步骤（1）中制备的锌浆，2000~3000r/min条件下搅拌15~30min，制得组分A；

（3）将3~9份的聚酰胺或腰果油改性胺固化剂溶解到3~9份的混合溶剂中，得组分B；

（4）将组分A和组分B按照重量比为(5~10):1混合，搅拌均匀并熟化20~30min后，即可涂装，在6~8h时间内用完。