CN103980801A - 一种富锌底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种富锌底漆及其制备方法。该富锌底漆，其原材料按质量份数计包括以下组分：水性环氧改性树脂150-200份，催干剂15-20份，杀菌剂0.5-1份，防锈剂7-10份，分散剂2-5份，消泡剂1-2份，润湿剂3-5份，AMP-95 1-3份，锌粉200-400份，复合磷酸锌30-60份，去离子水110-130份。本发明提供的富锌底漆及其制备方法，与现有技术中的富锌底漆的制备方法相比，能在常温条件下自干，不仅简化了工艺步骤而且漆料使用时干的快提高了劳动效率，涂上之后由于漆料本身柔软度较高不易裂，而且这种漆料绿色环保、防腐性能优异、能耐600℃高温，耐原油耐溶剂效果好。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种富锌底漆及其制备方法。
背景技术
富锌底漆是以环氧树脂、锌粉为主要原料，填料、助剂、溶剂等组成的特种涂料。防腐性能优异，附著力强，漆膜中锌粉含量高，具有阴极保护作用，耐水性能优异。该产品防腐性能优异、机械性能好、附著力强，具有导电性和阴极保护作用。
由于原料中环氧树脂不能常温自干，要靠添加相对比例的固化剂起到反应以后才能固化成漆膜。所以通常制备富锌漆分为甲组和乙组两个组分的原料，一般甲组为主漆乙组为固化剂，但是这种双组份原料制备出的富锌底漆不仅工艺复杂，漆料使用时不易干而且由于太硬容易发生龟裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富锌底漆及其制备方法，以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了一种富锌底漆，其原材料按质量份数计包括以下组分：水性环氧改性树脂150-200份，催干剂15-20份，杀菌剂0.5-1份，防锈剂7-10份，分散剂2-5份，消泡剂1-2份，润湿剂3-5份，AMP-951-3份，锌粉200-400份，复合磷酸锌30-60份，去离子水110-130份。
本发明实施例提供的一种富锌底漆，与现有技术中的富锌底漆相比，其采用单组份原料制备富锌底漆，所用的原材料中为改性的水性环氧树脂，不用添加固化剂也能在常温条件下自干，不仅简化了工艺步骤而且漆料使用时干的快提高了劳动效率，涂上之后由于漆料本身柔软度较高不易开裂。
优选地，所述原材料按质量份数计包括以下组分：水性环氧改性树脂150-180份，催干剂15-18份，杀菌剂0.5-0.8份，防锈剂7-9份，分散剂2-4份，消泡剂1-1.5份，润湿剂3-4份，AMP-951-2份，锌粉200-350份，复合磷酸锌30-40份，去离子水110-120份。
本发明实施例中的富锌底漆不仅采用改性的水性环氧树脂作为原材料达到既环保又节省成本的目的，而且采用去离子水为溶剂，对人体没有任何伤害，减少火灾的发生且绿色环保。
优选地，所述催干剂为环烷酸钙、环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸铅以及环烷酸锌中的一种或几种，催干剂选用常见的环烷酸盐，通过使用这种催干剂，能使富锌底漆在使用过程中干燥速率提升，而且还提高了富锌底漆的耐水性、附着力以及耐久性。
优选地，所述分散剂为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠以及三聚磷酸钾中的一种或几种，通过加入这几种分散剂有效的防止了原料在混匀时颗粒凝聚，提高了原材料的均匀一致性，同时也提高了产品的热稳定性，改善了产品的流平性。
优选地，所述防锈剂为单乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺中的一种或几种与无机酸或与有机酸复配而成，提高了富锌底漆附着在工件表面时的防腐性能，通过加入防锈剂使产品自身的防腐能力大大提升。
优选地，所述锌粉中颗粒度在120-160目之间的质量分数占锌粉总质量的45-60％，颗粒度在160-200目之间的质量分数占锌粉总质量的40-55％，锌粉作为重要的原材料其颗粒度的大小会影响到产品的流平性、其粉刷的平整性能及对工件的防腐性能的影响，因此其颗粒度的大小有严格的限制，如果锌粉的颗粒过大会使产品涂于工件上之后的防腐性、平整度性能下降，如果锌粉的颗粒过小在搅拌原材料时会容易扬尘而且更容易发现颗粒团聚现象。
优选地，所述步富锌底漆的PH值在7-8，颗粒度为75-120μm，温度为25℃下检测其粘度为100-150KU。
优选地，所述富锌底漆的PH值在7.5-8，颗粒度为75-100μm，温度为25℃下检测其粘度为100-120KU，为了保证富锌底漆长期使用不易变质及掉漆现象，PH值最好呈弱碱性，另外颗粒度与粘度也要在适宜的范围之内才能保证漆料使用的长效性。
优选地，润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油、二甲基亚砜这几种中的一种。
本发明实施例还提供了一种富锌底漆的制备方法，包括如下步骤：
(A)将水性环氧改性树脂、去离子水、锌粉、复合磷酸锌、分散剂以及润湿剂按顺序加入后混合搅拌，在温度为40-60℃，转速为800-1000rad/min下搅拌30-50min；
(B)将防锈剂、催干剂、消泡剂依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为60-70℃，转速为400-500rad/min下搅拌40-60min；
(C)将杀菌剂、AMP-95依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为70-80℃，转速为300-400rad/min下搅拌10-20min得到浆料；
(D)将所述浆料研磨、过滤残渣后即得富锌底漆。
本发明实施例提供的一种富锌底漆的制备方法，与现有技术中的富锌底漆的制备方法相比，其采用单组份原料制备富锌底漆，所用的原材料中为改性的水性环氧树脂，不用添加固化剂也能在常温条件下自干，不仅简化了工艺步骤而且漆料使用时干的快提高了劳动效率，涂上之后由于漆料本身柔软度较高不易裂，而且这种漆料绿色环保、防腐性能优异、能耐600℃高温，耐原油耐溶剂效果好。
本发明实施例每一个步骤对原料的搅拌速度、搅拌时间以及搅拌温度均有严格的限制，为了使原料更充分的混匀以保持成品的平整光滑度，而且搅拌速度、搅拌时间以及搅拌温度过高或过低都不能使每一种原材料很好的互相渗透协同作用以产生综合的功效，使得制备出的产品防腐性能以及耐原油耐溶剂等多种性能达到最优。
优选地，步骤(A)中所述锌粉在使用前进行预处理：将锌粉在质量分数为5％的醋酸中浸泡，再在乙醇中浸泡后烘干即可，锌粉在使用之前先进行预处理提高其活性，以使富锌底漆在使用时更好的防腐。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。
实施例1：
富锌底漆的制备方法如下：
(A)将水性环氧改性树脂200kg、去离子水130kg、锌粉400kg、复合磷酸锌30kg、六偏磷酸钠2kg以及润湿剂3kg按顺序加入后混合搅拌，在温度为40℃，转速为1000rad/min下搅拌50min；
(B)将单乙醇胺与有机酸复配物10kg、环烷酸钙15kg、消泡剂1kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为60℃，转速为500rad/min下搅拌60min；
(C)将杀菌剂500g、AMP-951kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为80℃，转速为300rad/min下搅拌10min得到浆料；
(D)将上述步骤得到的浆料研磨、过滤残渣后即得富锌底漆。
得到的富锌底漆具体参数如下：PH值为8.5，颗粒度为75μm，温度为25℃下用斯托默粘度计检测其粘度为170KU。
实施例2
富锌底漆的制备方法如下：
(A)先将锌粉进行预处理：锌粉先在质量分数为5％的醋酸中浸泡一段时间，再在乙醇中浸泡后用真空干燥箱干燥即可；
(B)将水性环氧改性树脂150kg、去离子水110kg、预处理后的锌粉200kg、复合磷酸锌60kg、六偏磷酸钠与多聚磷酸钠的混合物5kg以及润湿剂5kg按顺序加入后混合搅拌，在温度为60℃，转速为800rad/min下搅拌30min；其中锌粉中颗粒度在120-160目的质量分数占锌粉总质量的45％，颗粒度在160-200目的质量分数占锌粉总质量的55％；
(C)将二乙醇胺与无机酸复配物7kg、环烷酸钴20kg、有机硅消泡剂2kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为70℃，转速为400rad/min下搅拌40min；
(D)将LXE杀菌剂1kg、AMP-953kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为80℃，转速为400rad/min下搅拌20min得到浆料；
(E)将上述步骤得到的浆料研磨、过滤残渣后即得富锌底漆。
得到的富锌底漆具体参数如下：PH值为8，颗粒度为120μm，温度为25℃下用斯托默粘度计检测其粘度为150KU。
实施例3
富锌底漆的制备方法如下：
(A)先将锌粉进行预处理：锌粉先在质量分数为5％的醋酸中浸泡30min，再在乙醇中浸泡30min后用真空干燥箱干燥即可；
(B)将水性环氧改性树脂180kg、去离子水120kg、预处理后的锌粉350kg、复合磷酸锌40kg、三聚磷酸钾4kg以及乙醇4kg按顺序加入后混合搅拌，在温度为60℃，转速为900rad/min下搅拌40min；其中锌粉中颗粒度在120-160目的质量分数占锌粉总质量的60％，颗粒度在160-200目的质量分数占锌粉总质量的40％；
(C)将二乙醇胺、三乙醇胺与无机酸复配物9kg、环烷酸钴与环烷酸锰的混合物18kg、有机硅消泡剂1.5kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为65℃，转速为450rad/min下搅拌50min；
(D)将LXE杀菌剂800g、AMP-952kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为80℃，转速为350rad/min下搅拌15min得到浆料；
(E)将上述步骤得到的浆料研磨、过滤残渣后即得富锌底漆。
得到的富锌底漆具体参数如下：PH值为7.5，颗粒度为100μm，温度为25℃下用斯托默粘度计检测其粘度为120KU。
实施例4
富锌底漆的制备方法如下：
(A)先将锌粉进行预处理：锌粉先在质量分数为5％的醋酸中浸泡40min，再在乙醇中浸泡30min用真空干燥箱干燥即可；
(B)将水性环氧改性树脂170kg、去离子水110kg、预处理后的锌粉350kg、复合磷酸锌55kg、多聚磷酸钠3kg以及丙二醇5kg按顺序加入后混合搅拌，在温度为60℃，转速为1000rad/min下搅拌35min；其中锌粉中颗粒度在120-160目的质量分数占锌粉总质量的45％，颗粒度在160-200目的质量分数占锌粉总质量的55％；
(C)将三乙醇胺与无机酸复配物7kg、环烷酸铅20kg、有机硅消泡剂1.5kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为65℃，转速为450rad/min下搅拌50min；
(D)将LXE杀菌剂700g、AMP-951.5kg依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为80℃，转速为400rad/min下搅拌20min得到浆料；
(E)将上述步骤得到的浆料研磨、过滤残渣后即得富锌底漆。
得到的富锌底漆具体参数如下：PH值为7.5，颗粒度为80μm，温度为25℃下用斯托默粘度计检测其粘度为120KU。
实验例1：
取五块相同规格的50cm*50cm的方形铁板，将本发明实施例1-4的富锌底漆与申请号为201310678371.0的专利中的实施例1制备出的富锌底漆分别均匀的涂抹在这五块铁板之上，其中使用实施例1-4的富锌底漆进行实验的分别为第一组、第二组、第三组、第四组，使用申请号为201310678371.0的专利中的实施了1制备出的富锌底漆进行实验的为第五组。
将富锌底漆涂匀之后将涂有涂料的铁板放置在自然环境下晾晒，并观察漆料干的情况以及漆料的硬度，分别用铅笔硬度法(GB/6739-2006)测定了五组产品的硬度以及涂料在干燥过程中的表干时间(表层成膜干燥时间)以及实干时间(全部形成固体涂膜的时间)，具体情况见下表1。
表1富锌底漆的性能比较
| 组别 | 铅笔硬度 | 表干时间 | 实干时间 |
| 第一组 | HB | 3min | 5h |
| 第二组 | HB | 2min | 8h |
| 第三组 | HB | 5min | 6h |
| 第四组 | HB | 4min | 7h |
| 第五组 | 3H | 30min | 12h |
从表中可以看出，本发明实施例制备出的富锌底漆通过铅笔硬度法检测其硬度，一般均为HB，硬度比较适中，但是第五组对比例制备出的富锌底漆硬度达到了3H，硬度过大，这样硬度过大的产品容易发生开裂以及影响到其耐腐蚀性能。从表中的干燥时间也不难看出，本发明实施例制备出的富锌底漆较对比例干的快，一定程度上提高了劳动效率。
当这五组的富锌底漆彻底干燥后，放置3天以上观察铁板的表面，其中第五组的富锌底漆有明显的开裂情况，有一道道裂纹，但是第一到第四组实验中富锌底漆则没有开裂情况发生。
实验例2
取四块相同规格的50cm*50cm的方形铁板，将本发明实施例1-2制备出的富锌底漆作为实验的第一组和第二组，以及采用实施例1的配方及制备方法除了不加催干剂为实验的第三组，采用实施例1的配方及制备方法除了不加防锈剂为实验的第四组，将这四组的富锌底漆涂在这四块铁板上，并将将涂有涂料的铁板放置在自然环境下晾晒至干燥，并记录干燥时间，具体情况见下表2。
表2富锌底漆的干燥时间
从表中可以看出，加入了催干剂之后产品的干燥时间明显缩短了20％-50％。
实验例3
将实验例2完全干燥的四块铁板分别泡在摩尔浓度为1mol/L的稀盐酸溶液中，静置10天之后，观察其腐蚀情况，具体情况见下表3。
表3富锌底漆的腐蚀情况
从表中可以看出，加入了防锈剂之后并与本发明的其他原材料配方相配合产生了意想不到的效果，防腐性能大大提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种富锌底漆，其特征在于，其原材料按质量份数计包括以下组分：水性环氧改性树脂150-200份，催干剂15-20份，杀菌剂0.5-1份，防锈剂7-10份，分散剂2-5份，消泡剂1-2份，润湿剂3-5份，AMP-951-3份，锌粉200-400份，复合磷酸锌30-60份，去离子水110-130份。
2.根据权利要求1所述的一种富锌底漆，其特征在于，所述原材料按质量份数计包括以下组分：水性环氧改性树脂150-180份，催干剂15-18份，杀菌剂0.5-0.8份，防锈剂7-9份，分散剂2-4份，消泡剂1-1.5份，润湿剂3-4份，AMP-951-2份，锌粉200-350份，复合磷酸锌30-40份，去离子水110-120份。
3.根据权利要求1所述的一种富锌底漆，其特征在于，所述催干剂为环烷酸钙、环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸铅以及环烷酸锌中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种富锌底漆，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠以及三聚磷酸钾中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种富锌底漆，其特征在于，所述防锈剂为单乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺中的一种或几种与无机酸或与有机酸复配而成。
6.根据权利要求1所述的一种富锌底漆，其特征在于，所述锌粉中颗粒度在120-160目之间的质量分数占锌粉总质量的45-60％，颗粒度在160-200目之间的质量分数占锌粉总质量的40-55％。
7.根据权利要求1所述的一种富锌底漆，其特征在于，所述富锌底漆的PH值在7-8，颗粒度为75-120μm，温度为25℃下检测其粘度为100-150KU。
8.根据权利要求1所述的一种富锌底漆，其特征在于，所述富锌底漆的PH值在7.5-8，颗粒度为75-100μm，温度为25℃下检测其粘度为100-120KU。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种富锌底漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)将水性环氧改性树脂、去离子水、锌粉、复合磷酸锌、分散剂以及润湿剂按顺序加入后混合搅拌，在温度为40-60℃，转速为800-1000rad/min下搅拌30-50min；
(B)将防锈剂、催干剂、消泡剂依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为60-70℃，转速为400-500rad/min下搅拌40-60min；
(C)将杀菌剂、AMP-95依次加入上述步骤搅拌后的混合物中，在温度为70-80℃，转速为300-400rad/min下搅拌10-20min得到浆料；
(D)将所述浆料研磨、过滤残渣后即得富锌底漆。
10.根据权利要求9所述的一种富锌底漆的制备方法，其特征在于，步骤(A)中所述锌粉在使用前进行预处理：将锌粉在质量分数为5％的醋酸中浸泡，再在乙醇中浸泡后烘干即可。
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