CN104710850A

CN104710850A - 一种冷镀锌涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN104710850A
Application number: CN201510117812.9A
Authority: CN
Inventors: 江社明; 张启富; 张劲光; 张予; 刘昕; 李远鹏; 周凯; 张�杰; 冯士杰; 李虎
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd; China Iron and Steel Research Institute Group
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Electric Power Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd; China Iron and Steel Research Institute Group
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2015-06-17

Abstract

本发明提供一种冷镀锌涂料及其制备方法。该冷镀锌涂料是向带冷却装置的调漆罐中加入环保型溶剂和的改性环氧树脂EPOKEY-868，搅拌5～15min；继续加入润湿分散剂、消泡剂、防沉剂，搅拌20～40min；然后再加入锌粉和表面改性剂，提高转速搅拌30～50min，搅拌期间采用循环水保持调漆罐的冷却，搅拌完毕后添加流平剂，继续搅拌制成，其中锌粉是由颗粒状锌粉和片状锌粉按照重量比为1:2-4的比例混合而成，表面改性剂为钛酸酯偶联剂KB-36S、硅烷偶联剂KH-560、十二烷基苯磺酸钠。本发明备的镀锌涂料环保健康，涂料的抗沉淀性高，涂装性能好，提高漆膜的耐久性；且涂层的电化学保护性能好。

Description

一种冷镀锌涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种冷镀锌防腐涂料，特别涉及一种在传统的颗粒状锌粉冷镀锌涂料中添加一定量的片状Zn粉制成的冷镀锌涂料及其制备方法。

背景技术

目前，我国每年钢铁生产总量的10％被腐蚀，在全世界范围内，被腐蚀的金属占生产总量的2.5％-4％，防腐蚀和环保问题迫在眉睫。针对大型钢结构，如输电铁塔等大都采用热浸镀锌的方式进行防护处理，但是在钢结构运输及安装过程中有时镀锌层会遭到损坏，如输电钢结构的野外运输作业，安装过程的机械损伤和焊接损坏，为了钢结构的长期使用必须对镀锌层损伤处进行修复处理，由于冷镀锌涂料可以常温下进行喷涂，施工简单，目前镀锌层修复越来越多地采用冷镀锌涂料。

冷镀锌防腐涂料是用一种高粘结性的粘结剂和球状锌粉调制成的一种粘稠状涂料，加上其他助剂，涂覆于金属表面。由于粘结剂的作用，将锌粉紧密的覆盖于金属表面，达到锌层保护效果。但在球锌涂料中为了追求高的干膜含锌量，以保证涂层的导通性和使用寿命，料浆中球状锌粉的加入量高达80％以上。如此大量的添加锌粉已大大超过填料的临界体积浓度(CPVC)，这时料浆中粘接剂的量不足以填充球状锌颗粒间的孔隙，这就注定涂层结构的多孔性，孔隙度大，屏蔽性差，会导致面漆起泡倾向增加。

现在冷镀锌防腐涂料比较成熟的产品如德国的Metaflux、日本的ROVAL等锌含量都比较高(一般含锌量为96％)的产品，都采用颗粒状锌粉。公开号为CN 2203395的中国发明专利申请给出了一种锌基涂料，由颗粒状Zn粉、中性树脂、稀释剂、抗沉降剂和分散剂组成，干膜锌含量可达96％以上。另一个中国发明专利(公开号为CN 101445676A)给出了一种高效富锌防腐涂料及其制备，其特点是采用普通活性锌粉，干膜中含锌量大于96.5％，解决了必须使用高纯度锌粉在干膜中锌含量才能达到96％的现有技术问题。

以上产品和技术方案涉及的冷镀锌涂料干膜锌粉含量都达到90％以上，且采用颗粒状锌粉，锌粉体积浓度远远超过了CPVC，粘结剂不足以填补涂层间的孔隙，从而形成了多孔隙的涂层结构，最终会导致涂层的过早腐蚀破坏。但是锌粉含量太低，不利于长效防腐。而且现有的球锌涂料由于实沉严重，往往使用前需要进行长时间搅拌或摇晃使沉淀悬浮，均匀分散开才能使用，比较麻烦。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有冷镀锌产品涂层的多孔隙而导致涂层起泡现象或防护不足问题提供一种提高涂层质量的冷镀锌涂料及其制备方法。

本发明提供的技术方案：所述一种冷镀锌涂料，各种组分重量百分比具体如下：

上述所有物质的总百分比为100％；

其中所述锌粉是由颗粒状锌粉和片状锌粉按照重量比为1:2-4的比例混合而成；颗粒状锌粉的粒径为：1～7μm；片状锌粉的长度为：6～15μm，厚度为0.1～0.3μm；

所述的改性环氧树脂是日本三井公司的型号为EPOKEY-868的树脂；

所述的环保型溶剂采用丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、混酸乙酯(DAC)、二价酸酯混合物(DBE)、乙酸仲丁酯中的任意一种或几种；优选丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)。

所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂四异丙基二(亚磷酸二月桂酯)钛酸酯(KB-36S)、硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

本发明较优的技术方案：所述消泡剂为华夏奔腾公司的HX-2085，润湿分散剂为BYK-P104，防沉剂为帝斯巴隆公司的A630-20X，流平剂为AFCONA-3777或BYK-354；

本发明提供的另一种技术方案：一种冷镀锌涂料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：向带冷却装置的调漆罐中加入重量百分比为2.0％-8.0％环保型溶剂和1.5％-6.0％的三井化学改性环氧树脂EPOKEY-868，在500～1000rpm的转速下搅拌5～15min；继续加入0.03％-1.5％的润湿分散剂BYK-P104、0.05％-1.0％的消泡剂HX-2085、0％-1.0％的防沉剂A630-20X，在1000～2000rpm的转速下搅拌20～40min；然后再加入80.5％-94.5％的锌粉和0.01～1.5％的表面改性剂，提高转速至2000～3000rpm，高速搅拌30～50min，在加入锌粉和表面改性剂的搅拌期间采用循环水保持调漆罐的冷却，搅拌完毕后降低转速至1000～1500rpm，添加0.15％-1.0％的流平剂AFCONA-3777或流平剂BYK-354，继续搅拌15～30min，降低转速至500～1000rpm，搅拌10～30min，出料包装即可；其中所述锌粉是由颗粒状锌粉和片状锌粉按照重量比为1:2-4的比例混合而成；颗粒状锌粉的粒径为：1～7μm；片状锌粉的长度为：6～15μm，厚度为0.1～0.3μm；所述的环保型溶剂采用丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、混酸乙酯(DAC)、二价酸酯混合物(DBE)、乙酸仲丁酯中的任意一种或几种；所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂四异丙基二(亚磷酸二月桂酯)钛酸酯(KB-36S)、硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

所述的改性环氧树脂除了使用日本三井公司的型号为EPOKEY-868的树脂外，还可以使用性能等同于EPOKEY-868的所有采用环氧树脂类树脂与脂肪酸进行酯化所得产品，可以常温下快速固化成膜。该类树脂与金属基材有良好的结合力，具有优秀的耐腐蚀性和耐化学药品性，且能够进行无胺常温快速固化成膜。减少涂料使用及制备限制，并能够扩大涂料的应用范围。

本发明中的环保型溶剂主要用于树脂的溶解及使用过程中涂料的稀释，此类溶剂均为无公害溶剂，对人体健康和环境无害。本发明中锌粉是由球状锌粉和颗粒状锌粉混合而成，添加颗粒状锌粉使用量1：2-4的片状Zn粉。片状锌粉可以在涂层中形成平行搭接、交叠排列的体系，从而减少了涂层的孔隙度、提高了涂层的屏蔽性能。平行搭接的片状锌之间是以面接触取代球状锌间的点接触，所以即使涂料中锌粉添加数量有所下降，涂层仍能保持良好的导通性，保证了涂层的电化学保护性能，同时，片状锌的松装比重小，仅为球锌的三分之一，在料浆中悬浮性好、不易沉淀，有利于提高涂料的抗沉淀性。

本发明还在锌粉中添加表面改性剂，通过对锌粉进行表面改性提高锌粉的分散稳定性，使球状锌粉与片状锌粉的悬浮性相近，使不同种类锌粉沉降速率基本一致，因此在经过长期放置后只需要适量搅拌即可得到锌粉均匀分布的冷镀锌涂料。本发明中的表面改性剂能够增加锌粉在涂料中的分散稳定性使锌粉分布均匀，增加片状锌粉的分布均匀性，涂装性能、效果增加，保证涂层耐蚀性，从而提高漆膜耐久性。而且本发明中制备的镀锌涂料应用时只需要进行稍微搅拌即可进行使用，相比一般球锌涂料由于实沉严重，往往使用前需要进行长时间搅拌或摇晃使沉淀悬浮，使用相对更方便。

附图说明

图1是实施例1中制备的涂料在冷轧基板表面喷涂后进行循环腐蚀盐雾试验后的照片；

图2是实施例2中制备的涂料在冷轧基板表面喷涂后进行循环腐蚀盐雾试验后的照片；

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。本发明实施例中的冷镀锌涂料各种组分重量百分比具体如下：

上述配方中：各种物质的总重量百分比为100％；

所述锌粉是由颗粒状锌粉和片状锌粉按照重量比为1:2-4的比例混合而成；颗粒状锌粉的粒径为：1～7μm；片状锌粉的长度为：6～15μm，厚度为0.1～0.3μm；

所述的环保型溶剂采用丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、混酸乙酯(DAC)、二价酸酯混合物(DBE)、乙酸仲丁酯中的任意一种或几种；

所述消泡剂为华夏奔腾公司的HX-2085，润湿分散剂为BYK-P104，防沉剂为帝斯巴隆公司的A630-20X，流平剂为AFCONA-3777或BYK-354；

为了更好的理解本发明的技术方案，下面详细描述本发明提供的实施例。

实施例1

一种冷镀锌涂料的制备方法，具体步骤如下：向带冷却装置的调漆罐中加入5.5％的PMA溶剂和4.0％的改性环氧树脂EPOKEY-868(日本三井)，在500rpm搅拌10min；继续加入0.15％的润湿分散剂BYK-P104，0.3％的消泡剂HX-2085(华夏奔腾)，1.0％的防沉剂A630-20X(帝斯巴隆)，在1000rpm下搅拌20min；加入88.5％的锌粉和0.3％的硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)，提高转速至2500rpm，高速搅拌30min，，在加入锌粉和表面改性剂的搅拌期间采用循环水保持调漆罐的冷却，搅拌完毕后降低转速至1500rpm，添加0.15％的流平剂AFCONA-3777，继续搅拌15min，降低转速至600rpm，搅拌10min，出料包装即可。得到的膜层耐蚀性达到2400h。

使用时实施例1中的制备的冷镀锌涂料在冷轧基板表面喷涂37微米，进行50个循环即400小时的循环腐蚀盐雾试验后照片如图1所示。涂层表面被均匀白锈覆盖，没有出现裂纹、鼓泡等现象，涂层耐蚀性较好。

实施例2

一种冷镀锌涂料的制备方法，具体步骤如下：向带冷却装置的调漆罐中加入3％环保溶剂乙酸仲丁酯和3％的改性环氧树脂EPOKEY-868(日本三井)，在500rpm搅拌10min；继续加入0.05％的润湿分散剂BYK-P104，0.1％的消泡剂HX-2085(华夏奔腾)，0.5％的防沉剂A630-20X(帝斯巴隆)，在1000rpm下搅拌20min；加入92.15％的锌粉和1.0％钛酸酯偶联剂四异丙基二(亚磷酸二月桂酯)钛酸酯，提高转速至2500rpm，高速搅拌30min，在加入锌粉和的表面改性剂的搅拌期间用循环水保持调漆罐的冷却，搅拌完毕后降低转速至1500rpm，添加0.2％的流平剂，继续搅拌15min，降低转速至600rpm，搅拌10min，出料包装即可。得到的膜层耐蚀性达到2400h。

实施例2在冷轧基板表面喷涂41微米，进行50个循环即400小时的循环腐蚀盐雾试验后照片如图2所示。涂层表面被均匀白锈覆盖，没有出现裂纹、鼓泡等现象，涂层耐蚀性较好。

本发明中制备的镀锌涂料应用时只需要进行稍微搅拌即可进行使用。

Claims

1.一种冷镀锌涂料，各种组分重量百分比具体如下：

所述的改性环氧树脂是日本三井公司的型号为EPOKEY 868的树脂；

所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂四异丙基二(亚磷酸二月桂酯)钛酸酯、硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种冷镀锌涂料，其特征在于：所述消泡剂为华夏奔腾公司的HX-2085，润湿分散剂为BYK-P104，防沉剂为帝斯巴隆公司的A630-20X，流平剂为AFCONA-3777或BYK-354。

3.一种冷镀锌涂料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：向带冷却装置的调漆罐中加入重量百分比为2.0％-8.0％环保型溶剂和1.5％-6.0％的三井化学改性环氧树脂EPOKEY-868，在500～1000rpm的转速下搅拌5～15min；继续加入0.03％-1.5％的润湿分散剂BYK-P104、0.05％-1.0％的消泡剂HX-2085、0％-1.0％的防沉剂A630-20X，在1000～2000rpm的转速下搅拌20～40min；然后再加入80.5％-94.5％的锌粉和0.01～1.5％的表面改性剂，提高转速至2000～3000rpm，高速搅拌30～50min，在加入锌粉和表面改性剂的搅拌期间采用循环水保持调漆罐的冷却，搅拌完毕后降低转速至1000～1500rpm，添加0.15％-1.0％的流平剂AFCONA-3777或流平剂BYK-354，继续搅拌15～30min，降低转速至500～1000rpm，搅拌10～30min，出料包装即可；其中所述锌粉是由颗粒状锌粉和片状锌粉按照重量比为1:2-4的比例混合而成；颗粒状锌粉的粒径为：1～7μm；片状锌粉的长度为：6～15μm，厚度为0.1～0.3μm；所述的环保型溶剂采用丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)、混酸乙酯(DAC)、二价酸酯混合物(DBE)、乙酸仲丁酯中的任意一种或几种；所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂四异丙基二(亚磷酸二月桂酯)钛酸酯、硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。