CN104774526A - 室温固化双组份水性环氧富锌底漆 - Google Patents

室温固化双组份水性环氧富锌底漆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室温固化双组份水性环氧富锌底漆，它是双组分的，其包括A组分和B组分，其中A组分含有如下质量份的组分：E51环氧树脂8～10份，环氧稀释剂0.8～1份，助溶剂3.5～8份，有机膨润土0.9～1.2份，锌粉60～90份，云母氧化铁0～25份；B组分含有如下质量份的组分：水性环氧固化剂45～65份，水34～50份，基材润湿剂0.5～2.0份。该双组份水性环氧富锌底漆较传统的三组份水性环氧富锌底漆具有施工方便，节约操作时间，防腐性能优异等优点。以水作为稀释剂，对环境无污染。适用于集装箱、船舶等重防腐领域。

Description

室温固化双组份水性环氧富锌底漆
技术领域
本发明属于重防腐领域，比如集装箱、船舶等，它具体涉及一种双组份水性环氧富锌底漆。
背景技术
近年来世界各国涂料行业加紧对低VOC排放的环保型涂料的研究，水性涂料由于能够大大减少甚至完全消除有机溶剂排放，而且使用安全方便，得以迅速发展。
水性环氧涂料除了具有溶剂型环氧涂料的诸多优点，如对各类底材具有极高的附着力、涂膜耐腐蚀性和耐化学药品性能优异、收缩小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能佳等，且挥发性有机化合物含量较低，不会造成空气污染，能满足环境保护的要求。
水性环氧涂料虽然具有上述诸多优点，但是双组份水性环氧富锌底漆，由于锌粉密度大容易沉淀，而且宜和水反应，难以将锌粉放在树脂内做成双组份水性环氧富锌底漆。很多双组份水性环氧富锌底漆防沉效果并不理想，而且助溶剂一般采用丙酮、乙二醇丁醚等强致癌溶剂，这些溶剂不仅不利于环保而且容易伤害人体健康。而传统的水性环氧富锌底漆为3组份，施工过程中再加入锌粉，不仅施工麻烦，而且锌粉不易搅拌均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种易施工，性能好价格底，环保性好的双组份水性环氧富锌底漆。一方面A组份使用环保型溶剂，避免使用丙酮、乙二醇丁醚等强致癌溶剂。另一方面利用异丁醇与膨润土形成的氢键增强体系触变性，解决了锌粉在树脂中容易沉淀结块的问题。本发明使用少量的异丁醇，利用-OH与膨润土生成的氢键增强体系的触变性，解决锌粉在树脂中易沉降的问题，本发明也避免使用强致癌性的助溶剂。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种室温固化双组份水性环氧富锌底漆，它是双组分的，其包括A组分和B组分，其中A组分含有如下质量份的组分：E51环氧树脂8～10份，环氧稀释剂0.8～1份，助溶剂3.5～8份，有机膨润土0.9～1.2份，锌粉60～90份，云母氧化铁0～25份；B组分含有如下质量份的组分：水性环氧固化剂45～65份，水34～50份，基材润湿剂0.5～2.0份。
在一种优选方案中，A组分含有如下质量份的组分：E51环氧树脂9～10份，环氧稀释剂0.8～1份，助溶剂5.5～8份，有机膨润土0.9～1.2份，锌粉60～85份，云母氧化铁0～25份。
在一种优选方案中，B组分含有如下质量份的组分：水性环氧固化剂50～65份，水34～48份，基材润湿剂0.8～1.6份。
本发明中的助溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇中的一种或几种，优选采用丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和异丁醇，其中各助溶剂的质量份组成为：丙二醇甲醚0.5～2份，异丁醇0.2～1份，丙二醇甲醚醋酸酯3～5份；优选的各助溶剂的质量份组成为：丙二醇甲醚1～2份，异丁醇0.5～1份，丙二醇甲醚醋酸酯4～5份。
本发明中的环氧稀释剂可选自AGE环氧活性稀释剂或BGE环氧活性稀释剂。
本发明中的锌粉可选自200目、325目、500目、800目锌粉中的一种或几种。
本发明中的水性环氧固化剂可选自701固化剂、WH900固化剂、721固化剂中的一种或几种。
本发明中的水为去离子水。
本发明中的基材润湿剂可选自BYK346基材润湿剂或其他润湿剂。
本发明的室温固化双组份水性环氧富锌底漆中A组分的制备方法包括如下步骤：
1)先将助溶剂准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，然后准确称量环氧稀释剂加入搅拌釜；
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中；
3)搅拌10～30min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，搅拌均匀；
4)准确称量锌粉，在搅拌过程中缓慢加入锌粉；
5)加完锌粉后提高搅拌速度，继续搅拌20～40min；
本发明的室温固化双组份水性环氧富锌底漆中B组分的制备方法包括如下步骤：
1)准确称量水性环氧固化剂，加入搅拌釜内；
2)开启搅拌并准确称量去离子水缓慢加入到搅拌釜中；搅拌10～30min；
3)准确称量基材润湿助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌20～30min，过滤出料。
优选的，制备A组份的步骤2)搅拌器速度为1000转/min；步骤3)搅拌器速度为2000转/min，步骤4)搅拌器速度为1000转/min，步骤5)搅拌器速度为2500转/min；制备B组份的步骤2)搅拌器速度为900转/min，步骤3)过滤所用绢丝布目数为120目。
本发明通过上述方案，将锌粉放在E51环氧树脂中，利用丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯作为助溶剂，降低体系的粘度。利用高极性有机膨润土与异丁醇形成的氢键，增强体系的触变性，从而起到防止锌粉沉淀的作用，解决了锌粉在树脂中的沉降情况。本发明施工时用水作为溶剂，对环境无污染，施工方便，对施工人员健康无害。可以采用空气喷涂、高压无气喷涂、刷涂等施工方法。漆膜干燥速度快，附着力好，机械强度高，防腐性能优异。可以应用在集装箱、船舶等领域，作为防腐底漆。
具体实施方式
实施例1：以生产200kg计算，生产锌粉在干燥成膜后锌粉在干膜中占质量的80％。表1为本发明实例，各组分含量为质量百分含量，本发明并不局限与以下实例。生产不同重量的涂料时可以等比例放大。
表1 80％锌粉含量的双组份水性环氧富锌底漆
表1中可以根据锌粉在干燥成膜后，在漆膜中不同含量的需要，可以将部分锌粉替换成200目、325目、500目、800目中的一种云母氧化铁，如实施例2、实施例3所列；气体公司的701水性环氧固化剂可以替换其它的水性环氧固化剂，如气体公司的WH900，721水性环氧固化剂等，如实施例4、实施例5所列；500目锌粉可以替换其它目数的锌粉；AGE环氧活性稀释剂可以替换成BGE等环氧活性稀释剂，如实施例6所列；325目云母氧化铁可以替换成其它目数的云母氧化铁或者复合铁钛粉等；BYK346基材润湿剂可以替换成其它的基材润湿剂；SD-2有机膨润土可以替换成其它高极性有机膨润土。
涂料制备工艺
A组份
1)首先将丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，搅拌速度为1000转/min，然后准确称量AGE环氧活性稀释剂加入搅拌釜。
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中。
3)搅拌20min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，将搅拌器调节到2000转/min，搅拌30min。
4)将搅拌器转速降低到1000转/min，准确称量锌粉，在搅拌过程中缓慢加入。
5)加完锌粉后将搅拌器调节到2500转/min，搅拌30min。同时要开冷却水，防止釜内温度过高。时间到后既可出料。
B组份：
1)准确称量去离子水加入到搅拌釜中。
2)开启搅拌器，将搅拌器转速设定在1000转/min以下。准确称量701水性环氧固化剂，缓慢加入搅拌釜。搅拌20min。
3)准确称量BYK346助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌30min即可用120目绢丝布过滤出料。
实施例2：以生产200kg计算。生产锌粉在干燥成膜后锌粉占干膜重量的70％。
表2 70％锌粉含量的双组份水性环氧富锌底漆
涂料制备工艺
A组份
1)首先将丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，搅拌速度为1000转/min，然后准确称量AGE环氧活性稀释剂加入搅拌釜。
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中。
3)搅拌20min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，将搅拌器调节到2000转/min，搅拌30min。
4)将搅拌器转速降低到1000转/min，准确称量锌粉、云母氧化铁，在搅拌过程中缓慢加入。
5)加完锌粉后将搅拌器调节到2500转/min，搅拌30min。同时要开冷却水，防止釜内温度过高。时间到后既可出料。
B组份：
1)准确称量去离子水加入到搅拌釜中。
2)开启搅拌器，将搅拌器转速设定在1000转/min以下。准确称量701水性环氧固化剂，缓慢加入搅拌釜。搅拌20min。
3)准确称量BYK346助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌30min即可用120目绢丝布过滤出料。
实施例3：以生产200kg计算。生产锌粉在干燥成膜后锌粉占干膜重量的60％。
表3 60％锌粉含量的双组份水性环氧富锌底漆
涂料制备工艺
A组份
1)首先将丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，搅拌速度为1000转/min，然后准确称量AGE环氧活性稀释剂加入搅拌釜。
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中。
3)搅拌20min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，将搅拌器调节到2000转/min，搅拌30min。
4)将搅拌器转速降低到1000转/min，准确称量锌粉、云母氧化铁，在搅拌过程中缓慢加入。
5)加完锌粉后将搅拌器调节到2500转/min，搅拌30min。同时要开冷却水，防止釜内温度过高。时间到后既可出料。
B组份：
1)准确称量去离子水加入到搅拌釜中。
2)开启搅拌器，将搅拌器转速设定在1000转/min以下。准确称量701水性环氧固化剂，缓慢加入搅拌釜。搅拌20min。
3)准确称量BYK346助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌30min即可用120目绢丝布过滤出料。按实施例1、实施例2、实施例3制的富锌底漆性能列于表4。
表4 涂料性能
实施例4：按生产200kg计算，采用气体公司WH900水性环氧固化剂作为该体系固化剂，制锌粉在干膜中含量80％的富锌底漆。原料质量百分比以及性能如下表。
表5 双组份水性环氧富锌底漆
涂料制备工艺
A组份
1)首先将丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，搅拌速度为1000转/min，然后准确称量AGE环氧活性稀释剂加入搅拌釜。
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中。
3)搅拌20min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，将搅拌器调节到2000转/min，搅拌30min。
4)将搅拌器转速降低到1000转/min，准确称量锌粉，在搅拌过程中缓慢加入。
5)加完锌粉后将搅拌器调节到2500转/min，搅拌30min。同时要开冷却水，防止釜内温度过高。时间到后既可出料。
B组份：
1)准确称量去离子水加入到搅拌釜中。
2)开启搅拌器，将搅拌器转速设定在1000转/min以下。准确称量WH900水性环氧固化剂，缓慢加入搅拌釜。搅拌20min。
3)准确称量BYK346助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌30min即可用120目绢丝布过滤出料。
实施例5：按生产200kg计算，采用气体公司721水性环氧固化剂作为该体系固化剂，制锌粉在干膜中含量80％的富锌底漆。原料质量百分比以及性能如下表。
表6 双组份水性环氧富锌底漆
涂料制备工艺
A组份
1)首先将丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，搅拌速度为1000转/min，然后准确称量AGE环氧活性稀释剂加入搅拌釜。
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中。
3)搅拌20min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，将搅拌器调节到2000转/min，搅拌30min。
4)将搅拌器转速降低到1000转/min，准确称量锌粉，在搅拌过程中缓慢加入。
5)加完锌粉后将搅拌器调节到2500转/min，搅拌30min。同时要开冷却水，防止釜内温度过高。时间到后既可出料。
B组份：
1)准确称量去离子水加入到搅拌釜中。
2)开启搅拌器，将搅拌器转速设定在1000转/min以下。准确称量721水性环氧固化剂，缓慢加入搅拌釜。搅拌20min。
3)准确称量BYK346助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌30min即可用120目绢丝布过滤出料。
实施例6：按生产200kg计算，采用BGE作为环氧活性稀释剂，采用气体公司701水性环氧固化剂作为该体系固化剂，制锌粉在干膜中含量80％的富锌底漆。原料质量百分比以及性能如下表。
表7 双组份水性环氧富锌底漆
涂料制备工艺
A组份
1)首先将丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，搅拌速度为1000转/min，然后准确称量BGE环氧活性稀释剂加入搅拌釜。
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中。
3)搅拌20min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，将搅拌器调节到2000转/min，搅拌30min。
4)将搅拌器转速降低到1000转/min，准确称量锌粉，在搅拌过程中缓慢加入。
5)加完锌粉后将搅拌器调节到2500转/min，搅拌30min。同时要开冷却水，防止釜内温度过高。时间到后既可出料。
B组份：
1)准确称量去离子水加入到搅拌釜中。
2)开启搅拌器，将搅拌器转速设定在1000转/min以下。准确称量701水性环氧固化剂，缓慢加入搅拌釜。搅拌20min。
3)准确称量BYK346助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌30min即可用120目绢丝布过滤出料。
施工工艺
使用时，将A组份和B组份按实施实例的配比比例混合均匀，充分搅拌后根据粘度加入适量的水后既可使用。

Claims (10)

1.一种室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于它是双组分的，其包括A组分和B组分，其中A组分含有如下质量份的组分：E51环氧树脂8～10份，环氧稀释剂0.8～1份，助溶剂3.5～8份，有机膨润土0.9～1.2份，锌粉60～90份，云母氧化铁0～25份；B组分含有如下质量份的组分：水性环氧固化剂45～65份，水34～50份，基材润湿剂0.5～2.0份。
2.根据权利要求1所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于所述A组分含有如下质量份的组分：E51环氧树脂9～10份，环氧稀释剂0.8～1份，助溶剂5.5～8份，有机膨润土0.9～1.2份，锌粉60～85份，云母氧化铁0～25份。
3.根据权利要求1所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于所述B组分含有如下质量份的组分：水性环氧固化剂50～65份，水34～48份，基材润湿剂0.8～1.6份。
4.根据权利要求1或2所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于所述助溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丁醇中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于所述助溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯和异丁醇，其中各助溶剂的质量份组成为：丙二醇甲醚0.5～2份，异丁醇0.2～1份，丙二醇甲醚醋酸酯3～5份。
6.根据权利要求5所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于各助溶剂的质量份组成为：丙二醇甲醚1～2份，异丁醇0.5～1份，丙二醇甲醚醋酸酯4～5份。
7.根据权利要求1或2所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于所述环氧稀释剂选自AGE环氧活性稀释剂或BGE环氧活性稀释剂，所述锌粉选自200目、325目、500目、800目锌粉中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于所述水性环氧固化剂选自701固化剂、WH900固化剂、721固化剂中的一种或几种，水为去离子水，所述基材润湿剂选自BYK346基材润湿剂。
9.根据权利要求1、2或3所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于所述A组分的制备方法包括如下步骤：
1)先将助溶剂准确称量重量加入到搅拌釜，缓慢搅拌，然后准确称量环氧稀释剂加入搅拌釜；
2)准确称量E51环氧树脂，在搅拌过程中缓慢加入到搅拌釜中；
3)搅拌10～30min后准确称量有机膨润土加入到搅拌釜中，搅拌均匀；
4)准确称量锌粉，在搅拌过程中缓慢加入锌粉；
5)加完锌粉后提高搅拌速度，继续搅拌20～40min；
所述B组分的制备方法包括如下步骤：
1)准确称量水性环氧固化剂，加入搅拌釜内；
2)开启搅拌并准确称量去离子水缓慢加入到搅拌釜中；搅拌10～30min；
3)准确称量基材润湿助剂，在搅拌过程中缓慢加入反应釜，加完后搅拌20～30min，过滤出料。
10.根据权利要求9所述的室温固化双组份水性环氧富锌底漆，其特征在于制备A组份的步骤2)搅拌器速度为1000转/min，步骤3)搅拌器速度为2000转/min，步骤4)搅拌器速度为1000转/min，步骤5)搅拌器速度为2500转/min；制备B组份的步骤2)搅拌器速度为900转/min，步骤3)过滤所用绢丝布目数为120目。
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