CN104817929A

CN104817929A - 一种轨道交通水性环氧双组份涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN104817929A
Application number: CN201510219722.0A
Authority: CN
Inventors: 朱明�; 刘勤学; 段旻
Original assignee: Changzhou Great Yang Edema Novel Material Co Ltd
Current assignee: Changzhou Haoyang Waterbome New Material Co ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: CN104817929B

Abstract

本发明属于涂料制备领域，特别涉及一种含有多种无机填料的双组分涂料及其制备方法。包括组分A、B，组分A包括成膜助剂醇酯十二3～6份、水性环氧分散剂0.5～1份、螯合型水性偶联剂0.5～1份、氧化铁红15～20份、滑石粉15～20份、高分子改性磷酸锌4～6份、改性三聚磷酸铝3～4份、高分子量环氧树脂20～25份，含环氧基团的乳化剂2份，水性润湿剂0.1～0.5份、水性消泡剂0.1～0.5份、防沉剂1份、防闪锈剂1份、水性防流挂剂0.3份、去离子水20～30份；组分B包括水性聚酰胺环氧固化剂80份、去离子水20份。

Description

一种轨道交通水性环氧双组份涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料制备领域，特别涉及一种含有多种无机填料的双组分涂料及其制备方法。

背景技术

20世纪70年代起国外开始研发水性环氧涂料，国内一些科研机构和大专院校从20世纪90年代起开始了这方面的研究和开发，并陆续进行商品化生产，其性能已达到与溶剂型环氧涂料相当的水平。水性环氧涂料除了具有溶剂型环氧涂料如对各类底材具有极高的附着力，漆膜耐腐蚀性和耐化学性能优异、收缩小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能佳等诸多优点外，还具有挥发性有机化合物含量很低，基本不会造成空气污染；将水作为分散介质，价格低廉，不易燃烧，使得贮藏、运输和使用过程中的安全性得到极大提高；无刺激气味，使得操作车间及其周围的环境得到极大改善；施工工具可用水直接清洗，清洁环保。

随着全球对环境大气污染治理的深入,使用水性环保涂料的呼声越来越高,但用于轨道交通的高耐腐蚀水性环氧双组份涂料仍具有以下缺点:(1)涂层的耐腐蚀性能不理想。(2)涂料的干燥速度较慢。(3)大型设备施工过程中易流挂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供了一种用于轨道交通的高耐腐蚀水性环氧双组份涂料，

双组份涂料分为组分A和组分B，

组分A按重量百分数计，包括成膜助剂醇酯十二3～6份、水性环氧分散剂0.5～1份、螯合型水性偶联剂0.5～1份、氧化铁红15～20份、滑石粉15～20份、高分子改性磷酸锌4～6份、改性三聚磷酸铝3～4份、高分子量环氧树脂20～25份，含环氧基团的乳化剂2份，水性润湿剂0.1～0.5份、水性消泡剂0.1～0.5份、防沉剂1份、防闪锈剂1份、水性防流挂剂0.3份、去离子水20～30份，

组分B按重量百分数计，包括水性聚酰胺环氧固化剂80份、去离子水20份，

组分A和组分B按5：1的质量比作为双组份涂料，

其中，组分A中的水性环氧分散剂为BECKOPOX^TM EP 2384w/57WA(氰特化工)，螯合型水性偶联剂为TM-200S(仪征市天扬化工厂)，高分子量环氧树脂为PROX EB 4700(先创化学品)，含环氧基团的乳化剂为PROX ES 100RS(先创化学品)，水性润湿剂为BYK-190(德国毕克化学)，水性消泡剂为BYK-052(德国毕克化学)，防沉剂为AEROSIL A200(赢创德固赛)，防闪锈剂为NALZIN FA-179(海明斯)，水性防流挂剂为LAPONITE RD(科耐欧贸易有限公司)，

组分B中的水性聚酰胺环氧固化剂为WH260(广州市谦谦化工有限公司)。

本发明还提供了一种上述水性环氧双组份涂料的制备方法，具体步骤为：

(1)在搅拌釜内依次加入成膜助剂醇酯十二3～6份、水性环氧分散剂0.5～1份、螯合型水性偶联剂0.5～1份、氧化铁红15～20份、滑石粉15～20份、高分子改性磷酸锌4～6份、改性三聚磷酸铝3～4份、高分子量环氧树脂20～25份，高速搅拌一个小时得到预混浆，

在高分子量环氧树脂被乳化之前，通过偶联剂的桥接作用，将高分子量环氧树脂的分子链均匀紧密地包裹无机填料粒子，保证了无机填料与高分子量环氧树脂螯合的均匀性；

(2)向步骤(1)中得到的预混浆中加入含环氧基团的乳化剂2份，高速搅拌10—20分钟后，再加入水性润湿剂0.1～0.5份、水性消泡剂0.1～0.5份、防沉剂1份、防闪锈剂1份、水性防流挂剂0.3份、去离子水20～30份，搅拌均匀后得到组分A；

(3)在搅拌釜内依次加入水性聚酰胺环氧固化剂80份、去离子水20份，搅拌均匀后得到组分B。

施工过程中，将A、B组分按照5:1的质量比均匀混合后加入适量的去离子水稀释至施工粘度即可。

本发明的有益效果在于：对于传统的添加有无机填料的双组份涂料而言，在成膜过程中一般都会采用纯环氧树脂的乳液作为基料，在加固化剂固化过程中再同时加入无机填料改性，由于高分子量环氧树脂属于长链大分子结构，且存在于乳化剂包围内的，固化过程中往往是环氧树脂大分子冲破乳化剂包围层的那部分链段，参与固化并通过螯合剂对无机填料进行包裹、连接；而剩余的链段部分由于乳化剂的阻碍作用，不容易与无机填料发生连接螯合作用，因此导致了螯合不均匀。

而本发明中，首先用特殊的工艺来处理颜填料做成预混浆，具体是先将螯合型偶联剂、颜填料与环氧树脂均匀混合，螯合型偶联剂含有螯合物，与聚合分子键合提高性能，在这个过程中通过偶联剂的桥接作用，将高分子量环氧树脂的分子链均匀紧密的包裹颜填料粒子，然后在下一步的乳化过程通过乳化剂乳化包裹有颜填料的环氧树脂分子链团，在乳化完成的基础上，在通过加入固化剂等其他助剂成膜固化。通过这种生产工艺，使得在生产工程中和后期的固化过程中环氧高分子链团紧密均匀的结合在颜填料粒子周围，在成膜过程中使得漆膜形成一层致密均匀的涂层，提高漆膜的耐盐雾性和物理性能。选择纳米改性的颜填料，这种颜填料具有粒径小易分散，对生产上不需要研磨，仅需要简单的分散就达到生产所需的细度和效果，减少因研磨产生的浪费，操作简单更环保；这种颜填料通过纳米改性处理，使颜填料粒子之间成膜后更加致密，从而使水更难渗入，提高漆膜的盐雾性能；采用无机纳米级合成片状硅酸盐类流挂剂，除了自身所具有的抗流挂效果外，其成分硅酸盐会和防腐颜料遇水形成致密的涂层提高防腐效果。

具体实施方式

实施例1

(1)在搅拌釜内依次加入成膜助剂醇酯十二4份、水性环氧分散剂(BECKOPOX^TM EP2384w/57WA(氰特化工))0.8份、螯合型水性偶联剂(TM-200S(仪征市天扬化工厂))0.7份、氧化铁红(上海飞艳颜料有限公司)16份、滑石粉(2500目)15份、高分子改性磷酸锌(ZPG-S(株洲金桥锌业有限公司))5份、改性三聚磷酸铝(石家庄市鑫盛化工有限公司)3份、高分子量环氧树脂(PROX EB 4700(先创化学品))24份，高速搅拌一个小时得到预混浆；

(2)向步骤(1)中得到的预混浆中加入含环氧基团的乳化剂(PROX ES 100RS(先创化学品))2份，高速搅拌20分钟后，再加入水性润湿剂(BYK-190(德国毕克化学))0.4份、水性消泡剂(BYK-052(德国毕克化学))0.2份、防沉剂(AEROSIL A200(赢创德固赛))1份、防闪锈剂(NALZIN FA-179(海明斯))1份、水性防流挂剂(LAPONITE RD(科耐欧贸易有限公司))0.3份、去离子水28份，搅拌均匀后得到组分A；

(3)在搅拌釜内依次加入水性聚酰胺环氧固化剂(WH260(广州市谦谦化工有限公司))80份、去离子水20份，搅拌均匀后得到组分B。

施工过程中，将A、B组分按照5:1的质量比均匀混合后加入适量的去离子水稀释至施工粘度即可，

施工过程中，漆膜一次成膜为80μm，烘烤温度为60℃，烘烤时间为1小时，自然冷却下来即可，静置24小时后进行性能检测。

成膜后涂层性能如表1所示。

对比实验1(制备工艺顺序与实施例1不同)

(1)通过偶联剂与无机填料形成结合，提高颜填料的水溶性：

在搅拌釜内依次加入去离子水28份、成膜助剂醇酯十二4份、水性环氧分散剂(BECKOPOX^TM EP 2384w/57WA(氰特化工))0.8份、螯合型水性偶联剂(TM-200S(仪征市天扬化工厂))0.7份、氧化铁红(上海飞艳颜料有限公司)16份、滑石粉(2500目)15份、高分子改性磷酸锌(ZPG-S(株洲金桥锌业有限公司))5份、改性三聚磷酸铝(石家庄市鑫盛化工有限公司)3份，高速搅拌一个小时得到预混浆1；

(2)将高分子量环氧树脂乳化制备成乳液

在搅拌釜内依次加入高分子量环氧树脂(PROX EB 4700(先创化学品))24份、含环氧基团的乳化剂(PROX ES 100RS(先创化学品))2份，高速搅拌20分钟后，再加入水性润湿剂(BYK-190(德国毕克化学))0.4份、水性消泡剂(BYK-052(德国毕克化学))0.2份、防沉剂(AEROSIL A200(赢创德固赛))1份、防闪锈剂(NALZIN FA-179(海明斯))1份、水性防流挂剂(LAPONITE RD(科耐欧贸易有限公司))0.3份，搅拌均匀后得到预混浆2；

(3)将上述预混浆1和预混浆2混合均匀，得到组分A；

(4)在搅拌釜内依次加入水性聚酰胺环氧固化剂(WH260(广州市谦谦化工有限公司))80份、去离子水20份，搅拌均匀后得到组分B。

成膜后涂层性能如表1所示。

表1

检测项目	实施例1	对比实验1
			组分A储存性能(50°一个月)	无沉底	轻微沉底
附着力	5B	4B
			漆膜表面光泽°	26	17
落球冲击	OK	有裂纹
			耐盐雾性能(h)	500	360

(注：附着力检测标准：NF F 19-201-2010第8.2节表6NO.F330，NF EN ISO 2409：2007；落球冲击检测标准：NF F 19-201-2010第8.2节表6NO.F350，NF EN ISO 6272-1：2002；耐盐雾性能测试标准：NF F 19-201-2010第8.2节表6NO.F440和附件E，NF EN ISO 9227：2006(NSS)，下同)

对比实验2

其余步骤与实施例1相同，仅仅改变施工时A、B组分的质量比分别为100：14、100：17、100：23、100：26，具体检测结果如表2所示：

表2

A与B质量比	100：14	100：17	100：23	100：26
					附着力	4B	5B	5B	3B
漆膜表面光泽°	20	27	22	17
					落球冲击	OK	OK	OK	有裂纹
耐盐雾性能(h)	410	470	485	390

对比实验3

其余步骤与实施例1相同，仅仅将防锈颜料“高分子改性磷酸锌(ZPG-S(株洲金桥锌业有限公司))”依次改变为ST防锈颜料、复合铁钛粉、改性三聚磷酸铝、纳米复合磷酸盐、三聚磷酸铝，具体检测结果如表3所示：

表3

对比实验4

其余步骤与实施例1相同，仅仅将防沉剂“AEROSIL A200(赢创德固赛)”依次改变为气相二氧化硅、改性氢化蓖麻油、改性聚脲N-吡咯烷溶液、聚烯烃颗粒、有机膨润土，具体检测结果如表4所示：

表4

Claims

1.一种用于轨道交通的水性环氧双组份涂料，其特征在于：所述的双组份涂料分为组分A和组分B，

所述组分A按重量百分数计，包括成膜助剂醇酯十二3～6份、水性环氧分散剂0.5～1份、螯合型水性偶联剂0.5～1份、氧化铁红15～20份、滑石粉15～20份、高分子改性磷酸锌4～6份、改性三聚磷酸铝3～4份、高分子量环氧树脂20～25份，含环氧基团的乳化剂2份，水性润湿剂0.1～0.5份、水性消泡剂0.1～0.5份、防沉剂1份、防闪锈剂1份、水性防流挂剂0.3份、去离子水20～30份；

所述组分B按重量百分数计，包括水性聚酰胺环氧固化剂80份、去离子水20份，

组分A和组分B按5：1的质量比作为双组份涂料。

2.如权利要求1所述的用于轨道交通的水性环氧双组份涂料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为，

(1)在搅拌釜内依次加入成膜助剂醇酯十二3～6份、水性环氧分散剂0.5～1份、螯合型水性偶联剂0.5～1份、氧化铁红15～20份、滑石粉15～20份、高分子改性磷酸锌4～6份、改性三聚磷酸铝3～4份、高分子量环氧树脂20～25份，高速搅拌一个小时得到预混浆；

3.如权利要求2所述的用于轨道交通的水性环氧双组份涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的水性环氧分散剂为BECKOPOX^TM EP 2384w/57WA。

4.如权利要求2所述的用于轨道交通的水性环氧双组份涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的螯合型水性偶联剂为TM-200S。

5.如权利要求2所述的用于轨道交通的水性环氧双组份涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的高分子量环氧树脂为PROX EB 4700。

6.如权利要求2所述的用于轨道交通的水性环氧双组份涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的含环氧基团的乳化剂为PROX ES 100RS。

7.如权利要求2所述的用于轨道交通的水性环氧双组份涂料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的水性聚酰胺环氧固化剂为WH260。