CN105017922A - 水性富锌鳞片阴极保护底漆、及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性富锌鳞片阴极保护底漆，属于重防腐涂料技术领域。该水性富锌鳞片阴极保护底漆由甲组份、乙组份和丙组份组成，其中甲组份与乙组份的质量比为5∶1～8∶1，甲组份、乙组份两者的质量之和与丙组份的质量比为5∶1。按质量分数计，所述甲组份包括：45～60％的水性环氧树脂、4～6％的助剂以及35～50％的去离子水；所述乙组份包括：70～80％的改性胺固化剂、10～15％的丙二醇丁醚、以及5～15％的去离子水；所述丙组份为片状锌粉。本发明提供的水性富锌鳞片阴极保护底漆与水性无机富锌底漆的耐盐雾性能相近，但它在施工的便利性和导静电方面有自己的独特优势，且环保、安全无毒。

Description

水性富锌鳞片阴极保护底漆、及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于重防腐涂料技术领域，特别涉及一种水性富锌鳞片阴极保护底漆及其制备方法。

背景技术

含有大量锌粉的底漆叫做富锌底漆。因为锌比铁活泼，容易失去电子，涂膜中的锌粉与钢铁基材组成原电池，锌为阳极，铁为阴极，电流由锌(阳极)向铁(阴极)运动，在腐蚀过程中，锌粉做出阳极牺牲而使钢铁基材得以阴极保护。

在保护生态、节能减排、发展环境友好型涂料的大趋势下，以无机硅酸盐为成膜物质的水性无机富锌底漆已经成为重防腐领域一款强力产品，它与环氧富锌底漆、醇溶无机富锌底漆相比，各种耐抗性能都有显著提高，尤其是耐盐雾性能(防腐涂层最重要的技术指标)倍增，可达10000h以上。

如专利号为201310400788.0的中国专利：水性无机富锌底漆及其制备方法，提供一种水性无机富锌底漆，成分包括：硅酸钾、硅溶胶、去离子水、助剂和锌粉，该水性无机富锌底漆的成分还包括柔性乳液，，提高了对油漆的附着力，在钢铁表面兼有阴极保护、形成钝化膜及自封孔作用三种防锈功能，正确施工可保证25年的防锈性。

又如专利号为201310496156.9的中国专利一种环氧富锌底漆及其制备方法，提供了一种环氧富锌底漆，由下列重量份的原料制备制成：E-12环氧树脂35-40、碳酸钙粉4-6、流平剂(FC-100)1-2、皱纹剂(XG608)2-3、炭黑5-8、钼酸锌5-8、沉淀硫酸钡10-12、乙酰柠檬酸三乙酯8-10、月桂醇聚氧乙烯醚5-6、硅烷偶联剂1-2、聚四氟乙烯2-3、聚氨酯丙烯酸酯30-35、异戊二烯2-3、丁二烯3-4、单丁基氧化锡1-2、分散助剂3-4。明防腐性能优异、机械性能好、附著力强，具有导电性和阴极保护作用，自然干燥快，特别适合储罐、集装箱、钢结搆、钢珀、海洋平台、船舶、海港设施以及恶劣防腐蚀环境的底涂层等。

然而，现有富锌底漆的不足之处是：(1)锌粉含量高(总质量的65～70％)，易沉淀，在涂装过程中需要不停地搅拌。(2)由于其沉降速度快，在无气机械喷涂中经常堵管、堵抢，无法连续作业，施工难度大。(3)锌粉颗粒之间有间隙，其间隙和钢铁基材表面会沉积大量的腐蚀物(碱式碳酸锌)，它结构致密、坚硬、不导电，是非常难溶的稳定的化合物。而且它虽然能够屏蔽腐蚀介质的侵入，增强防腐蚀效果，但不能作为导静电防腐蚀涂层的底漆使用。

发明内容

本发明提供了一种导电系数高、锌粉含量低、不易产生沉淀且施工便捷无障碍的水性富锌鳞片阴极保护底漆。

水性富锌鳞片阴极保护底漆，由甲组份、乙组份和丙组份三种组份组成，其中，甲组份与乙组份的质量比为5∶1～8∶1，甲组份、乙组份两者的质量之和与丙组份的质量比为5∶1。

作为优选的技术方案：按质量分数计，所述甲组份包括：45～60％的水性环氧树脂、4～6％的助剂以及35～50％的去离子水；所述乙组份包括：70～80％的改性胺固化剂、10～15％的丙二醇丁醚、以及5～15％的去离子水；所述丙组份为片状锌粉；

作为优选的技术方案：所述甲组份中的助剂由分散剂、润湿剂、防闪蚀剂、稳定剂、消泡剂和增稠剂组成，且助剂中各组分占甲组份的质量比分别为0.6％、0.4％、1.0％、1％～2％、0.2％～0.6％、0.8％～1.4％。

作为优选的技术方案：所述水性环氧树脂的固含量为50～55％。

作为优选的技术方案：所述片状锌粉的粒径为600～1500目。

作为优选的技术方案：所述丙组份中，所述片状锌粉为至少两种不同粒径的片状锌粉的组合。

本发明还涉及一种如上所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆的制备方法：

1)、甲组份的制备：在搅拌状态下，按比例将去离子水、水性环氧树脂、助剂依次投入搅拌罐中，搅拌速度控制在300～500转／min，当看到搅拌罐中液面如镜面时，过滤包装；

2)、乙组份的制备：按比例先将改性胺固化剂倒入搅拌罐中，再加入丙二醇丁醚搅拌5～10min，最后加入去离子水搅拌15～20min，过滤包装；

3)、丙组份的制备：将至少两种不同粒径的片状锌粉混合，投入干粉搅拌器中，搅拌10～15min后出料包装；

4)、按比例先将甲组份和乙组份混合，搅拌均匀，然后一边搅拌一边加入丙组份，待搅拌均匀后，静置10～15min，用80目网过滤后即可。

本发明还涉及如上所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆的用途，其用于刷涂、滚涂、有气喷涂、无气喷涂或静电喷涂。

水性富锌鳞片阴极保护底漆在涂装施工方式上，可以刷涂、滚涂，可以有气喷涂、无气喷涂，也可以静电喷涂，不会堵管、堵抢，可连续作业，施工难度小，具体施工方式要根据被涂工件的要求、施工环境、施工条件而定。

水性富锌鳞片阴极保护底漆与现有加封闭层的热喷锌、热喷铝耐盐雾性能相近，但它的环保特性和施工安全性是无与伦比的。

水性富锌鳞片阴极保护底漆以固含量为50～55％的水性环氧树脂为成膜物质，不含有机溶剂，无毒无害、不燃不爆、无污染、无排放，符合节能减排、绿色生态的大方向。采用600～1500目的片状锌粉作颜填料，而且是采用多种粒径片状锌粉混合，粒径更小的片状锌粉可以填充空隙，片状锌粉属于低吸油、低吸水的高屏蔽填料，片状填料多层平行地与基材排列，使介质扩散的路线变得弯弯曲曲，延长了介质渗透扩散到基体的路程，耐酸耐碱、耐盐雾性能得以加强，漆膜坚韧、具有良好的附着力、柔韧性、耐磨性和封闭性能，在防腐蚀功能方面比普通的富锌漆更近了一步，它不需要更厚的涂膜，只需15～20μm的干膜厚度就能达到很强的防腐蚀效果。由于片状锌粉质轻且添加量少(总质量的12～15％)，成本更低，不易产生沉淀，施工便捷，无障碍，可减轻被涂基材的防腐蚀载荷，减少涂装道数，进而节省人力物力，降低防腐蚀成本。

本发明具有的有益效果：与水性无机富锌底漆的耐盐雾性能相近甚至更好，但它在施工和导静电方面有自己的独特优势。本发明提供的水性富锌鳞片阴极保护底漆，导电系数可达105～109Ω，作为普通重防腐涂层和导静电重防腐涂层的底漆，它适用于道路桥梁、高速高铁、汽车火车、船舶舰艇、海岸设施、海洋平台、化工厂、炼油厂等重防腐领域的防腐蚀涂装，其应用前景非常广阔。

富锌涂料在重防腐领域常被用于车间底漆和基材的基础保护，水性富锌涂料的出现使富锌涂料具有绿色环保、健康生态的新概念，而水性富锌鳞片阴极保护底漆进一步提升了水性富锌涂料的耐抗性能、施工性能，并增加了导静电性能，且性价比高，随着全人类节能减排、保护家园的生态发展趋势，水性富锌鳞片阴极保护底漆在重防腐领域一定会大有作为。

具体实施方式

于实施例。

实施例1

本实施例提供一种水性富锌鳞片阴极保护底漆，其由甲组份、乙组份和丙组份三组份组成，其中，甲组份与乙组份的质量之比为5∶1，甲组份与乙组份质量之和与丙组份的质量之比为5∶1。

按质量分数计，甲组份包括：60％的水性环氧树脂、5％的助剂及35％的去离子水；乙组份包括：80％的改性胺固化剂、15％的丙二醇丁醚及5％的去离子水；丙组份为片状锌粉，选用两种不同粒径的锌粉(600目和1500目)组合使用，600目的占60％，1500目的占40％。

水性环氧树脂选用固含量为50％的水性环氧树脂及固含量为55％的水性环氧树脂组合使用。

助剂为分散剂、润湿剂、防闪蚀剂、稳定剂、消泡剂和增稠剂，各种助剂占甲组份的质量比分别为0.6％、0.4％、1.0％、2％、0.2％、0.8％。

甲组份、乙组份和丙组份的具体情况如表1所示。(W％表示各组份占该组份的质量百分比)。

表1水性富锌鳞片阴极保护底漆组成配方

制备方法：

1)、甲组份的制备：在搅拌状态下，按比例将去离子水、水性环氧树脂、助剂依次投入搅拌罐中，搅拌速度控制在500转／min，当看到搅拌罐中液面如镜面时，过滤包装；

2)、乙组份的制备：按比例先将改性胺固化剂倒入搅拌罐中，再加入丙二醇丁醚搅拌10min，最后加入去离子水搅拌20min，过滤包装；

3)、丙组份的制备：将至少两种不同粒径的片状锌粉混合，投入干粉搅拌器中，搅拌15min后出料包装；

4)、按比例先将甲组份和乙组份混合，搅拌均匀，然后一边搅拌一边加入丙组份，待搅拌均匀后，静置10～15min，用80目网过滤后即可。

实施例2

本实施例提供一种水性富锌鳞片阴极保护底漆，其由甲组份、乙组份和丙组份三组份组成，其中，甲组份与乙组份的质量之比为8∶1，甲组份与乙组份质量之和与丙组份的质量之比为5∶1。

按质量分数计，甲组份包括：45％的水性环氧树脂、6％的助剂及49％的去离子水；乙组份包括：70％的改性胺固化剂、15％的丙二醇丁醚及15％的去离子水；丙组份为片状锌粉，选用三种不同粒径的锌粉(800目、1000目和1200目)组合使用，800目的占40％、1000目的占30％、1200目的占30％。

水性环氧树脂选的固含量为50％。

助剂为分散剂、润湿剂、防闪蚀剂、稳定剂、消泡剂和增稠剂，各种助剂占甲组份的质量比分别为0.6％、0.4％、1.0％、2％、0.6％、1.4％。

甲组份、乙组份和丙组份中各成分的具体情况，除含量与实施例1不同外，其规格、性能和产地与实施例全部相同。

制备方法：

1)、甲组份的制备：在搅拌状态下，按比例将去离子水、水性环氧树脂、助剂依次投入搅拌罐中，搅拌速度控制在300转／min，当看到搅拌罐中液面如镜面时，过滤包装；

2)、乙组份的制备：按比例先将改性胺固化剂倒入搅拌罐中，再加入丙二醇丁醚搅拌5min，最后加入去离子水搅拌15min，过滤包装；

3)、丙组份的制备：将至少两种不同粒径的片状锌粉混合，投入干粉搅拌器中，搅拌10min后出料包装；

4)、按比例先将甲组份和乙组份混合，搅拌均匀，然后一边搅拌一边加入丙组份，待搅拌均匀后，静置10～15min，用80目网过滤后即可。

实施例3

本实施例提供一种水性富锌鳞片阴极保护底漆，其由甲组份、乙组份和丙组份三组份组成，其中，甲组份与乙组份的质量之比为6∶1，甲组份与乙组份质量之和与丙组份的质量之比为5∶1。

按质量分数计，甲组份包括：52％的水性环氧树脂、4％的助剂及44％的去离子水；乙组份包括：75％的改性胺固化剂、12％的丙二醇丁醚及13％的去离子水；丙组份为片状锌粉，选用三种不同粒径的锌粉(700目、1400目、900目和1300目)组合使用，700目的占30％、1400目的占30％、900目的占20％、1300目的占20％。

水性环氧树脂选的固含量为52％。

助剂为分散剂、润湿剂、防闪蚀剂、稳定剂、消泡剂和增稠剂，各种助剂占甲组份的质量比分别为0.6％、0.4％、1.0％、2％、0.2％、0.8％。

甲组份、乙组份和丙组份中各成分的具体情况，除含量与实施例1不同外，其规格、性能和产地与实施例全部相同。

制备方法：

1)、甲组份的制备：在搅拌状态下，按比例将去离子水、水性环氧树脂、助剂依次投入搅拌罐中，搅拌速度控制在400转／min，当看到搅拌罐中液面如镜面时，过滤包装；

2)、乙组份的制备：按比例先将改性胺固化剂倒入搅拌罐中，再加入丙二醇丁醚搅拌8min，最后加入去离子水搅拌18min，过滤包装；

3)、丙组份的制备：将至少两种不同粒径的片状锌粉混合，投入干粉搅拌器中，搅拌12min后出料包装；

4)、按比例先将甲组份和乙组份混合，搅拌均匀，然后一边搅拌一边加入丙组份，待搅拌均匀后，静置10～15min，用80目网过滤后即可。

上述水性富锌鳞片阴极保护底漆的使用方法：

水性富锌鳞片阴极保护底漆在涂装施工方式上，可以刷涂、滚涂，可以有气喷涂、无气喷涂，也可以静电喷涂。具体施工方式要根据被涂工件的要求、施工环境、施工条件因情制宜。

具体施工方式一：将以上各实施例制备的产品应用于北京燕山石化总厂的化工储罐防腐蚀涂装，且与现有的富锌漆进行比较。

涂装过程均为：底材打磨(除油除锈)——滚涂保护底漆两道(重涂间隔24h)——滚涂水性丙烯酸防腐面漆一道，自然固化15天后，进行检测，检测结果如下表2和表3所示。

表2各实施例水性富锌鳞片阴极保护底漆的技术指标

由表2可知，本发明的水性富锌鳞片阴极保护底漆经检测完全符合施工要求。

表3与现有富锌漆的性能比较

由表3可知：

1)、水性富锌鳞片阴极保护底漆的耐盐雾性能稍好于水性无机富锌底漆，但它在施工和导静电方面远远好于水性无机富锌底漆。

2)、水性富锌鳞片阴极保护底漆的耐盐雾性能也稍好于热喷锌、铝(加封闭层)，但它的导静电方面、环保特性和施工安全性远好于后者。

具体施工方式二：

涂装过程均为：底材抛丸处理(除油除锈)——喷涂保护底漆两道(重涂间隔4h)——喷涂水性环氧防腐面漆两道(重涂间隔4h)。自然固化30天后，检测结果如下表4和表5所示：

表4各实施例水性富锌鳞片阴极保护底漆的技术指标

由表4可知，在喷涂作业中，本发明的水性富锌鳞片阴极保护底漆经检测完全符合施工要求。

表5与现有富锌漆的性能比较

在喷涂作业中，由表5可知：

1)、水性富锌鳞片阴极保护底漆的耐盐雾性能稍好于水性无机富锌底漆，但它在施工和导静电方面远远好于水性无机富锌底漆。

2)、水性富锌鳞片阴极保护底漆的耐盐雾性能也稍好于热喷锌、铝(加封闭层)，但它的导静电方面、环保特性和施工安全性远好于后者。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.水性富锌鳞片阴极保护底漆，其特征在于：由甲组份、乙组份和丙组份三种组份组成，其中，甲组份与乙组份的质量比为5∶1～8∶1，甲组份、乙组份两者的质量之和与丙组份的质量比为5∶1。 

2.根据权利要求1所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆，其特征在于：按质量分数计，所述甲组份包括：45～60％的水性环氧树脂、4～6％的助剂以及35～50％的去离子水；所述乙组份包括：70～80％的改性胺固化剂、10～15％的丙二醇丁醚、以及5～15％的去离子水；所述丙组份为片状锌粉。 

3.根据权利要求2所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆，其特征在于：所述甲组份中的助剂由分散剂、润湿剂、防闪蚀剂、稳定剂、消泡剂和增稠剂组成，且助剂中各组分占甲组份的质量比分别为0.6％、0.4％、1.0％、1％～2％、0.2％～0.6％、0.8％～1.4％。 

4.根据权利要求2所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆，其特征在于：所述水性环氧树脂的固含量为50～55％。 

5.根据权利要求2所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆，其特征在于：所述片状锌粉的粒径为600～1500目。 

6.根据权利要求5所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆，其特征在于：所述丙组份中，所述片状锌粉为至少两种不同粒径的片状锌粉的组合。 

7.权利要求1至6任意一个权利要求所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

1)、甲组份的制备：在搅拌状态下，按比例将去离子水、水性环氧树脂、助剂依次投入搅拌罐中，搅拌速度控制在300～500转／min，当看到搅拌罐中液面如镜面时，过滤包装； 

2)、乙组份的制备：按比例先将改性胺固化剂倒入搅拌罐中，再加入丙二 醇丁醚搅拌5～10min，最后加入去离子水搅拌15～20min，过滤包装； 

3)、丙组份的制备：将至少两种不同粒径的片状锌粉混合，投入干粉搅拌器中，搅拌10～15min后出料包装； 

4)、按比例先将甲组份和乙组份混合，搅拌均匀，然后一边搅拌一边加入丙组份，待搅拌均匀后，静置10～15min，用80目网过滤后即可。 

8.根据权利要求7所述的水性富锌鳞片阴极保护底漆的用途，其用于刷涂、滚涂、有气喷涂、无气喷涂或静电喷涂。