CN106833300A - 水性环氧底面合一漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了水性环氧底面合一漆及其制备方法，涉及涂料技术领域。本发明提供的水性环氧底面合一漆，主要由水性丙烯酸改性环氧乳液、颜填料、固化剂、分散剂、消泡剂和水等原料组成，通过各组份之间的协同配合作用，使得水性环氧底面合一漆的耐老化性可达到200h，耐盐雾性可达到240h，改善了传统水性环氧底面合一漆耐老化性差，在涂装和使用性能上表现欠佳的缺陷；本发明还提供了水性环氧底面合一漆的制备方法，该制备方法工艺简单，满足涂装优化工艺，节约成本的需求；采用该制备方法制备的水性环氧底面合一漆绿色环保，符合当今社会对环保的要求。

Description

水性环氧底面合一漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体而言，涉及水性环氧底面合一漆及其制备方法。

背景技术

水性底面合一漆就是将底漆和面漆合二为一的一种水性涂料，而且既可以作为底漆用，又可以作为面漆用。这就要求其不仅要具有底漆的性能，如优良的防腐性能，还要具有面漆的性能，比如耐老化性、高光泽等。由于兼具底漆和面漆的特性，因此水性底面合一漆的涂装工艺流程大为简化，节省了涂装工艺能耗和涂装施工成本，提高了经济效益同时避免了底漆、面漆之间不配套导致的涂装质量问题。而且水性底面合一漆的组成中基本不含有危害人体和环境的有机溶剂，符合当今社会对环保的要求。

目前，在国内已经出现一些水性底面合一漆，但是该类产品主要是以低温烘干为主，耐老化性较差，在涂装和使用性能上表现欠佳。

有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种水性环氧底面合一漆，所述水性环氧底面合一漆主要由水性丙烯酸改性环氧乳液、颜填料、固化剂、分散剂、消泡剂和水等原料组成，通过各组份之间的协同配合作用，使得水性环氧底面合一漆的耐老化性可达到200h，耐盐雾性可达到240h，改善了传统水性环氧底面合一漆耐老化性差的缺陷。

本发明的第二个目的在于提供一种水性环氧底面合一漆的制备方法，该制备方法工艺简单，节省了涂装工艺能耗和涂装施工成本，提高了经济效益；采用该制备方法制备的水性环氧底面合一漆绿色环保，具有良好的耐老化性和耐盐雾性，改善了传统水性环氧底面合一漆耐老化性差，在涂装和使用性能上表现欠佳的缺陷。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆主要由以下原料制成：

进一步的，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆主要由以下原料制成：

进一步的，所述水性丙烯酸改性环氧乳液的粘度为100-5000mPa.s；

其中，所述水性丙烯酸改性环氧乳液选自美国陶氏的AHE-20、广州兴航的G-02或山东泉鑫的QX-004中的一种或者至少两种的组合。

进一步的，按照重量百分数计，所述颜填料包括着色颜料、防锈颜料和填料；

其中，所述着色颜料、防锈颜料和填料之间的重量比为(2-3)：(3-5)：(20-30)。

进一步的，所述着色颜料选自碳黑、钛白粉、氧化铁黄或铁蓝中的一种或者至少两种的组合；

所述防锈颜料选自磷酸锌、锌铬黄、三聚磷酸铝、硼酸锌或氧化铁红中的一种或者至少两种的组合；

所述填料选自碳酸钙、沉淀硫酸钡、滑石粉、高岭土、云母粉或二氧化硅中的一种或者至少两种的组合。

进一步的，所述固化剂选自上海湛新的613、亨斯迈D-230或美国HEXION化工的EPIKURE 8637中的一种或者至少两种的组合。

进一步的，所述消泡剂选自德国迪高的Tego-810、广东旭亿华XH-OK310或毕克化学公司的BYK-333中的一种或者至少两种的组合。

进一步的，所述分散剂选自德国迪高的Tego-760W、美国陶氏的CF-10、美国陶氏的TritonX-405或美国气体化工的Dynol 604中的一种或者至少两种的组合。

进一步的，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆主要由以下原料制成：

本发明还提供了一种水性环氧底面合一漆的制备方法，主要包括如下步骤：

(1)将配方量的水、固化剂、分散剂和消泡剂混合搅拌至均匀，得分散液；

(2)在搅拌的状态下，向分散液中加入配方量的颜填料，搅拌均匀，研磨，得到甲组份；水性丙烯酸改性环氧乳液为乙组份；

(3)将甲组份和乙组份混合搅拌，得到水性环氧底面合一漆。

本发明提供了一种水性环氧底面合一漆，所述水性环氧底面合一漆为双组份漆，主要由水性丙烯酸改性环氧乳液、颜填料、固化剂、分散剂、消泡剂和水等原料组成，通过各组份之间的协同配合作用，使得水性环氧底面合一漆的耐老化性可达到200h，耐盐雾性可达到240h，改善了传统水性环氧底面合一漆耐老化性差的缺陷。

本发明提供了水性环氧底面合一漆的制备方法，该制备方法工艺简单，满足涂装优化工艺，节约成本的需求；采用该制备方法制备的水性环氧底面合一漆绿色环保，作为底漆时具备一定的防腐性能，又达到面漆耐老化性能，改善了传统水性环氧底面合一漆耐老化性差，在涂装和使用性能上表现欠佳的缺陷。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

根据本发明的一个方面，提供了一种水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆由以下原料制成：

本发明提供了一种水性环氧底面合一漆，所述水性环氧底面合一漆为双组份漆，由水性丙烯酸改性环氧乳液、颜填料、固化剂、分散剂、消泡剂和水等原料组成，通过各组份之间的协同配合作用，使得水性环氧底面合一漆的耐老化性可达到200h，耐盐雾性可达到240h，改善了传统水性环氧底面合一漆耐老化性差，在涂装和使用性能上表现欠佳的缺陷。

具体的，环氧树脂对多种类基材具有优异的附着力、机械强度、耐腐蚀性、电绝缘性、耐化学品性而被广泛作为涂料的成膜物使用，但是因其具有不稳定的苯环结构，在紫外线的照射下易分解粉化，限制了其在户外的应用。而丙烯酸树脂的相对分子质量较大，具有保光保色性、耐老化性、光泽度高等优点。故本发明采用丙烯酸树脂对环氧树脂进行改性处理后制成涂料，其涂膜综合性能可得到显著提高。

在本发明中，水性丙烯酸改性环氧乳液是主要成膜物质。水性丙烯酸改性环氧乳液是一种水稀释型丙烯酸改性环氧分散体，具有出色的机械和离子稳定性，本身还具有一定的耐腐蚀性能。在本发明中，水性丙烯酸改性环氧乳液通过与其他组份协同配合，以进一步提高水性环氧底面合一漆的耐老化性和耐盐雾性。

优选的，所述水性丙烯酸改性环氧乳液典型但非限制性的重量百分数为45％、46％、48％、50％、52％、54％、55％、56％、58％、60％、62％、64％或65％。

颜填料，是涂膜的重要成膜物质，它不仅提供了人们所需要的装饰色彩，遮盖被涂底层，减少涂膜的透气性和透水性。

所述颜填料典型但非限制性的重量百分数为20％、22％、24％、25％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％或40％。

由于乳液体系中含有环氧基、羧基等基团，固化剂既有固化的功能又有乳化的功能。加入固化剂后，可使得丙烯酸改性环氧乳液微粒与固化剂微粒之间相互渗透交联反应，从而形成涂膜涂覆在底材表面。

所述固化剂典型但非限制性的重量百分数为5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％。

由于水的表面张力较高，对颜填料和底材的润湿性较差，特别是有油脂残余的表面润湿更差，需要加入适量的分散剂来提高其润湿性，使水性涂料在涂装时能得到光滑平整的涂膜。

所述分散剂典型但非限制性的重量百分数为0.5％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％、2.1％、2.2％、2.4％或2.5％。

由于固化剂中含有少量的乳化剂以及待涂装的底材存在空隙等原因，都会导致气泡的生成，从而影响成膜性或者产生表面缺陷，故需要添加消泡剂以减少气泡的产生。

所述消泡剂典型但非限制性的重量百分数为0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。

采用水作为溶剂，绿色环保，符合当今社会对环保的要求。优选的，水可以采用去离子水。所述水典型但非限制性的重量百分数6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、15％、16％、18％、19％或20％。

在本发明的一种优选实施方式中，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆由以下原料制成：

通过对各原料以及原料配比之间的进一步限定，使得水性环氧底面合一漆在防腐蚀、耐盐雾方面达到了和谐统一。

本发明所述的“包括”，意指其除所述组份外，还可以包括水分子阻换剂等其他组份，这些其他组份赋予所述水性环氧底面合一漆不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。

在本发明的一种优选实施方式中，所述水性丙烯酸改性环氧乳液在25℃下的粘度为100-5000mPa.s；

所述水性丙烯酸改性环氧乳液选自美国陶氏的AHE-20、广州兴航的G-02或山东泉鑫的QX-004中的一种或者至少两种的组合。

优选的，水性丙烯酸改性环氧乳液的固含量为46-55％，pH为7-9。水性丙烯酸改性环氧乳液典型但非限制性的pH为7、7.2、7.4、7.5、7.8、8.0、8.2、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9或9。

在本发明的一种优选实施方式中，按照重量百分数计，所述颜填料包括着色颜料、防锈颜料和填料；

所述着色颜料、防锈颜料和填料之间的重量比为(2-3)：(3-5)：(20-30)。

着色颜料的主要作用就是给漆料上色，对底材表面进行遮盖，增加美观性和装饰性。

防锈颜料的主要功能是防止金属腐蚀、提高涂膜对金属表面的保护作用，以进一步提高水性环氧底面合一漆的耐腐蚀性。

填料，主要作用是对涂膜起填充作用以增大涂膜厚度，并提高涂膜的耐久性及硬度等。

所述着色颜料、防锈颜料和填料之间典型但非限制性的重量比为2:3:20、2:4:20、2:5:20、2:3:22、2:3:24、2:3:26、2:3:28、2:3:30、2:4:22、2:4:28、2:4:30、2:5:20、2:5:30、3:4:20、3:4:30、3:5:20、3:5:22、3:5:25或3:5:30。

在本发明的一种优选实施方式中，所述着色颜料选自碳黑、钛白粉、氧化铁黄或铁蓝中的一种或者至少两种的组合；

所述防锈颜料选自磷酸锌、锌铬黄、三聚磷酸铝、硼酸锌或氧化铁红中的一种或者至少两种的组合；

所述填料选自碳酸钙、沉淀硫酸钡、滑石粉、高岭土、云母粉或二氧化硅中的一种或者至少两种的组合。

要确保水性环氧底面合一漆具有良好的耐盐雾性能和防腐性，首先，树脂本身要具有良好的防腐性；其次，必须选好相应的防锈颜料与树脂配合，且防锈颜料本身也具有良好的防腐性；再次，恰当的颜基比能使得涂膜变得致密，有利于耐盐雾性能的提高。

填料的使用不仅减低了涂料成本，而且能起到改善涂膜功能的作用。如滑石粉可防止涂料流挂及在涂膜中吸收伸缩应力、减少裂缝和孔隙的功能；云母粉可大大提高涂膜的耐候性、抗透水性、增强涂膜与基质附着力和涂膜强度，改善涂膜的表观；沉淀硫酸钡能改进涂料悬浮性，改善平滑性等。

在本发明的一种优选实施方式中，所述固化剂选自上海湛新的613、亨斯迈D-230或美国HEXION化工的EPIKURE 8637中的一种或者至少两种的组合。

优选的，所述固化剂选自酰胺基胺固化剂、聚酰胺固化剂或聚酰胺加成物中的一种。

在本发明的一种优选实施方式中，所述消泡剂选自德国迪高的Foamex810、广东旭亿华XH-OK310或毕克化学公司的BYK-333中的一种或者至少两种的组合。

在本发明的一种优选实施方式中，所述分散剂选自德国迪高的Tego-760W、美国陶氏的CF-10、美国陶氏的TritonX-405或美国气体化工的Dynol 604中的一种或者至少两种的组合。

在本发明中，优选的，采用非离子型丙烯酸类聚合物作为分散剂，与本发明中的成膜物质有良好的协同作用。

在本发明的一种优选实施方式中，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆主要由以下原料制成：

通过对本发明中各原料组份及配比作进一步限定，使得水性环氧底面合一漆的综合性能进一步提升，尤其是耐老化性可达到200h，耐盐雾性可达到240h。

本发明还提供了一种水性环氧底面合一漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)将配方量的水、固化剂、分散剂和消泡剂混合搅拌至均匀，得分散液；

(2)在搅拌的状态下，向分散液中加入配方量的颜填料，搅拌均匀，研磨，得到甲组份；水性丙烯酸改性环氧乳液为乙组份；

(3)将甲组份和乙组份混合搅拌，得到水性环氧底面合一漆。

由于颜填料与水的混合有一定的难度，故将颜填料单独在步骤(2)中进行添加。且在搅拌过程后，还可以采用砂磨机对颜填料进行进一步研磨分散。

由于本发明中的水性环氧底面合一漆是双组份漆，所以在包装时，甲组份和乙组份要单独包装，在涂装施工前，将甲组份和乙组份进行调配即可得到水性环氧底面合一漆。应该注意的是，水性环氧底面合一漆在调配好后，应在短时间内使用完毕，否则漆料容易失效，影响后期的使用。

本发明提供的水性环氧底面合一漆的制备方法，该制备方法工艺简单，满足涂装优化工艺，节约成本的需求；采用该制备方法制备的水性环氧底面合一漆绿色环保，作为底漆时具备一定的防腐性能，又达到面漆耐老化性能，改善了传统水性环氧底面合一漆耐老化性差，在涂装和使用性能上表现欠佳的缺陷。

下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。

实施例1

水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，由以下原料制成：

本实施例水性环氧底面合一漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)将配方量的水、亨斯迈D-230、Tego-760w和Tego-810混合搅拌至均匀，得分散液；

(2)在搅拌的状态下，向分散液中加入配方量的钛白粉、三聚磷酸铝和云母粉，搅拌均匀，采用砂磨机研磨后，得到甲组份；泉鑫QX-004为乙组份；

(3)将甲组份和乙组份混合搅拌，得到水性环氧底面合一漆。

实施例2

水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，由以下原料制成：

本实施例水性环氧底面合一漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)将配方量的水、EPIKURE 8637、CF-10和BYK-333混合搅拌至均匀，得分散液；

(2)在搅拌的状态下，向分散液中加入配方量的氧化铁黄、氧化铁红和高岭土，搅拌均匀，采用砂磨机研磨后，得到甲组份；兴航G-02为乙组份；

(3)将甲组份和乙组份混合搅拌，得到水性环氧底面合一漆。

实施例3

水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，由以下原料制成：

本实施例的制备方法，具体步骤可参考实施例1。

实施例4

水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，由以下原料制成：

本实施例的制备方法，具体步骤可参考实施例2。

对比例1

水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，由以下原料制成：

其中，水性环氧乳液采用机械法制备而成，即采用球磨机将固体环氧树脂研磨成为微米级的环氧树脂粉末，然后加入乳化剂水溶液，再通过机械搅拌分散于水中。

本对比例的制备方法，具体步骤可参考实施例1。

对比例2

水性环氧底面合一漆，按照重量百分数计，由以下原料制成：

本对比例的制备方法，具体步骤可参考实施例2。

实验例1

为了验证各实施例和对比例中各组份、配比以及制备方法对水性环氧底面合一漆综合性能的影响，故设此实验。柔韧性测定依据GB/T1731-1993，耐冲击性测定依据GB/T1732-1993，附着力测定依据GB/T9286-1998，耐盐雾性测定依据GB/T1768-2006，耐老化性测定依据GB/T1766-2008，耐化学品性测定依据GB/T1763-1979。其中，附着力和耐老化性以0-5的数字等级来评价破坏程度和数量，“0”表示无破坏，“5”表示严重破坏。各实施例和对比例中的水性环氧底面合一漆涂膜性能检测结果如表1所示：

表1实施例和对比例中的水性环氧底面合一漆涂膜性能检测结果

从上表可以看出，本发明所提供的水性环氧底面合一漆均具有良好的耐盐雾性和耐老化性，耐盐雾性可达240h，耐老化性可达到200h。

对比例1为实施例3的对照实验，两者不同之处在于所采用的基料不同。对比可知，采用水性环氧树脂乳液制备的水性底面合一漆，在耐盐雾性和耐老化性方面都劣于本发明中采用水性丙烯酸改性环氧乳液制备的水性环氧底面合一漆。可见，采用水性丙烯酸改性环氧乳液作为基料，能够有效提升水性环氧底面合一漆的耐盐雾性和耐老化性。

对比例2为实施例3的对照实验，两者不同之处在于颜基比不同。对比例2的颜基比小于实施例3的颜基比。可见，采用相同的组份，而组份之间的配比也会直接影响到最终产品水性环氧底面合一漆的性能，尤其是耐盐雾性、耐老化性等。合理的颜基比能使得涂膜变得致密，具有较好的阻氧阻水率，能够有效的阻止水分子和氧分子穿过涂膜到达底材表面从而破坏涂层的附着力，降低耐盐雾性能和耐老化性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种水性环氧底面合一漆，其特征在于，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆主要由以下原料制成：

2.根据权利要求1所述的水性环氧底面合一漆，其特征在于，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆主要由以下原料制成：

3.根据权利要求1或2所述的水性环氧底面合一漆，其特征在于，所述水性丙烯酸改性环氧乳液的粘度为100-5000mPa.s；

其中，所述水性丙烯酸改性环氧乳液选自美国陶氏的AHE-20、广州兴航的G-02或山东泉鑫的QX-004中的一种或者至少两种的组合。

4.根据权利要求1或2所述的水性环氧底面合一漆，其特征在于，所述颜填料包括着色颜料、防锈颜料和填料；

其中，所述着色颜料、防锈颜料和填料之间的重量比为(2-3)：(3-5)：(20-30)。

5.根据权利要求4所述的水性环氧底面合一漆的制备方法，其特征在于，所述着色颜料选自碳黑、钛白粉、氧化铁黄或铁蓝中的一种或者至少两种的组合；

所述防锈颜料选自磷酸锌、锌铬黄、三聚磷酸铝、硼酸锌或氧化铁红中的一种或者至少两种的组合；

所述填料选自碳酸钙、沉淀硫酸钡、滑石粉、高岭土、云母粉或二氧化硅中的一种或者至少两种的组合。

6.根据权利要求1或2所述的水性环氧底面合一漆，其特征在于，所述固化剂选自上海湛新的613、亨斯迈D-230或美国HEXION化工的EPIKURE 8637中的一种或者至少两种的组合。

7.根据权利要求1或2所述的水性环氧底面合一漆，其特征在于，所述消泡剂选自德国迪高的Tego-810、广东旭亿华的XH-OK310或毕克化学公司的BYK-333中的一种或者至少两种的组合。

8.根据权利要求1或2所述的水性环氧底面合一漆，其特征在于，所述分散剂选自德国迪高的Tego-760W、美国陶氏的CF-10、美国陶氏的TritonX-405或美国气体化工的Dynol604中的一种或者至少两种的组合。

9.根据权利要求1或2所述的水性环氧底面合一漆，其特征在于，按照重量百分数计，所述水性环氧底面合一漆主要由以下原料制成：

10.权利要求1-9中任意一项所述的水性环氧底面合一漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将配方量的水、固化剂、分散剂和消泡剂混合搅拌至均匀，得分散液；

(2)在搅拌的状态下，向分散液中加入配方量的颜填料，搅拌均匀，研磨，得到甲组份；水性丙烯酸改性环氧乳液为乙组份；

(3)将甲组份和乙组份混合搅拌，得到水性环氧底面合一漆。