CN107384142A - 一种新型焊缝涂料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型纳米焊缝涂料，含有以下组分，以涂料的总重量为基准，改性树脂70‑80份，纳米级颜料5‑8份，润湿分散剂1‑2份，消泡剂0.5‑1份，流平剂0.3‑1份，余量为溶剂。改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂，颜料为纳米级耐高温银粉，润湿分散剂为高分子润湿分散剂，消泡剂为聚酯改性消泡剂，流平剂为有机硅流平剂。本发明同时提供了该涂料的制备方法和使用方法，采用本发明所提供的涂料，钢桶从焊机焊接处产生的300摄氏度的焊缝表面喷涂本涂料40秒内固化，固化后在焊缝表面形成的涂层在保持高光泽度，高耐磨性，高耐温性和高耐酸碱性的前提下膜层厚度达到20微米以上。

Description

一种新型焊缝涂料及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及一种新型焊缝涂料及其制备方法和使用方法，特别是一种用于罐体、面板及其他金属板或金属件的新型纳米焊缝涂料及其制备方法和使用方法。

背景技术

不同合金和(或)不同厚度的单片金属板焊接在一起制成的新面板或结构，其组成部分具有不同的材料特性。这种新的组合板经深拉形成的空间结构，由于材料特性不同，在各个方向具有不同的特性。由于本领域共知的原因，为了满足新的要求，常将不同的金属件焊接在一起。在焊接后，尤其是在滚压缝焊后，焊缝在某种程度上可通过焊渣来保护，但它非常粗糙，不加保护就很容易被腐蚀。如果没有适当的涂层，通常是刷净新生成的焊缝，去掉焊渣，涂油，但是这种常规手段起到的作用非常有限。现今市场上现有的钢筒焊缝补涂涂料，其为双组份涂料，甲乙组分混合后四小时内必须使用完，活化期短。乙组份必须注意存放于避光、通风、干燥、阴凉处，使用后应马上密闭，储存和使用不方便。常温下甲乙组分混合后喷涂物表面涂层二十分钟表干，半小时指干，七天完全固化可使用，此工艺浪费时间，不能实现连续工业化。并且甲乙组分组成的焊缝涂料必须在所有的制桶工艺完成以后才能进行焊缝补涂，人工喷涂需要大量的人工物力和资源浪费。

专利CN2486469，特种物料大口钢桶，其公开了这样一种涂料组合：由乙烯基树脂，丙烯基树脂，聚氨酯树脂，氨基树脂，聚酯树脂，醇酸树脂，环氧树脂或上述树脂的改性树脂构成。该涂层为无需烘烤的透明涂层。该专利虽然披露了一种用于钢桶的涂料组合，但其并未公开制备方法和使用方法。

专利CN105368273A，一种用于金属罐焊缝补涂新型粉末涂料，其公开了一种粉末涂料，由以下材料按重量份计组成:特殊聚酯树脂粉69.4-73.7份、钛白粉18-19份、硫酸钡3.5-3.8份、环氧树脂4-6份、流平剂0.2-0.4份、二氧化硅0.2-0.4份、增电剂0.1-0.3份、润湿剂0.1-0.3份、安息香0.2-0.4份。该申请披露的技术方案为一种用于罐体焊缝粉末涂料的组成及其制备方法，但是该申请披露的涂料组成不清楚，何为“特殊聚酯树脂粉”该申请中并未说明；另外该申请亦未披露其使用方法。

现有钢桶的制作工艺流程如下：将钢板通过焊机焊接成筒体→筒体涨筋与拉伸做出纹理→钢桶成型→焊缝补涂处理。在此工艺中焊缝处理必须要等到钢桶成型后用人工或者机器对焊缝进行喷涂或者刷涂处理。因为钢桶完全成型后是不规则无秩序摆放所以不管是用人工还是机器喷涂就必须要找到焊缝的准确位置，这样一来大大的降低了生产效率增加劳动成本无法实现工业化。

发明内容

要想解决生产效率实现工业化，钢桶制造工艺需改为焊机焊接成筒体→焊缝补涂处理→筒体涨筋与拉伸做出纹理 →钢桶成型。现有涂料在1处喷涂或者刷涂因为高温的原因导致涂料烧焦，起痱子且在进入 段工艺时现行的涂料因为附着力和干燥速度的原因在涨筋拉伸处理花纹时会脱落影响美观和防护性能。根据现有技术的难储存，活化期短，固化时间长，施工工艺繁琐的问题，本发明提供一种新型单组份纳米焊缝涂料，这种涂料可以实现从钢桶在焊机焊完焊缝出来以后，利用焊机在焊缝上产生的300摄氏度的余热喷涂此涂料在焊缝上40秒内涂层完全固化从而实现工业化连续生产，还可以在钢桶生产过程和结束后的任何一个工位实现补涂，工艺简单易储存性能高。

本发明的技术方案，一种新型纳米焊缝涂料，含有以下组分，以所述涂料的总重量为基准，各组分的含量为：改性树脂70-80份，颜料3-6份，润湿分散剂1-2份，消泡剂0.5-1份，流平剂0.3-1份，余量为溶剂。

进一步地，其中所述改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂。

环氧改性丙烯酸树脂为成膜物质，在常温下不用加入固化剂可以自然干燥，干燥后赋予徒增各种特性，例如硬度﹑柔韧性﹑附着力﹑光泽﹑耐老化﹑耐盐雾等性能。

进一步地，其中所述颜料为纳米耐高温银粉。

纳米耐高温银粉，在涂料中赋予涂料遮盖力。本产品耐温可达170摄氏度以上。

进一步地，其中所述润湿分散剂为高分子润湿分散剂。

在涂料中赋予涂料中颜料润湿分散提高研磨效率改善涂料中的树脂在溶剂中的分散状态的物质。

进一步地，所述消泡剂为聚酯改性消泡剂。

所述消泡剂可以为本领域技术人员公知的各种能够消除涂料中的气泡或减少气泡产生的物质。

进一步地，其中所述流平剂为有机硅流平剂。

所述流平剂可以为本领域技术人员公知的各种能够改善涂料固化后涂层的流平性能，增加涂层的平滑度的物质。

进一步地，其中所述溶剂选自乙酸乙酯，乙酸丁酯，环己酮中的一种或几种。

进一步地，其中所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸丁酯，环己酮的混合物，其中乙酸丁酯/环己酮或乙酸乙酯/环己酮的重量比为0.5-1:1。

本发明同时还公开了上述涂料的制备方法，包含以下步骤：

1)将所有溶剂﹑纳米颜料银粉完全溶解搅拌均匀形成浆料；

2)将浆料分散至细度≤5μm；

3)在搅拌状态下将环氧改性丙烯酸树脂﹑润湿分散剂﹑消泡剂﹑流平剂加入到分散好的浆料中，再经700r/min高速分散机分散均匀。

本发明的制备方法也可以将改性树脂﹑颜料﹑润湿分散剂﹑消泡剂﹑流平剂﹑溶剂进行分步混合。在优选的情况下先将溶剂，纳米耐高温银粉颜料先行混合均匀，然后再依次加入消泡剂﹑流平剂﹑环氧改性丙烯酸树脂，润湿分散剂搅拌均匀。

本发明同时还公开了上述涂料的使用方法，包含以下步骤：钢桶在焊机焊完焊缝出来以后，利用焊机焊接钢桶结束以后在焊缝上产生的300摄氏度余热喷涂本涂料40秒内完全固化形成20微米以上的涂层；也可以在常温状态下对各种焊缝喷涂自然干燥形成涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1)本发明所提供的涂料适合用于金属基材的表面涂层，如钢桶的焊缝补涂，印铁制罐，覆膜制桶等的表面涂层；

2)本发明所提供的涂料是一种单组份自干纳米涂料，不需要研磨，颜料在溶剂中润湿，工艺简单，易储存，性能高；

3）本发明所提供的涂料使得300℃焊机下线喷涂成为可能，实现了工业化生产；

4)本发明所提供的涂料，固化后在焊缝表面形成的涂层在保持高光泽度，高耐磨性，高耐温性和高耐酸碱性的前提下膜层厚度达到20微米以上；

5)本发明所提供的涂料可以在钢桶生产过程和结束后的任何一个工位实现补涂。

具体实施方式

本发明所述改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂，所述产品可以通过通过商购得到，例如可以采用DOWEE808,三井808A。

所述颜料为纳米耐高温银粉，所述产品可以通过商购得到，例如可以采用光大D10，腾辉T50.

所述润湿分散剂产品可以通过商购得到，例如BYK161，海名斯983.

所述消泡剂可以为本领域技术人员公知的各种能够消除涂料中的气泡或减少气泡产生的物质，例如BYK066N,TEGO920.

所述流平剂可以为本领域技术人员公知的各种能够改善涂料固化后涂层的流平性能，增加涂层的平滑度的物质，所述产品可以通过商购得到，例如BYK333，DEGO450,DEGO410,EFKA3600。

实施例1

本实施例说明本发明提供的涂料，涂料中各组分的含量为：

按以下步骤配制涂料：

按照乙酸丁酯/乙酸乙酯/环己酮的重量比为0.5：1:1。

将改性树脂DOWEE808，颜料光大D10，润湿分散剂BYK161﹑消泡剂TEGO920﹑流平剂BYK333﹑溶剂分步进行混合搅拌均匀研磨过滤即可得到涂料A1.

实施例2

本实施例说明本发明提供的涂料，涂料中各组分的含量为：

按照乙酸丁酯/乙酸乙酯/环己酮的重量比为0.5：1:1。

将改性树脂DOWEE808，颜料光大D10﹑润湿分散剂BYK161﹑消泡剂TEGO920﹑流平剂BYK333﹑溶剂分步进行混合搅拌均匀研磨过滤即可得到涂料A2.

实施例3

本实施例说明本发明提供的涂料，涂料中各组分的含量为：

按以下步骤配制涂料：

按照乙酸丁酯/环己酮的重量比为1:1配制。

将改性树脂三井808A，颜料光大D10﹑润湿分散剂BYK161﹑消泡剂TEGO920﹑流平剂DEGO450﹑溶剂分步进行混合搅拌均匀研磨过滤即可得到涂料A3.

实施例4

本实施例说明本发明提供的涂料，涂料中各组分的含量为：

按以下步骤配制涂料：

按照乙酸丁酯/环己酮的重量比为1:1配制。

将改性树脂三井808A，颜料光大D10﹑润湿分散剂BYK161﹑消泡剂TEGO920﹑流平剂BYK333﹑溶剂分步进行混合搅拌均匀过滤即可得到涂料A4.

对比例1

采用与实施例1相同的方法配制涂料，不同之处在于：涂料中的树脂含量不同，为65%。采用本方法制得的涂料，记为C1.

对比例2

采用与实施例1相同的方法配制涂料，不同之处在于：涂料中的相同树脂流平含量不同，为0.1%。采用本方法制得的涂料，记为C2.

对比例3

采用与实施例1相同的方法配制涂料，不同之处在于：涂料中的树脂不相同，为85%；流平剂不相同，为0.1%。采用本方法制得的涂料，记为C3.

性能测试

将实施例1-4和对比例1-3制备得到的涂料A1-A4和C1-C3分别喷涂在焊缝上（60毫米×100毫米的冷轧板）上，在200摄氏度下烘烤40秒后得到焊缝涂层。对所得到的涂层进行如下性能测试，测试结果如表1所表示。

（1）膜层厚度测试：

采用麦考特磁吸力测厚仪,原理是利用永久磁铁测头与导磁的钢材之间的吸力大小与处于这两者之间的距离成一定比例关系可测量覆层的厚度,这个距离就是覆层的厚度.

附着力测试

采用划格器在涂层表面划10个1毫米×1毫米的正方形格。用美国3M公司生产的600的透明胶带凭证粘接在刚哥上面，不留一丝一毫的空隙，然后快速的成60度角扯起，然后观察方格划痕边缘处是否有脱漆现象。若没有任何的脱漆现象为5B，若脱漆量在0-5份之间为4B，5-15份之间为3B，15-35份之间为2B，35-65份之间为1B，65份以上为0B。

光泽度测试：

采用微型光泽仪（BYK）在60°角下测试各样品涂层表面的光泽度。

抗冲击测试：

采用漆膜冲击器QCJ-100

冲击试验步骤将涂漆试板漆膜朝上平放在铁贴上，试板受冲击部分距边缘不少于15mm，每个冲击点的边缘相距不得少于15mm。重锤借控制装置固定在滑筒的某一高度（其高度由产品标准规定或商定），按压控制钮，重锤即自由地落于冲头上。提起重锤，取出试板。记录重锤落于试板上的高度。同一试板进行三次冲击试验。试板的检查用4倍放大镜观察，判断漆膜有无裂纹、皱纹及剥落等现象。

表1

由表1的测试结果可以看出，A1-A4配制好的涂料再完全固化后得到的涂层厚度均在20微米以上，且涂层与底材的结合力比较好，抗冲击性能强，同时光泽高。

Claims (10)

1.一种新型纳米焊缝涂料，其特征在于，含有以下组分，以所述涂料的总重量为基准，各组分的含量为：

改性树脂70-80份、

颜料3-6份、

润湿分散剂1-2份、

消泡剂0.5-1份、

流平剂0.3-1份、

余量为溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种新型纳米焊缝涂料，其中所述改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂。

3.根据权利要求1所述的一种新型纳米焊缝涂料，其中所述颜料为纳米耐高温银粉。

4.根据权利要求1所述的一种新型纳米焊缝涂料，其中所述润湿分散剂为高分子润湿分散剂。

5.根据权利要求1所述的一种新型纳米焊缝涂料，其中，所述消泡剂为聚酯改性消泡剂。

6.根据权利要求1所述的一种新型纳米焊缝涂料，其中所述流平剂为有机硅流平剂。

7.根据权利要求1所述的一种新型纳米焊缝涂料，其中，所述溶剂选自乙酸乙酯，乙酸丁酯，环己酮中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的一种新型纳米焊缝涂料，其中，所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸丁酯，环己酮的混合物，其中乙酸丁酯/环己酮或乙酸乙酯/环己酮的重量比为0.5-1:1。

9.权利要求1-8所述的一种新型纳米焊缝涂料的制备方法，其特征如下，包含以下步骤：

将所有溶剂﹑纳米颜料银粉完全溶解搅拌均匀形成浆料；

将浆料分散至细度≤5μm；

在搅拌状态下将环氧改性丙烯酸树脂﹑润湿分散剂﹑消泡剂﹑流平剂加入到分散好的浆料中，再经700r/min高速分散机分散均匀。

10.权利要求1-8所述的一种新型纳米焊缝涂料的使用方法，其特征如下，钢桶在焊机焊完焊缝出来以后，利用焊机焊接钢桶结束以后在焊缝上产生的300摄氏度余热喷涂本涂料40秒内完全固化形成20微米以上的涂层；也可以在常温状态下对各种焊缝喷涂自然干燥形成涂层。