CN108047892B - 一种超快干环氧底漆及其制备方法 - Google Patents

一种超快干环氧底漆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超快干环氧底漆及其制备方法。该超快干环氧底漆由A、B两组分以5∶1的质量比混合得到，其中A组分包括弹性体改性环氧树脂15～30重量份、偶联剂1～3重量份、分散剂0.1～0.6重量份、防沉剂0.2～0.8重量份、助溶剂10～20重量份和颜填料23.2～80.5重量份；B组分中包括固化剂20～50重量份、附着力促进剂1～3重量份和助溶剂20～50重量份。在喷涂2h后即可进行打磨，打磨后可刮上原子灰，不会产生咬底现象；该底漆具有优良的附着力，在基材不打磨的前提下，对锌板、钢板、铝板的附着力达到0‑1级；同时具有良好的耐水、耐盐雾腐蚀性能；与原子灰附着力达到6.5‑8.3Mpa。

Description

一种超快干环氧底漆及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料制备领域，具体而言，涉及一种快干型环氧底漆。
背景技术
当今防腐蚀涂料已成为我国涂料工业的主力，防腐蚀涂料应用广泛，包括新兴海洋工程、现代交通运输、能源工业等，这些领域对防腐蚀涂料的要求苛刻，要达到良好防腐蚀和保护效果，其基础特别重要，要使防腐蚀涂料能够发挥充分的作用，其选用的底漆尤为重要，底漆是机械材料表面处理后涂刷的第一遍油漆，其主要作用是保护材料在加工使用过程中少受大气腐蚀。而喷完底漆后，经常在几小时，最多隔夜就得打磨再喷涂其它层漆。
现有的市售底漆主要是环氧底漆，其作为涂层中的最低层，需要具备以下几个功能，1优良的附着力，2优良的填充性，3、良好的打磨性、4、优良的打磨性，5、优良的耐水性和耐化性，5、优良的干燥速度等性能，但是发明人发现市售的环氧底漆干燥最快的打磨时间都在5h以上。
发明人查找了现有公开的部分快干型底漆配方，发现都不可避免的存在一些缺陷，例如专利CN106433387A公开了一种快干型环氧底漆，虽然具有附着力高、表干时间短的优点，但其实干时间高达1天以上，导致打磨需要时间极长；专利CN107057518A公开了一种低温快干水性环氧底漆，其实施例中不同配方的水性环氧底漆涂层在耐盐雾性能测试时时间均在420～430小时之间，相较于其公开的对比例数值并未有任何明显变化，因此其耐盐雾性能并未有提高；专利CN103382348A公开了一种钢材用快干型防腐底漆，虽然具有良好附着力和高防锈等性能，但是其干燥时间需要4天以上。
发明内容
鉴于现有环氧底漆类配方存在的不足，本发明的目的在于提供一种超快干环氧底漆及其制备方法，得到的超快干环氧底漆在刷涂2h后即可打磨，且同时具有优良的耐水、耐盐雾、耐腐蚀性能和高强附着力。
为了实现本发明的上述目的，通过大量试验研究并不懈努力，最终获得了如下技术方案：一种超快干环氧底漆，由A、B两组分以5：1的质量比混合得到，其中A组分包括弹性体改性环氧树脂15～30重量份、偶联剂1～3重量份、分散剂0.1～0.6重量份、防沉剂0.2～0.8重量份、助溶剂10～20重量份和颜填料23.2～80.5重量份；B组分中包括固化剂20～50重量份、附着力促进剂1～3重量份和助溶剂20～50重量份。
进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆，其中A组分中所述弹性体改性环氧树脂为乙烯基改性环氧树脂，所述助溶剂为二甲苯和异丁醇的混合物，所述偶联剂为异丙醇活化硅烷偶联剂，所述防沉剂为有机土，所述颜填料为有机物改性钼酸锌颜料、有机物改性云母氧化铁、超细滑石粉、超细硫酸钡、三聚磷酸铝、钛白粉和炭黑的混合物；
B组分中所述固化剂为腰果壳油改性胺，所述助溶剂为二甲苯和异丙醇的混合物，所述附着力促进剂为K54促进剂。
进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆，各组分中具体各物质含量如下：
其中A组分包含按照重量份的以下成分：
Figure GDA0001596058930000021
B组分包含按照重量份的以下成分：
Figure GDA0001596058930000022
Figure GDA0001596058930000031
进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆，各组分中具体各物质含量如下：
其中A组分包含按照重量份的以下成分：
Figure GDA0001596058930000032
B组分包含按照重量份的以下成分：
Figure GDA0001596058930000033
更进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆，各组分中具体各物质含量如下：
所述A组分包含按照重量份的以下成分：
Figure GDA0001596058930000034
Figure GDA0001596058930000041
所述B组分包含按照重量份的以下成分：
Figure GDA0001596058930000042
进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆，其中所述有机物改性云母氧化铁为聚丙烯酸改性云母氧化铁，所述有机物改性钼酸锌颜料为有机硅改性钼酸锌颜料。
并且上述物质中有机土为有机膨润土，分散剂为有机分散剂或无机分散剂，弹性体改性环氧树脂是指丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯、聚硅氧烷等弹性体改性环氧树脂，配方中各物质及其对其处理手段均为现有公开的方法和物质。
其中所述的聚丙烯酸改性云母氧化铁是采用聚丙烯酸对其进行改性；所述的乙烯基改性环氧树脂则指的是环氧乙烯基酯树脂，是由环氧树脂与不饱和双键的一元羧酸通过开环经加成聚合反应而得到的热固性树脂；所述有机硅改性钼酸锌颜料则是采用有机硅包膜剂对钼酸锌进行表面改性。
本发明还提供上述超快干环氧底漆的制备方法，具体包括如下制备步骤：
(1)将配方量的弹性体改性环氧树脂、二甲苯、异丁醇和分散剂混合后搅拌均匀；
(2)向步骤(1)得到的混合物中加入配方量的硅氧烷基偶联剂并混合均匀；
(3)向步骤(2)得到的混合物中依次加入配方量的钼酸锌改性颜料、有机物改质云母氧化铁、超细滑石粉、超细硫酸钡、三聚磷酸铝、钛白粉、有机土和炭黑，砂磨至细度为35um以下，得到A组分；
(4)将配方量的二甲苯与异丙醇混合后在搅拌条件下加入加入配方量的k54促进剂和腰果油改性胺，继续搅拌均匀，得到组分B；
(5)将A组分与B组分按比例混合均匀，得到超快干环氧底漆。
进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆的制备方法，其中步骤(1)和(2)中所述搅拌速率为300～600转/分，所述搅拌时间为5～10min。
进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆的制备方法，其中步骤(3)中，砂磨是在900～1200转/分、温度60℃以下，混合物进入研磨设备流量为10～15L/min条件下进行的。
进一步优选地，本发明所述超快干环氧底漆的制备方法，其中步骤(4)中加入k54促进剂和腰果油改性胺前，搅拌速度为300～600转/分，加入后搅拌速度为600～900转/分，加入后搅拌时间为20min。
本发明相对于现有技术，具有如下技术效果：
(1)本发明得到的超快干环氧底漆在室温下喷涂2h后即可进行打磨，且具有不粘砂，打磨后就可刮上原子灰，而不会产生咬底现象的特点；
(2)具有优良的附着力，在基材不打磨的前提下，对锌板、钢板、铝板的附着力达到0～1级；
(3)具有良好的耐水、耐盐雾腐蚀性能，40℃下耐蚀20天后，附着力为1级，耐盐雾腐蚀420～600h后，其附着力为1级；
(4)与原子灰附着力达到6.5～8.3Mpa。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但本发明的保护范围不仅仅限于下述的实施例。
下述实施例中涉及到的聚丙烯酸改性云母氧化铁具体制备过程为：采用含量30wt％的聚丙烯酸水溶液作为改性剂，将500g云母氧化铁粉体与200ml蒸馏水混合，得到浆料保证浆料温度为40℃，将15ml 30wt％聚丙烯酸水溶液加入50ml水中稀释，稀释后聚丙烯酸水溶液与浆料混合，在900r/min转速下搅拌反应30min，之后洗涤反应物，60℃下烘干，打散，得到聚丙烯酸改性云母氧化铁粉体。
乙烯基改性环氧树脂具体制备过程为：将环氧树脂与对苯二酚混合，加热升温至80～90℃时保温，再加入催化剂苄基三乙基氯化铵，加入量为反应物质量的0.4～0.6％，同时滴加甲基丙烯酸，加入量为反应物质量的1～4％，控制在1.5～2h滴完，升温至120℃保温2.5～3h，之后冷却溶于苯乙烯中得到乙烯基改性环氧树脂，其中环氧基与羧基物质的量比为1:1～1:1.2。
有机硅改性钼酸锌颜料制备过程为：取钼酸锌200g，加入200ml去离子水，搅拌分散均匀形成浆料，再将有机硅包膜剂(JY-T-01，成都集元科技有限公司)按照钼酸锌3～5wt％的比例加入浆料中，在1500r/min下分散包膜10min，抽滤后在120℃下烘干并粉碎，得到有机硅改性钼酸锌颜料。
实施例1
超快干环氧底漆的制备
超快干环氧底漆的配方如表1所示，其制备工艺过程如下：
(1)向容器中依次投入投配方量的弹性体改性环氧树脂，二甲苯，异丁醇，分散剂后，在300～600转/分，搅拌5～10分钟；
(2)往(1)中投入配方量的异丙醇活化硅氧烷基偶联剂，再以300～600转/分的转速搅拌5～10分钟；
(3)往(2)中依次加入配方量的钼酸锌改性颜料，有机物改质云母氧化铁，超细滑石粉，超细硫酸钡，三聚磷酸铝，钛白粉，有机土，炭黑，在900～1200转/分下，砂磨至细度为35um以下，温度60℃以下，流量10～15L/分钟，得到A组分；
(4)向容器中加入配方量的二甲苯和异丙醇，在300～600转/分的转速下，依次加入配方量的k54促进剂、腰果油改性胺，之后再以600～900转/分搅拌20分钟，得到组分B；
(5)按照A和B的混合比例为5：1进行混均，得到超快干环氧底漆。
表1不同配方的超快干环氧底漆
Figure GDA0001596058930000061
Figure GDA0001596058930000071
表2不同配方的超快干环氧底漆性能检测数据
Figure GDA0001596058930000072
Figure GDA0001596058930000081
由表1和表2可知，在本发明公开的配方范围内，配方1～5得到的超快干环氧底漆的可打磨时间为2～4h，耐水性达到15天以上，耐盐雾达到420～600h，且在耐水和耐盐雾实验后，其附着力为1级，而且与原子灰附着力达到6.5～8.3Mpa，同时即使金属基材不打磨条件下，附着力仍达到2级以上，综和上述性能，配方5得到的超快干环氧底漆性能最好。
实施例2
表3是实施例2保证配方中各物质种类不变的情况下，改变各物质含量的投料配方，按照实施例1制备超快干环氧底漆的工艺过程制备底漆。
由配方6～9制备的环氧地球的性能如表4所示，与表2性能对比可知，当A、B组分的各物质种类重量份超出实施例1表公开的范围时，得到的环氧底漆各方面性能急剧降低。
表3不同配方的超快干环氧底漆
Figure GDA0001596058930000082
Figure GDA0001596058930000091
表4配方6～9得到的超快干环氧底漆性能检测数据
Figure GDA0001596058930000092
对比例1
实施例1制备过程及其参数不变前提下，在配方5组成及其各物质含量的基础上，考察了将A组分中弹性体环氧改性环氧树脂分别用水性环氧树脂、脂肪链聚酯改性环氧树脂、丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂和有机硅改性丙烯酸树脂替换后，得到底漆，并检测其性能，结果如表5所示。
表5不同树脂类型得到的底漆性能检测数据
Figure GDA0001596058930000093
Figure GDA0001596058930000101
对比例2
实施例1制备过程及其参数不变前提下，在配方5组成及其各物质含量的基础上，考察了将B组分中腰果油改性胺分别采用聚酰胺多元胺固化剂、WIT168环氧固化剂、脂肪族酰胺多胺固化剂、间二甲苯二胺固化剂替换，分别得到不同的环氧底漆，并对其进行性能测试，结果如表6所示。
表6不同固化剂类型得到的底漆性能检测数据
Figure GDA0001596058930000102

Claims (8)

1.一种超快干环氧底漆，其特征在于由A、B两组分以5：1的质量比混合得到，其中A组分包括弹性体改性环氧树脂15～30重量份、偶联剂1～3重量份、分散剂0.1～0.6重量份、防沉剂0.2～0.8重量份、助溶剂10～20重量份和颜填料23.2～80.5重量份；B组分中包括固化剂20～50重量份、附着力促进剂1～3重量份和助溶剂20～50重量份；
A组分中所述弹性体改性环氧树脂为乙烯基改性环氧树脂，所述助溶剂为二甲苯和异丁醇的混合物，所述偶联剂为异丙醇活化硅烷偶联剂，所述防沉剂为有机土，所述颜填料为有机硅改性钼酸锌颜料、聚丙烯酸改性云母氧化铁、超细滑石粉、超细硫酸钡、三聚磷酸铝、钛白粉和炭黑的混合物；
B组分中所述固化剂为腰果壳油改性胺，所述助溶剂为二甲苯和异丙醇的混合物，所述附着力促进剂为K54促进剂；
乙烯基改性环氧树脂具体制备过程为：将环氧树脂与对苯二酚混合，加热升温至80～90℃时保温，再加入催化剂苄基三乙基氯化铵，加入量为反应物质量的0.4～0.6%，同时滴加甲基丙烯酸，加入量为反应物质量的1～4%，控制在1.5～2h滴完，升温至120℃保温2.5～3h，之后冷却溶于苯乙烯中得到乙烯基改性环氧树脂，其中环氧基与羧基物质的量比为1:1～1:1.2；
聚丙烯酸改性云母氧化铁具体制备过程为：采用含量30wt%的聚丙烯酸水溶液作为改性剂，将500g云母氧化铁粉体与200ml蒸馏水混合，得到浆料保证浆料温度为40℃，将15ml30wt%聚丙烯酸水溶液加入50ml水中稀释，稀释后聚丙烯酸水溶液与浆料混合，在900r/min转速下搅拌反应30min，之后洗涤反应物，60℃下烘干，打散，得到聚丙烯酸改性云母氧化铁粉体；
有机硅改性钼酸锌颜料制备过程为：取钼酸锌200g，加入200ml去离子水，搅拌分散均匀形成浆料，再将有机硅包膜剂按照钼酸锌3～5wt%的比例加入浆料中，在1500r/min下分散包膜10min，抽滤后在120℃下烘干并粉碎，得到有机硅改性钼酸锌颜料。
2.根据权利要求1所述超快干环氧底漆，其特征在于各物质占各自组分重量比如下：
其中A组分包含按照重量份的以下成分：
乙烯基改性环氧树脂 15～30份
二甲苯 5～10份
异丁醇 5～10份
分散剂 0.1～0.6份
异丙醇活化硅烷偶联剂 1～3份
有机硅改性钼酸锌颜料 2～10份
聚丙烯酸改性云母氧化铁 2～10份
超细滑石粉 5～15份
超细硫酸钡 5～15份
三聚磷酸铝 3～12份
钛白粉 5～15份
有机土 0.2～0.8份
炭黑 0.2～0.5份；
B组分包含按照重量份的以下成分：
K54促进剂 1～3份
腰果壳油改性胺 20～50份
二甲苯 10～30份
异丙醇 10～20份。
3.根据权利要求2所述超快干环氧底漆，其特征在于各物质占各自组分重量比如下：
其中A组分包含按照重量份的以下成分：
乙烯基改性环氧树脂 23～28份
二甲苯 8～10份
异丁醇 5～8份
分散剂 0.3～0.4份
异丙醇活化硅烷偶联剂 2～3份
有机硅改性钼酸锌颜料 5～9份
聚丙烯酸改性云母氧化铁 4～9份
超细滑石粉 8～12份
超细硫酸钡 10～13份
三聚磷酸铝 8～10份
钛白粉 7～12份
有机土 0.5～0.8份
炭黑 0.4～0.5份；
B组分包含按照重量份的以下成分：
K54促进剂 2～3份
腰果壳油改性胺 40～48份
二甲苯 20～30份
异丙醇 15～20份。
4.根据权利要求3所述超快干环氧底漆，其特征在于：
所述A组分包含按照重量份的以下成分：
乙烯基改性环氧树脂 25份
二甲苯 9份
异丁醇 7.5份
分散剂 0.4份
异丙醇活化硅烷偶联剂 2份
有机硅改性钼酸锌颜料 8份
聚丙烯酸改性云母氧化铁 7份
超细滑石粉 11份
超细硫酸钡 12份
三聚磷酸铝 9份
钛白粉 8份
有机土 0.6份
炭黑 0.5份；
所述B组分包含按照重量份的以下成分：
K54促进剂 3份
腰果壳油改性胺 48份
二甲苯 30份
异丙醇 19份。
5.一种制备上述权利要求中任一项的超快干环氧底漆的制备方法，其特征在于具体包括如下制备步骤：
（1）将弹性体改性环氧树脂、二甲苯、异丁醇和分散剂混合后搅拌均匀；
（2）向步骤（1）得到的混合物中加入硅烷偶联剂并混合均匀；
（3）向步骤（2）得到的混合物中依次加入有机硅改性钼酸锌颜料、聚丙烯酸改性云母氧化铁、超细滑石粉、超细硫酸钡、三聚磷酸铝、钛白粉、有机土和炭黑，混合物砂磨至细度为35μm以下，得到A组分；
（4）将二甲苯与异丙醇混合后在搅拌条件下加入k54促进剂、腰果壳油改性胺，继续搅拌均匀，得到组分B；
（5）将A组分与B组分按比例混合均匀，得到超快干环氧底漆。
6.根据权利要求5所述超快干环氧底漆的制备方法，其特征在于：步骤（1）和（2）中所述搅拌速率为300～600转/分，所述搅拌时间为5～10min。
7.根据权利要求5所述超快干环氧底漆的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，砂磨是在900～1200转/分、温度60℃以下，混合物进入研磨设备流量为10～15L/min条件下进行的。
8.根据权利要求5所述超快干环氧底漆的制备方法，其特征在于：步骤（4）中加入k54促进剂和腰果油改性胺前，搅拌速度为300～600转/分，加入后搅拌速度为600～900转/分，加入后搅拌时间为20min。
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