CN108129958B - 一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆及其制备方法。该底漆是由环氧树脂、复合防锈料、着色颜料、功能材料浆、助剂、溶剂组成漆料；低分子聚酰胺、脂环胺、助剂和溶剂组成固化剂；施工时按照漆料：固化剂＝100:20的重量比进行配制而成，为便于施工，可加入适量的稀释剂调节施工粘度；本发明能适应混气静电喷枪喷涂、静电吸附，该漆环抱效果好、漆雾飞溅小、油漆上漆率高、干膜导电性能较好对后涂层静电喷涂无影响、涂层性能满足轨道交通转向架用底漆技术要求的环氧底漆，轨道交通转向架使用该环氧底漆进行混气喷枪静电喷涂施工，能减少油漆使用量30％以上，从而减少了漆雾及VOC排放量，是一种环境友好型涂料。

Description

一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种在使用混气喷枪进行静电喷涂时，具有优良环抱效果以及极高涂料利用率的涂料，特别涉及一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆及其制备方法。
背景技术
近年来，轨道交通行业整体发展态势良好，尤其是各地城市地铁、轻轨得到了极大的关注和支持，全国城市轨道交通车辆标准运营数从2013年的34415台，到2015年年底已上升至了48165台，近两年还在以超过7000台/年的数量在持续增长。随着轨道交通车辆运行数量的增加，各喷涂施工单位均积极改进喷涂方式，提高生产效率。城市轨道交通车辆用底漆一般为环氧底漆，使用量大，利用率低。施工单位为提高工作效率，减少涂装浪费，已开始逐步采用静电混气喷涂替代现有的混气喷涂，并对涂料提出要求：①正常喷涂漆雾不得飞出1米以上距离，在距离30cm的易拉罐上喷涂底漆时，当正面底漆漆膜厚度达到60μm左右时，利用静电环抱效果，易拉罐背面漆膜厚度能达到正面厚度的50%以上；②环保方面需做到涂料中不含可溶性铅、可溶性镉、可溶性锡、可溶性铬四种重金属及其化合物。经过资料查证，CN201510626556.6（一种工程机械用高性能环氧底漆的制备方法）、CN200810070953.X（一种环氧底漆及其制备方法）等多项专利，其无法达到客户环保方面及相关轨道交通转向架用涂料技术指标要求。
发明内容
本发明的目的在于达成上述客户要求，提供一种静电环抱效果好、便于施工、涂料利用率高，其余各项性能达到或超过轨道交通车辆用底漆（Q/CR 227-2014）要求的产品，以适应城市轨道交通车辆行业涂装高效率喷涂和客户10年以上使用寿命的要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的制备方法，包括漆料和固化剂两部分，特征在于所述的该环氧底漆由以下各原料和步骤制成：
（1）组成漆料的原料重量配比为：
复合防锈料 25-32份 双酚A环氧树脂：8-12份
酚醛环氧树脂 20-25份 有机硅流平剂1-2份
防腐缓蚀剂 0.2-0.5份 聚酰胺蜡防沉剂1-3份
分散剂 2-3份 基材润湿剂1-2份
有机硅消泡剂0.5-1 功能材料浆5-8份
颜料 10-14份 稀释剂 10-15份
其中复合防锈料为云母粉:硫酸钡:滑石粉:氧化锌:三聚磷酸铝=1:4:4:2:2；
稀释剂为二丙酮醇:100#溶剂:150#溶剂=1:1:1的混合溶剂；
功能材料浆为鳞片石墨：硬脂酸锌：酚醛环氧树脂：稀释剂=50:5:35:10；
（2）组成固化剂各原料的重量配比为：
低分子量聚酰胺30-35份 偶联剂 8-12份
脂环胺 25-30份 稀释剂 25-30份
所述各步骤为：
A、功能材料浆的制备：先将酚醛环氧树脂添加在容器中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释剂、硬脂酸锌、鳞片石墨，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵入砂磨机中，研磨至细度≤30μm，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，即成功能材料浆，用铁桶包装，待用；
B、漆料的制备：将组成漆料的上述十二种原料按重量配比，先将双酚A环氧树脂和酚醛环氧树脂添加在容器中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释剂、复合防锈料、功能材料浆、颜料四种原料后，再加入剩余六种原料，加料完毕后，调节分散剂转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵入砂磨机中，研磨至细度≤30μm，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，即成漆料，用铁桶包装，待用；
C、固化剂的制备：先将上述低分子量聚酰胺、偶联剂、脂环胺按重量配比加入到容器缸中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机。调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下加入溶剂。加料完毕后，调节分散剂转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，用120目的滤网过滤，即成固化剂，包装待用；
D、轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的制备：在使用时，将漆料与固化剂按100:20的重量比进行混合，即成高环抱高利用率的静电环氧底漆，施工时，可用适量稀释剂调节施工粘度。
本发明通过上述方法制备一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆。
本轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的作用机理如下：
（1）、环氧树脂中的环氧基团与固化剂中的胺基基团起反应交联固化成膜；
（2）、酚醛环氧树脂对比双酚A环氧树脂更加优秀的耐候性，交联密度更高，机械及耐化学品性能更好，更能提升整个涂层各项基本性能，满足客户要求；
（3）、使用低分子量聚酰胺、脂环胺作为固化剂，调整涂料电阻率，使涂料电阻率达到使用要求，并能在一定程度上调节漆膜弯曲性能；
（4）、偶联剂可提高漆膜的附着力；
（5）、改性填料中的鳞片石墨，具有良好的阻燃性，耐高温、导电性、导热、润滑及耐酸碱等性能。鳞片石墨加入涂料后，可使得漆膜干燥后具备一定导电性，有利于面漆进行静电喷涂施工；
（6）、大量使用100#溶剂、150#溶剂，提高涂料整体电阻率；
（7）、涂料固化成膜，树脂、助剂、填料、固化剂相互作用及反应成网状结构，漆膜致密，使得涂料具有良好的各项性能。
本发明的技术要点是：利用酚醛环氧树脂提高涂层整体基础性能，利用改性填料和固化剂提高雾化后涂料液滴带电量，提升静电吸附效果，利用低分子量聚酰胺、脂环胺和100#、150#调整施工涂料电阻率，提升涂料利用率，鳞片石墨加入涂料后，可使得漆膜干燥后具备一定导电性，有利于面漆进行静电喷涂施工。
总之，本发明是针对提高静电喷涂城市轨道交通车辆用底漆的环抱效果和上漆率而专门研发的一种涂料，它是专为提高涂料利用率而精心研制。新的轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆具有优良的附着力、耐盐雾性等性能，在静电喷涂环抱效果和涂料利用率方面更是得到了大大的提升。
本发明中的双酚A环氧树脂具有良好的耐腐蚀性和耐化学药品性，固化后体积收缩小，施工效果好。
本发明中的酚醛环氧树脂对比双酚A环氧树脂干燥后交联密度更高，尺寸稳定性更好，更有利于提高涂膜整体性能。
本发明中的固化剂选用改性酚醛胺、酚醛改性酮亚胺和聚酰胺搭配使用，有利于调整施工涂料初始电阻值和漆膜的弯曲性能。
本发明中的改性填料由鳞片石墨和硬脂酸性等构成。改性填料均匀分散在涂料中，施工涂料雾化后，鳞片石墨均匀分布在各液滴中，保证了各雾化后液滴均匀带电，能更轻易被接地后的工件吸附，涂料环抱效果更佳，涂料利用率得到了显著提高，并使干膜涂层具有一定导电性。
本轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆中的稀释剂主要选用二丙酮醇、100#和150#溶剂作为混合溶剂，调整施工涂料整体电阻。
本发明中的复合防锈料由云母粉、硫酸钡、滑石粉、氧化锌和三聚磷酸铝构成，主要起填充涂料及防止涂层腐蚀。
本发明中的其它助剂有分散剂、防腐缓蚀剂、流平剂、有机硅消泡剂、基材润湿剂。
本轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的颜料选用主要以米红为主，可根据用户需求调制颜色。
本发明的有益效果是：
（一）、本环氧底漆（涂料）易于静电喷涂施工，可一次喷涂成型；
（二）、本环氧底漆（涂料）与在打磨后碳钢、铝合金等基材上施工，附着力优秀，底漆经打磨后，腻子、中涂、面漆等产品均对其有上佳附着力，划格试验可达0级；
（三）、静电喷涂施工时，本环氧底漆环抱效果优秀，涂料利用率高；
（四）、产品综合性能好，满足铁路总公司Q/CR 227-2014及相关标准要求；
（五）、生产工艺简单，产品贮存稳定性好；
本轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆能适应混气静电喷枪喷涂、静电吸附及环抱效果好、漆雾飞溅小、油漆上漆率高、干膜导电性能较好对后涂层静电喷涂无影响、涂层性能满足轨道交通转向架用底漆技术要求的环氧底漆，轨道交通转向架使用该环氧底漆进行混气喷枪静电喷涂施工，能减少油漆使用量30%以上，从而减少了漆雾及VOC排放量，是一种环境友好型涂料。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的制备方法，包括漆料和固化剂两部分，特征在于所述的该环氧底漆由以下原料和步骤制成：
（1）组成漆料的原料重量配比为：
复合防锈料 25-32份 双酚A环氧树脂：8-12份
酚醛环氧树脂 20-25份 有机硅流平剂1-2份
防腐缓蚀剂 0.2-0.5份 聚酰胺蜡防沉剂1-3份
分散剂 2-3份 基材润湿剂1-2份
有机硅消泡剂0.5-1 功能材料浆5-8份
颜料 10-14份 稀释剂 10-15份
其中复合防锈料为云母粉:硫酸钡:滑石粉:氧化锌:三聚磷酸铝=1:4:4:2:2；
稀释剂为二丙酮醇:100#溶剂:150#溶剂=1:1:1的混合溶剂；
功能材料浆为鳞片石墨:硬脂酸锌:酚醛环氧树脂：溶剂=50:5:35:10；
（2）组成固化剂各原料的重量配比为：
低分子量聚酰胺30-35份 偶联剂 8-12份
脂环胺 25-30份 稀释剂25-30份
所述各步骤为：
A、功能材料浆的制备：先将酚醛环氧树脂添加在容器中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释剂、硬脂酸锌、鳞片石墨，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵入砂磨机中，研磨至细度≤30μm，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，即成功能材料浆，用铁桶包装，待用；
B、漆料的制备：将组成漆料的上述种原料按重量配比，先将双酚A环氧树脂和酚醛环氧树脂添加在容器中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释剂、复合防锈料、功能材料浆、颜料四种原料后，再加入剩余六种原料，加料完毕后，调节分散剂转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵入砂磨机中，研磨至细度≤30μm，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，即成漆料，用铁桶包装，待用；
C、固化剂的制备：先将上述低分子量聚酰胺、偶联剂、脂环胺按重量配比加入到容器缸中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机。调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下加入溶剂。加料完毕后，调节分散剂转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，用120目的滤网过滤，即成固化剂，包装待用；
D、轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的制备：在使用时，将漆料与固化剂按100:20的重量比进行混合，即成高环抱高利用率的静电环氧底漆，施工时，可用适量稀释剂调节施工粘度。
本发明通过上述方法制备一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆。
注：上述双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂为南亚环氧公司产，鳞片石墨为青岛日升石墨有限公司产，分散剂、有机硅消泡剂、有机硅流平剂为德国BYK公司产，防腐缓蚀剂为中山金团公司产，硬脂酸锌由上海鹿华化工有限公司产，低分子量聚酰胺、脂环胺由环绮公司产，硫酸钡由澧县红林有限公司、氧化锌由平江县吉成科技有限公司产，三聚磷酸铝由南宁江南精细化工厂产、偶联剂为美国道康宁公司产，二甲苯、100#、150#溶剂为江苏三木化工产，聚酰胺蜡防沉剂为法国克雷威利公司产，基材润湿剂为德国迪高公司产。
本轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆除满足铁路机车车辆用底漆标准Q/CR237-2014的相关要求外，其主要性能检测结果如下：
Figure 937710DEST_PATH_IMAGE002
以下给出本发明的三个具体实例。
Figure 917167DEST_PATH_IMAGE003
以上三个实例，检验结果均达到技术要求。
注：上述双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂为南亚环氧公司产，鳞片石墨为青岛日升石墨有限公司产，分散剂、有机硅消泡剂、有机硅流平剂为德国BYK公司产，防腐缓蚀剂为中山金团公司产，硬脂酸锌由上海鹿华化工有限公司产，低分子量聚酰胺、脂环胺由环绮公司产，硫酸钡由澧县红林有限公司、氧化锌由平江县吉成科技有限公司产，三聚磷酸铝由南宁江南精细化工厂产、偶联剂为美国道康宁公司产，二甲苯、100#、150#溶剂为江苏三木化工产，聚酰胺蜡防沉剂为法国克雷威利公司产，基材润湿剂为德国迪高公司产。

Claims (2)

1.一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的制备方法，其特征在于，所述的轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆包括漆料和固化剂两部分，它是由以下原料和步骤制成：
（1）组成漆料的原料重量配比为：
复合防锈料 25-32份 双酚A环氧树脂 8-12份
酚醛环氧树脂 20-25份 有机硅流平剂1-2份
防腐缓蚀剂 0.2-0.5份 聚酰胺蜡防沉剂1-3份
分散剂 2-3份 基材润湿剂1-2份
有机硅消泡剂0.5-1 功能材料浆5-8份
颜料 10-14份 稀释剂 10-15份
其中
复合防锈料为云母粉︰硫酸钡︰滑石粉︰氧化锌︰三聚磷酸铝=1︰4︰4︰2︰2；
功能材料浆为鳞片石墨︰硬脂酸锌︰酚醛环氧树脂︰溶剂=50:5:35:10；
稀释剂为二丙酮醇︰100#溶剂︰150#溶剂=1:1:1的混合溶剂；
（2）组成固化剂各原料的重量配比为：
低分子量聚酰胺30-35份 偶联剂 8-12份
脂环胺 25-30份 稀释剂25-30份
所述各步骤为：
A、功能材料浆的制备：先将酚醛环氧树脂添加在容器中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入溶剂、硬脂酸锌、鳞片石墨，加料完毕后，调节分散机转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵入砂磨机中，研磨至细度≤30μm，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，即成功能材料浆，用铁桶包装，待用；
B、漆料的制备：将组成漆料的原料按重量配比，先将双酚A环氧树脂和酚醛环氧树脂添加在容器中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机，调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下依次加入稀释剂、复合防锈料、功能材料浆、颜料四种原料后，再加入剩余原料，加料完毕后，调节分散剂转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，即得预分散浆；然后用隔膜泵将预分散浆泵入砂磨机中，研磨至细度≤30μm，用120目的滤网过滤，除去机械杂质，即成漆料，用铁桶包装，待用；
C、固化剂的制备：先将上述低分子量聚酰胺、偶联剂、脂环胺按重量配比加入到容器缸中，并把该容器缸置于分散机下，开启分散机；调节转速为500-800转/分钟，然后在搅拌状态下加入稀释剂；加料完毕后，调节分散剂转速为1000-1200转/分钟，搅拌10-15分钟，用120目的滤网过滤，即成固化剂，包装待用；
D、轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆的制备：在使用时，将漆料与固化剂按100:20的重量比进行混合，即成高环抱高利用率的静电喷涂用环氧底漆，施工时，可用适量稀释剂调节施工粘度。
2.如权利要求1所述的方法制备的一种轨道交通转向架静电喷涂用环氧底漆。
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