CN108165080A - 水性原子灰及其制备方法 - Google Patents

水性原子灰及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水性原子灰及其制备方法，其包含质量比为(3‑6)：1的A组分和B组分；所述A组分包含20‑35份的改性环氧树脂、2‑8份的活性稀释剂、1‑4份的环保溶剂、0.3‑1份的润湿分散剂、8‑15份的颜料、35‑55份的填料、1‑5份的打磨助剂和0.1‑1份的防沉剂；B组分包含3‑20份的水性环氧固化剂。本发明所述的水性原子灰与水性环氧底漆匹配度高，具有快速固化、粘结性好和机械性能优良的特性。

Description

水性原子灰及其制备方法
技术领域
本发明通常涉及涂料领域，且特别地，涉及水性原子灰及其制备方法。
背景技术
目前市场上的传统原子灰主要以不饱和聚酯腻子为主，分A、B两组分，A组分主要由不饱和聚酯树脂、苯乙烯、助剂和各种填料组成，B组分一般为引发剂和增塑剂。近年来随着水性涂料的应用范围越来越广，尤其应用在工程机械、铁路机车、公交客车的涂装中，但是传统原子灰与水性环氧底漆的配套性上存在很多不足，主要表现为：传统原子灰中含有大量的苯乙烯，苯乙烯作为一种强溶剂，在与水性环氧底漆搭配使用时容易出现咬底现象，并且苯乙烯刺激性气味较大，对施工人员健康危害较大；而市场上的水性原子灰因为干燥慢的原因不能满足现有施工流程，目前缺乏一种与水性环氧底漆配套的快干、环保型水性原子灰。
因此，提供一种环保且与水性环氧底漆配套的水性原子灰是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种水性原子灰及其制备方法，将水性环氧树脂与腰果壳液固化剂配比制得水性原子灰，该水性原子灰与水性环氧底漆匹配性好，其具有快速固化、粘结性好和机械性能优良的特性。
本发明提供一种水性原子灰，其包含质量比为(3-6)：1的A组分和B组分；
其中所述A组分包含20-35份的改性环氧树脂、2-8份的活性稀释剂、1-4份的环保溶剂、0.3-1份的润湿分散剂、8-15份的颜料、35-55份的填料、1-5份的打磨助剂和0.1-1份的防沉剂；B组分包含3-20份的水性环氧固化剂。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述水性环氧固化剂为水性腰果壳固化剂。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述防沉剂为疏水性气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述活性稀释剂为环氧丙烷十二烷基醚；
所述环保溶剂为丙二醇甲醚和丙二醇丁醚中的一种或两种；
所述润湿分散剂为非离子型润湿分散剂；
所述填料为高岭土、滑石粉和重钙中的一种或多种；
所述打磨助剂为硬脂酸锌。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述B组份还包括5-10份的聚甲基丙烯酸甲酯微球。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述聚甲基丙烯酸甲酯微球以α-氰基丙烯酸酯胶黏剂为核，以聚甲基丙烯酸甲酯为壳。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述改性环氧树脂为3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷改性环氧树脂。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，A组分中还包括5-10份的八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体。
本发明另一方面提供一种水性原子灰的制备方法，其包括如下步骤:
(1)将改性环氧树脂、活性稀释剂、环保溶剂、润湿分散剂、颜料、填料、打磨助剂和防沉剂混合，400-600r/min的转速下搅拌均匀，缓慢升温至70-80℃，反应1-2h，制备A组分；
(2)将水性环氧固化剂和去离子水，在200-400r/min的转速下搅拌均匀，制备B组分；
(3)将A组份和B组份按照质量比(3-6):1混合。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰的制备方法中，
在所述步骤(1)中反应1-2h后还包括，加入八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体的步骤，并在400-600r/min的转速下搅拌均匀；
在所述步骤(2)中还包括，将聚甲基丙烯酸甲酯微球、所述水性环氧固化剂和去离子水混合
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和:或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量计。
本发明中所述的水性原子灰，其包含质量比为(3-6)：1的A组分和B组分；其中，所述A组分包含20-35份的改性环氧树脂、2-8份的活性稀释剂、1-4份的环保溶剂、0.3-1份的润湿分散剂、8-15份的颜料、35-55份的填料、1-5份的打磨助剂和0.1-1份的防沉剂；B组分包含3-20份的水性环氧固化剂。
本发明中不添加有毒溶剂，产品本身气味小、毒性小、对施工人员危害小、具有优异的环保性能。上述方案中所述水性固化剂为水性腰果壳液固化剂，水性腰果壳液固化剂分子中含有脂肪族氨基，弱酸性的酚醛基和低分子聚酰胺的性能，与环氧树脂配合试用期长，可在室温快速固化，亦能在低温、潮湿条件下固化，且无毒、涂膜韧性、耐磨性、耐腐蚀性优良。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述防沉剂为疏水性气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉。气相二氧化硅粒径小、比表面大、分散均匀、形成网状结构；所述防沉剂包含质量比为(2-5):1的疏水性气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉，例如气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉的质量比为2:1、3:1、4:1或5:1，使得体系具有良好的触变性能，大面积施工不易流挂。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述B组分中还包括聚甲基丙烯酸甲酯微球，当A组分与B组分充分混合后，B组分中聚甲基丙烯酸甲酯微球均匀地分散至A组分水性环氧树脂中，聚甲基丙烯酸甲酯对水性环氧树脂起到增强韧性的作用。优选地，在所述水性原子灰中，聚甲基丙烯酸甲酯微球与所述水性环氧树脂的质量比为1:(5-15)，更优选地，聚甲基丙烯酸甲酯微球与所述水性环氧树脂的质量比为1:(7-12)，例如，聚甲基丙烯酸甲酯微球与所述水性环氧树脂的质量比为1:7、1:8、1:9、1:10、1:11或1:12。
优选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯微球以α-氰基丙烯酸酯为核，以聚甲基丙烯酸甲酯为壳。当A组分与B组分充分混合后，B组分中聚甲基丙烯酸甲酯微球均匀地分散至A组分水性环氧树脂中，聚甲基丙烯酸甲酯对水性环氧树脂起到增强韧性的作用，将α-氰基丙烯酸酯释放至水性原子灰中，α-氰基丙烯酸酯作为粘黏剂，均匀分散至所述水性原子灰中α-氰基丙烯酸酯起到小面积快速交联的作用，使得水性原子灰与水性环氧底漆快速配合，提高水性原子灰与水性环氧底漆的匹配度。
在某些实施方式中，所述的水性原子灰中，所述A组分中包含3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷改性环氧树脂和八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体。八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体为由si-o-si组成的内部无机骨架，外部连接有机基团的纳米级三维结构体系，在八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体的纳米级三维结构中填充3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷改性环氧树脂，使得水性原子灰具有高强度、高耐温性，并提升水性原子灰的固化反应活性。
本发明所述的实干通过参考国家标准《GB/T 1728-1989漆膜、腻子膜干燥时间测定法》来测试。
本发明所述的附着力含量通过参考国家标准《GB/T 5210-2006漆膜附着力测定法》来测试。
本发明所述的打磨性通过国家标准《GB/T 1770-2008色漆和清漆拉开法附着力试验》来测试。
本发明所述的柔韧性通过国家标准《GB/T 1748-1979腻子膜柔韧性测定法》来测试。
本发明所述的与水性环氧底漆配套性的检测方法是在原子灰刮涂在水性环氧底漆上，实干之后，将测试板对折，查看对折之后原子灰在底漆上的状态。
实施例
实施例1
一种水性原子灰，其包含质量比为5：1的A组分和B组分；其中，所述A组分包含30份的改性环氧树脂、6份的活性稀释剂、2份的环保溶剂、0.6份的润湿分散剂、10份的颜料、40份的填料、2份的打磨助剂和0.6份的防沉剂；B组分包含6份的水性环氧固化剂，所述水性环氧固化剂为水性腰果壳固化剂。
制备方法：
(1)将改性环氧树脂、活性稀释剂、环保溶剂、润湿分散剂、颜料、填料，打磨助剂和防沉剂混合，400-600r/min的转速下搅拌均匀，缓慢升温至70-80℃，反应1-2h，制备A组分；
(2)将水性环氧固化剂和去离子水，在200-400r/min的转速下搅拌均匀，制备B组分；
(3)将A组份和B组份按照质量比5:1混合。
实施例2
一种水性原子灰，其包含质量比为3：1的A组分和B组分；所述A组分包含20份的改性环氧树脂、5份的八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体、2份的活性稀释剂、1份的环保溶剂、0.3份的润湿分散剂、8份的颜料、35份的填料、1份的打磨助剂和0.1份的防沉剂；B组分包含7份的水性环氧固化剂和5份的聚甲基丙烯酸甲酯微球；
其中，所述改性环氧树脂包含3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷改性环氧树脂；所述水性环氧固化剂为水性腰果壳固化剂；所述聚甲基丙烯酸甲酯微球以α-氰基丙烯酸酯胶黏剂为核，以聚甲基丙烯酸甲酯为壳。
上述方案中，所述防沉剂为疏水性气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉；所述活性稀释剂为环氧丙烷十二烷基醚；所述环保溶剂为丙二醇甲醚；所述润湿分散剂为非离子型润湿分散剂；所述填料为高岭土；所述打磨助剂为硬脂酸锌。
制备方法：
(1)将改性环氧树脂、活性稀释剂、环保溶剂、润湿分散剂、颜料、填料，打磨助剂和防沉剂混合，400-600r/min的转速下搅拌均匀，缓慢升温至70-80℃，反应1-2h，加入八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体的步骤，并在400-600r/min的转速下搅拌均匀，制备A组分；
(2)将聚甲基丙烯酸甲酯微球、水性环氧固化剂和去离子水，在200-400r/min的转速下搅拌均匀，制备B组分；
(3)将A组份和B组份按照质量比3:1混合。
实施例3
一种水性原子灰，其包含质量比为6：1的A组分和B组分；所述A组分包含35份的改性环氧树脂、10份的八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体、8份的活性稀释剂、4份的环保溶剂、1份的润湿分散剂、15份的颜料、55份的填料、5份的打磨助剂和1份的防沉剂；B组分包含6份的水性环氧固化剂和10份的聚甲基丙烯酸甲酯微球；
其中，所述改性环氧树脂包含3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷改性环氧树脂；所述水性环氧固化剂为水性腰果壳固化剂；所述聚甲基丙烯酸甲酯微球以α-氰基丙烯酸酯胶黏剂为核，所述聚甲基丙烯酸甲酯为壳。
上述方案中，所述防沉剂为疏水性气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉；所述活性稀释剂为环氧丙烷十二烷基醚；所述环保溶剂为丙二醇甲和或丙二醇丁醚按照1:1混合的混合试剂；所述润湿分散剂为非离子型润湿分散剂；所述填料为高岭土、滑石粉和重钙；所述打磨助剂为硬脂酸锌。
制备方法：
(1)将改性环氧树脂、活性稀释剂、环保溶剂、润湿分散剂、颜料、填料，打磨助剂和防沉剂混合，400-600r/min的转速下搅拌均匀，缓慢升温至70-80℃，反应1-2h，加入八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体的步骤，并在400-600r/min的转速下搅拌均匀，制备A组分；
(2)将聚甲基丙烯酸甲酯微球、水性环氧固化剂和去离子水，在200-400r/min的转速下搅拌均匀，制备B组分；
(3)将A组份和B组份按照质量比6:1混合。
实施例4
一种水性原子灰，其包含质量比为4：1的A组分和B组分；所述A组分包含30份的改性环氧树脂、8份的八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体、5份的活性稀释剂、3份的环保溶剂、0.5份的润湿分散剂、12份的颜料、45份的填料、3份的打磨助剂和0.7份的防沉剂；B组分包含8份的水性环氧固化剂和10份的聚甲基丙烯酸甲酯微球；
其中，所述改性环氧树脂包含3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷改性环氧树脂；所述水性环氧固化剂为水性腰果壳固化剂；所述聚甲基丙烯酸甲酯微球以α-氰基丙烯酸酯胶黏剂为核，所述聚甲基丙烯酸甲酯为壳。
上述方案中，所述防沉剂为疏水性气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉；所述活性稀释剂为环氧丙烷十二烷基醚；所述环保溶剂为丙二醇丁醚；所述润湿分散剂为非离子型润湿分散剂；所述填料为滑石粉和重钙的混合物；所述打磨助剂为硬脂酸锌。
制备方法：
(1)将改性环氧树脂、活性稀释剂、环保溶剂、润湿分散剂、颜料、填料，打磨助剂和防沉剂混合，400-600r/min的转速下搅拌均匀，缓慢升温至70-80℃，反应1-2h，加入八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体的步骤，并在400-600r/min的转速下搅拌均匀，制备A组分；
(2)将聚甲基丙烯酸甲酯微球、水性环氧固化剂和去离子水，在200-400r/min的转速下搅拌均匀，制备B组分；
(3)将A组份和B组份按照质量比4:1混合。
对比例1
一种水性原子灰，其包含质量比为3：1的A组分和B组分；所述A组分包含20份的不饱和聚酯树脂、2份的活性稀释剂、1份的环保溶剂、0.3份的润湿分散剂、8份的颜料、35份的填料、1份的打磨助剂和0.1份的防沉剂；B组分包含20份的引发剂和5份增塑剂。
对比例2
一种水性原子灰，其包含质量比为6：1的A组分和B组分；所述A组分包含35份的改性环氧树脂、10份的八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体、8份的活性稀释剂、4份的环保溶剂、1份的润湿分散剂、15份的颜料、55份的填料、5份的打磨助剂和1份的防沉剂；B组分包含30份的水性环氧固化剂。
对比例3
一种水性原子灰，其包含质量比为6：1的A组分和B组分；所述A组分包含35份的改性环氧树脂、8份的活性稀释剂、4份的环保溶剂、1份的润湿分散剂、15份的颜料、55份的填料、5份的打磨助剂和1份的防沉剂；B组分包含30份的水性环氧固化剂和5份的聚甲基丙烯酸甲酯微球。
上述实施例1-4和对比例1-3中制备得到的水性原子灰的表征测试结果如表1所示，可以看出，本发明所述的水性原子灰在具有较好的附着力的基础上，还具有硬度高、柔韧性好和VOC含量低的优良特性。
表1
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

Claims (10)

1.一种水性原子灰，其包含质量比为(3-6)：1的A组分和B组分；
其中所述A组分包含20-35份的改性环氧树脂、2-8份的活性稀释剂、1-4份的环保溶剂、0.3-1份的润湿分散剂、8-15份的颜料、35-55份的填料、1-5份的打磨助剂和0.1-1份的防沉剂；B组分包含3-20份的水性环氧固化剂。
2.根据权利要求1所述的水性原子灰，其中所述水性环氧固化剂为水性腰果壳固化剂。
3.根据权利要求1所述的水性原子灰，其中所述防沉剂为疏水性气相二氧化硅和聚酰胺蜡粉。
4.根据权利要求1所述的水性原子灰，其中所述活性稀释剂为环氧丙烷十二烷基醚；
所述环保溶剂为丙二醇甲醚和丙二醇丁醚中的一种或两种；
所述润湿分散剂为非离子型润湿分散剂；
所述填料为高岭土、滑石粉和重钙中的一种或多种；
所述打磨助剂为硬脂酸锌。
5.根据权利要求1所述的水性原子灰，其中所述B组份还包括5-10份的聚甲基丙烯酸甲酯微球。
6.根据权利要求5所述的水性原子灰，其中所述聚甲基丙烯酸甲酯微球以α-氰基丙烯酸酯胶黏剂为核，以聚甲基丙烯酸甲酯为壳。
7.根据权利要求5所述的水性原子灰，其中所述改性环氧树脂包含3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷改性环氧树脂。
8.根据权利要求1所述的水性原子灰，其中A组分中还包括5-10份的八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体。
9.一种水性原子灰的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将改性环氧树脂、活性稀释剂、环保溶剂、润湿分散剂、颜料、填料、打磨助剂和防沉剂混合，400-600r/min的转速下搅拌均匀，缓慢升温至70-80℃，反应1-2h，制备A组分；
(2)将水性环氧固化剂和去离子水，在200-400r/min的转速下搅拌均匀，制备B组分；
(3)将A组份和B组份按照质量比(3-6)：1混合。
10.根据权利要求9所述的水性原子灰的制备方法中，其中在所述步骤(1)中反应1-2h后还包括加入八酰苯基笼型倍半氧烷改性聚酯/异氟尔酮二异氰酸酯三聚体的步骤，并在400-600r/min的转速下搅拌均匀；
在所述步骤(2)中还包括将聚甲基丙烯酸甲酯微球、所述水性环氧固化剂和去离子水混合。
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CN110922806A (zh) * 2019-11-20 2020-03-27 上海巴德士化工新材料有限公司 一种木器用水性高透明填剂及其制备方法

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