CN108178965A - 一种水性环氧树脂防锈漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地，涉及一种水性环氧树脂防锈漆及其制备方法，按重量份数计，包括以下组份：环氧树脂乳液40～60份；去离子水30～40份；缓蚀剂0.1～0.8份；分散剂0.2～1份；颜填料35～40份；消泡剂0.1～0.5份；成膜剂1～2份；增稠剂0.5～1份；硅烷偶联剂3～5份，采用了高性能水性涂料用环氧树脂乳液、硅烷偶联剂及增稠剂、缓蚀剂和成膜剂等助剂，确保了水性环氧防锈漆的优异性能。

Description

一种水性环氧树脂防锈漆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地，涉及一种水性环氧树脂防锈漆及其制备方法。
背景技术：
各种机械设备外表均需涂覆一层金属漆，一方面增加美观，另一方面防尘防锈防腐蚀；现有技术中的防锈漆因含有大量挥发性有机溶剂，产生大量有毒、有害的挥发性气体，污染空气和损害人类健康。普遍存在稳定性，易脱落，不适应复杂、恶劣环境。
随着人们对环境保护、安全生产等方面的日益重视以及对可持续健康发展的认识，世界各国对涂料的环保要求越来越高，其有害物质含量的高低在一定程度上成为衡量一种涂料是否属环保涂料的标准。在国家环保法规的驱动下，我国涂料工业的发展正朝着方便施工、节省资源、健康环保的方向迈进，安全、无毒、高效的水性涂料正以突飞猛进的势头迅速增长。因此，推进水性涂料的开发、生产和使用，一直是国内外涂料行业的发展方向。
发明内容：
本发明克服现有技术的缺陷提供一种均匀稳定不沉降，耐蚀性能优异的水性环氧树脂防锈漆。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案实现：
一种水性环氧防锈涂料，按重量份数计，包括以下组份：环氧树脂乳液 40～60份；去离子水30～40份；缓蚀剂0.1～0.8份；分散剂0.2～1份；颜填料35～40 份；消泡剂0.1～0.5份；成膜剂1～2份；增稠剂0.5～1份；硅烷偶联剂3～5份。
优选的，环氧树脂乳液60份；去离子水40份；缓蚀剂0.8份；分散剂1份；颜填料40份；消泡剂0.5份；成膜剂2份；增稠剂1份；硅烷偶联剂5份。
优选的，环氧树脂乳液60份；去离子水40份；缓蚀剂0.8份；分散剂1份；颜填料40份；消泡剂0.5份；成膜剂2份；增稠剂1份；硅烷偶联剂5份。
最优选的，环氧树脂乳液50份；去离子水35份；缓蚀剂0.5份；分散剂0.7 份；颜填料37份；消泡剂0.35份；成膜剂1.5份；增稠剂0.7份；硅烷偶联剂4 份。
本发明中，所述环氧树脂乳液为AB-EP-20环氧树脂乳液、AB-EP-44环氧树脂乳液或AB-EP-1环氧树脂乳液中的一种或至少两种的混合物，优选 AB-EP-44环氧树脂乳液，AB-EP-44环氧树脂乳液具有以下优点：1、不产生危害挥发性有机物，对人体、环境无害。2、对大多基材有优异的附着力。3、固化后的漆膜光泽柔和，质感好，硬度高，防腐性能优异。4、耐硫酸(5％)：浸泡90天，漆膜完整，无变化。5、耐氢氧化钠(10％)：浸泡90天，漆膜完整，无变化。6、耐盐雾：600h，不起泡。
本发明中，所述缓蚀剂为铬酸锌、磷酸锌和红丹一种或几种混合物，优选为铬酸锌和红丹的一种或两者混合物，最优选为铬酸锌，铬酸锌具有形成碱式络合物的能力，可以与漆基的极性基团(羟基或羧基)进一步络合，生成稳定的交联络合物，不仅增强了漆膜的耐水性和附着力，同时在钢铁表面形成了牢固的铁－锌－磷酸盐络合物，阻止锈蚀的形成和发展，降低钢铁的腐蚀速度。
本发明中，所述分散剂包括2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐或丙烯酸钠中的一种，选用分散剂能减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的颜填料分散体，改性颜填料粒子表面性质，调整颜填料粒子的运动性，缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降。2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐或丙烯酸钠分散剂成膜后水不溶，可降低涂料吸水率，极大地改善耐水性能。
本发明中，所述的分散剂也可以经由以下方法制备，将磺基琥珀酸十三烷基酯钠和乙醇的混合溶液与丙二醇甲醚醋酸酯按重量比为2∶1的比例混合，在85℃的温度下蒸馏脱去醇水，再用丙二醇甲醚醋酸酯调节磺基琥珀酸十三烷基酯钠的重量浓度范围为60％，即得到分散剂。
本发明中选用的分散剂可以直接购买市场上常用的分散剂，同时也可以经由本发明中提供的方法进行制备，本发明中对分散剂的组份没有特殊限制。
本发明中，所述颜填料为钛白粉、滑石粉、氧化铁红、碳酸钙或硫酸钡中的一种或几种混合物，优选为钛白粉、氧化铁红和硫酸钡的混合物，本发明中为了得到尽可能低的干密度，减少漆液在贮藏过程中的沉底，本发明配方中颜填料大都选用了轻质填料，同时考虑到成本和漆膜的防锈性、耐水性等综合性能，将钛白粉、氧化铁红和硫酸钡的混合物作为配方中优先使用的颜填料。
本发明中，氧化铁红是一种惰性颜料，具有很高的化学稳定性，耐酸、耐碱、耐水，耐热性高达1200℃，对光的作用很稳定，可强烈吸收紫外线，从而保护基料，使被涂物体免受紫外线破坏，是一种很好的物理防锈颜料。
所述增稠剂为SN-612增稠剂、SN-500增稠剂、SN-629N增稠剂，优选 SN-612增稠剂，SN-612增稠剂具有高增稠效率以及优良的流动和流平性、极佳的均匀成膜性能、光泽展现性能。
本发明中，所述的消泡剂为乳化硅油和聚醚改性硅氧烷的一种或两种混合物，添加消泡剂能把空气界面上的大泡直接破坏及避免被大部分空气截留，本发明中选用乳化硅油和聚醚改性硅氧烷的一种或两种混合物具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广。
本发明中，所述硅烷偶联剂为R-Si(OCH3)3、R-Si(OC2H5)3、 R-SiCH3(OCH3)2和R-SiCH3(OC2H5)2中的至少一种，且R各自独立地选自 CH2(O)CHCH2O(CH2)3-，硅烷偶联剂是由硅氯仿(HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得，它实质上是一类具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料化学结合的反应基团及与有机质材料化学结合的反应基团，它能改善水性环氧树脂和颜填料之间的粘合性能，从而大大增强了本发明提供的水性环氧防锈漆的稳定性，使其不沉降，性能优越。
本发明还提供一种水性环氧树脂防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
一：在去离子水中加入分散剂低速搅拌40～50分钟，使其分散均匀；
二：然后添加颜填料进行高速搅拌120分钟，得到色浆；
三：将所述色浆使用不锈钢砂磨机球磨至粒径为20～40um，然后转入高速分散机内然后加入环氧树脂乳液、缓蚀剂、消泡剂、成膜剂、增稠剂和硅烷偶联剂，搅拌120～150分钟，搅拌速度为600r/min，得到原涂料。
四：再将步骤三中的原涂料加入氨水调节pH值为8.0并经90目筛过滤，得到所述水性环氧树脂防锈漆。
本发明中中在制备水性环氧树脂防锈漆的过程中使用的球磨机和搅拌机没有特殊限制，可以直接选用市场上常见的球磨机和搅拌机使用，本发明中使用的球磨机和搅拌机分别为无锡成铭干燥设备有限公司生产的AX-立式搅拌球磨机；东莞市金仟亿机械有限公司制造的搅拌釜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、采用了高性能水性涂料用环氧树脂乳液、硅烷偶联剂及增稠剂、缓蚀剂和成膜剂等助剂，确保了水性环氧防锈漆的优异性能；
2、以去离子水为溶剂，解决了有机溶剂生产、使用过程中对人体的危害及对环境的污染问题。
3、在其分子中同时具有能和无机质材料化学结合的反应基团及与有机质材料化学结合的反应基团，它能改善水性环氧树脂和颜填料之间的粘合性能，从而大大增强了本发明提供的水性环氧防锈漆的稳定性，使其不沉降，性能优越。
4、本发明中的氧化铁红是一种惰性颜料，具有很高的化学稳定性，耐酸、耐碱、耐水，耐热性高达1200℃，对光的作用很稳定，可强烈吸收紫外线，从而保护基料，使被涂物体免受紫外线破坏，从而提升了水性环氧防锈漆的耐蚀性。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种水性环氧防锈涂料，包括以下组份：环氧树脂乳液60kg；去离子水 40kg；缓蚀剂0.8kg；分散剂1kg；颜填料40kg；消泡剂0.5kg；成膜剂2kg；增稠剂1kg；硅烷偶联剂5kg。
实施例2：
一种水性环氧防锈涂料，包括以下组份：环氧树脂乳液60kg；去离子水 40kg；缓蚀剂0.8kg；分散剂1kg；颜填料40kg；消泡剂0.5kg；成膜剂2kg；增稠剂1kg；硅烷偶联剂5kg。
实施例3：
一种水性环氧防锈涂料，包括以下组份：环氧树脂乳液50kg；去离子水 35kg；缓蚀剂0.5kg；分散剂0.7kg；颜填料37kg；消泡剂0.35kg；成膜剂1.5kg；增稠剂0.7kg；硅烷偶联剂4kg。
实施例4：
一种水性环氧防锈涂料，包括以下组份：环氧树脂乳液50kg；去离子水 35kg；缓蚀剂0.5kg；分散剂0.7kg；颜填料37kg；消泡剂0.35kg；成膜剂1.5kg；增稠剂0.7kg；硅烷偶联剂4kg。
一种水性环氧树脂防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
一：在去离子水中加入分散剂低速搅拌45分钟，使其分散均匀；
二：然后添加颜填料进行高速搅拌120分钟，得到色浆；
三：将所述色浆使用不锈钢砂磨机球磨至粒径为30um，然后转入高速分散机内然后加入环氧树脂乳液、缓蚀剂、消泡剂、成膜剂、增稠剂和硅烷偶联剂，搅拌140分钟，搅拌速度为600r/min，得到原涂料。
四：再将步骤三中的原涂料加入氨水调节pH值为8.0并经90目筛过滤，得到所述水性环氧树脂防锈漆。
将实施例1～4分别通过GB/T6748-2008、GB/T1731-1993标准、于 GB/T9274-1980、GB/T6748-2008、GB/T1731-1993、/T1728-1979、 GB/T6748-2008、GB/T1771-2007、GB-T6753.3-86标准测得如下数据：
测得其，柔韧性优于GB/T6748-2008，达到1mm；耐盐水性优于 GB/T9274-1980无起泡、脱落、生锈、变色及失光；干燥时间优于于 GB/T6748-2008，表干14分钟，实干7.8小时，28μm、粘度98s、铅笔硬度超过2H、冲击力达到50cm无裂纹，符合GB/T1731-1993标准、GB/T1728-1979，细度低于，耐烟雾性超过170小时，优于GB/T6748-2008、GB/T1771-2007，附着力达到0级，稳定性0级。
由以上数据可以看出，本发明中提供的水性环氧树脂防锈漆的性能稳定，均匀不沉降，附着力强且耐蚀性能优异。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种水性环氧防锈涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组份：环氧树脂乳液40～60份；去离子水30～40份；缓蚀剂0.1～0.8份；分散剂0.2～1份；颜填料35～40份；消泡剂0.1～0.5份；成膜剂1～2份；增稠剂0.5～1份；硅烷偶联剂3～5份。
2.所述环氧树脂乳液为AB-EP-20环氧树脂乳液、AB-EP-44环氧树脂乳液或AB-EP-1环氧树脂乳液中的一种或至少两种的混合物，优选AB-EP-44环氧树脂乳液。
3.所述缓蚀剂为铬酸锌、磷酸锌和红丹一种或几种混合物，优选为铬酸锌和红丹的一种或两者混合物，最优选为铬酸锌。
4.所述分散剂包括2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐或丙烯酸钠中的一种。
5.所述的分散剂也可以经由以下方法制备，将磺基琥珀酸十三烷基酯钠和乙醇的混合溶液与丙二醇甲醚醋酸酯按重量比为2∶1的比例混合，在85℃的温度下蒸馏脱去醇水，再用丙二醇甲醚醋酸酯调节磺基琥珀酸十三烷基酯钠的重量浓度范围为60％，即得到分散剂。
6.所述颜填料为钛白粉、滑石粉、氧化铁红、碳酸钙或硫酸钡中的一种或几种混合物，优选为钛白粉、氧化铁红和硫酸钡的混合物。
7.所述增稠剂为SN-612增稠剂、SN-500增稠剂、SN-629N增稠剂，优选SN-612增稠剂。
8.所述的消泡剂为乳化硅油和聚醚改性硅氧烷的一种或两种混合物。
9.所述硅烷偶联剂为R-Si(OCH3)3、R-Si(OC2H5)3、R-SiCH3(OCH3)2和R-SiCH3(OC2H5)2中的至少一种，且R各自独立地选自CH2(O)CHCH2O(CH2)3-。
10.根据权利要求1～8任一所述的环氧树脂防锈漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
一：在去离子水中加入分散剂低速搅拌40～50分钟，使其分散均匀；
二：然后添加颜填料进行高速搅拌120分钟，得到色浆；
三：将所述色浆使用不锈钢砂磨机球磨至粒径为20～40um，然后转入高速分散机内然后加入环氧树脂乳液、缓蚀剂、消泡剂、成膜剂、增稠剂和硅烷偶联剂，搅拌120～150分钟，搅拌速度为600r/min，得到原涂料；
四：再将步骤三中的原涂料加入氨水调节pH值为8.0并经90目筛过滤，得到所述水性环氧树脂防锈漆。
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