CN108546497A - 一种自干型环氧涂料及其制备方法与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种自干型环氧涂料及其制备方法与使用方法，解决了传统涂料在金属表面附着力差的问题，其技术方案要点是，包括混合使用的A型涂料与B型涂料；其中A型涂料包括质量份数为：20‑30份环氧值为0.19‑0.21mol/g的环氧树脂，0‑10份环氧值为0.4‑0.5mol/g的环氧树脂，0‑1份的有机硅偶联剂，10‑30份的钛白粉，5‑10份的云母粉，15‑25份的溶剂；B型涂料包括质量份数为：10‑20份的改性胺树脂；5‑12份的溶剂。在喷涂前无需对金属进行阳极化、磷化、钝化等预处理，使用方便；根据不同的金属种类，灵活调配A型涂料与B型涂料的配比，使得涂料在面对不同的金属时，均能保持很好的附着力，使用灵活。

Description

一种自干型环氧涂料及其制备方法与使用方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种自干型环氧涂料及其制备方法与使用方法。

背景技术

环氧涂料通常用于金属表面的防锈底漆，也可作为桥梁、船舶、海上平台、水下涂层、港湾设施、汽车底盘的表面防锈，还可作为化工防腐蚀涂层、煤矿设施的防腐蚀涂层等。

当应用于铝、铝合金、热镀锌表面的涂装时，铝、铝合金、热镀锌表面的金属性质比较活泼，在空气受水分和氧气的因素条件，容易氧化成氧化铝、氧化锌等化学物质。氧化铝、氧化锌有一定的化学惰性，在普通大气环境下可以减缓金属基体的腐蚀。但由于这些在空气中自然氧化形成的氧化膜致密度较低，从长期来看仍然需要通过涂料进行保护。

由于铝、锌的化学性质较为活泼，氧化铝、氧化锌的化学性质稳定，同时金属中可能还存在硅、镁等元素，金属表面复杂的结构导致传统的自干型环氧涂料对于这些金属表面的附着力不佳。同时，由于铝、锌的质地较软，与环氧涂料的膨胀系数相差较大，随着金属的疲劳损伤，容易导致涂抹在金属表面产生位移，甚至脱落，失去保护作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种自干型环氧涂料及其制备工艺及其使用方法，其优势在于，采用本专利中的组分及制备工艺制备出的环氧涂料，在铝、锌等活泼金属的表面附着性强。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种自干型环氧涂料，包括混合使用的A型涂料与B型涂料；其中A型涂料包括质量份数为：

20-30份的环氧树脂，环氧值0.19-0.21mol/g，

0-10份的环氧树脂，环氧值0.4-0.5mol/g，

0-1份的有机硅偶联剂，

10-30份的钛白粉，

5-10份的云母粉，

15-25份的溶剂；

B型涂料包括质量份数为：

10-20份的改性胺树脂；

5-12份的溶剂。

通过采用上述技术方案，钛白粉作为颜料，提高了涂料的遮盖率；云母粉作为填料，使得涂料在喷涂在金属表面干燥后，涂料的表面在微观上为鱼鳞状，从而提高渗透距离，阻止外界化学物质的渗透；有机硅偶联剂作为助剂，提高各原料间混合的均匀性，同时进一步提高涂料的附着力和防腐性能；改性胺树脂作为固化剂，在A型涂料与B型涂料混合的过程中，起到交联固化的作用，提高涂料的干燥速度。

通过A型涂料与B型涂料这样的配比，A型涂料与B型涂料的热膨胀系数不同，因而通过对A型涂料与B型涂料不同的配比，可使得涂料与待喷涂的金属膨胀系数接近或相同。从而在金属受热发生膨胀后，混合涂料可随金属共同膨胀，防止混合涂料与金属由于热膨胀系数不同而引起的涂料与金属发生相对位移，甚至涂料从金属上脱落，从而提高了涂料在金属表面的附着性。

也因此，与传统涂料固定的配比不同的是，可针对不同的待喷涂金属，对A型涂料与B型涂料进行灵活的配比，以适应不同金属的膨胀系数。从而使本涂料的使用范围大大增加。

同时，环氧树脂和改性胺树脂与钛白粉、云母粉相结合，并在钛白粉、云母粉的表面增加了锚定基团，锚定基团对金属氧化物的结合强度大大增加，从而在宏观上，提高了涂料在金属上的附着力。

作为优选，A型涂料还包括质量份数为10-30份的滑石粉和质量份数为5-10份的沉淀硫酸钡。

通过采用上述技术方案，滑石粉与沉淀硫酸钡作为骨料加入到涂料内，一方面加快了涂料的干燥速度；另一方面，对干燥后的涂料起到骨架和支撑作用，使干燥后涂料的形态保持稳定，防止涂料在外力作用下出现裂缝、脱落等缺陷。

沉淀硫酸钡的颗粒较大，滑石粉的颗粒较小，在混合后，滑石粉颗粒进入到沉淀硫酸钡的颗粒间，从而提高了涂料内部结构的紧密性。同时，滑石粉的吸油率较低，沉淀硫酸钡的吸油率较高，在该比例下进行配比，可以调节涂料的粘度与流平性调节至适合程度。

作为优选，A型涂料中还包括质量份数为2-3份的碱性金属氧化物，B型涂料中还包括质量份数为有10-15份的水。

通过采用上述技术方案，传统的涂料在喷涂前，对于较为活泼的金属，如：铝、锌等，要先对金属的表面进行阳极化、磷化、钝化。其中阳极化、磷化、钝化的过程中，需要使用氟化氢(氟化盐)、重铬酸盐、磷酸盐等化学物质，通过这些物质与活泼金属进行化学反应，使活泼金属的表面产生致密的保护膜，从而提供较强的保护作用。

含氟、重铬酸盐进入到环境内后，容易对人类、动物的牙齿、骨骼造成损害；含磷物质进入环境中后，容易对水资源造成危害，如造成江、河、湖泊的藻类大量繁殖。

而利用本专利中的无需进行阳极化、磷化、钝化。可直接利用活泼金属表面较薄的氧化层提高涂料对金属的附着力。

在使用涂料前，需要将A型涂料与B型涂料进行混合，此时，A型涂料内的碱性金属氧化物与B型涂料中的水发生反应，生成了碱。而由于氧化铝与氧化锌均为两性氧化物，因而，涂料中的碱与金属表面的氧化层发生了反应，因而大大增强了涂料在金属表面的附着程度。

作为优选，A型涂料中还包括质量份数为8-12份的淀粉。

通过采用上述技术方案，通过淀粉的添加，淀粉作为分散剂，从而提高了碱性金属氧化物在A型涂料内分布的均匀程度。

在A型涂料与B型涂料混合的过程中，淀粉与水混合形成了粘稠的混合溶液，从而提高了涂料混合后的粘度，有利于涂料附着在金属表面。

作为优选，A型涂料中的淀粉将碱性金属氧化物包裹起来。

通过采用上述技术方案，淀粉本身具有大分子长链结构，同时淀粉为多羟基的高分子物质，具有很多支链存在，对于碱性金属氧化物颗粒的间相互接触起到了一定的阻碍作用。经过均匀的搅拌后，有效抑制了碱性金属氧化物的团聚，从而使得氧化钙的涂料内分布更加均匀，也确保了氧化钙颗粒的粒度均匀。

同时，氧化钙颗粒与淀粉间除了静电作用、范德华力外，还能形成氢键和配位键，因而氧化钙颗的表面通过这些作用力，吸附了一层淀粉，从而形成了一层保护膜，进一步阻止了氧化钙颗粒间结合团聚

作为优选，所述碱性金属氧化物为氧化钙。

通过采用上述技术方案，A型涂料内的氧化钙与B型涂料混合后，氧化钙与水反应生成了氢氧化钙，由于氢氧化钙微溶于水，因而保证了氢氧化钙溶液的浓度较低。防止了强碱与环氧树脂发生反应，破坏涂料本身的基材。

作为优选，所述溶剂包括：

55-70wt％的工业级二甲苯；

25-30wt％的正丁醇；

5-15wt％的甲基异丁基酮。

通过采用上述技术方案，采用多种溶剂在该比例下混合后的混合溶剂作为涂料的溶剂，降低了涂料的固含量，使得干燥后的涂料韧性好，不易破碎或脱落；同时，提高了溶剂对其他原料的溶解效率，使得各原料在溶剂内的溶解更加均匀。

一种自干型环氧涂料的制备工艺，包括以下步骤：

S1：A型涂料的制备；

A1：基材混料，将20-30份环氧值为0.19-0.21mol/g的环氧树脂、0-10份环氧值为0.4-0.5mol/g的环氧树脂、0-1份有机硅偶联剂、15-25份溶剂加入搅拌机中进行高速搅拌；

A2：填料混料，再将10-30份钛白粉、5-10份沉淀硫酸钡、10-30份滑石粉、5-10份云母粉加入搅拌机中继续进行高速搅拌；

A3：砂磨，将A2搅拌后的混合物及8-12份淀粉、2-3份氧化钙共同加入砂磨机中进行砂磨；

A4：过滤出料，将砂磨后的混合物进行过滤，并灌入包装桶；

S2：B型涂料的制备：

B1：基材混料，将10-20份改性胺树脂、10-15份水、5-12份溶剂加入搅拌机中进行高速搅拌；

B2：过滤出料，将搅拌后的混合物进行过滤，并灌入包装桶。

通过采用上述技术方案，通过A1将A型涂料的基材在溶剂内进行均匀混合，为其他原料的添加做准备；通过A2将A型涂料的填料加入到均匀的基材内，继续混合均匀；通过A3利用砂磨工艺，将各种原料进行均匀研磨，进一步细化A型涂料的颗粒；通过A4将A型涂料内不满足粒度要求的颗粒过滤掉，以防止大颗粒造成涂料干燥后不均一，影响涂料对金属的附着力。

通过B1将B型涂料的基材、填料在溶剂内进行均匀混合，为其他原料的添加做准备；通过B2将B型涂料内不满足粒度要求的颗粒过滤掉，以防止大颗粒造成涂料干燥后不均一，影响涂料对金属的附着力。

作为优选，待S2结束后进行S3、质量检测：对A型涂料与B型涂料混合均匀后，进行喷涂检测，并根据喷涂情况作出检测报告。

通过采用上述技术方案，对同一批次的涂料，进行检测，从而确保了同批次的涂料符合国家规定的各项指标，防止不合格的涂料进入市场。

一种自干型环氧涂料的使用方法，具体包括以下步骤：

C1、配料：在使用前，根据待喷涂的材料，选择相应的A型涂料与B型涂料的配比；

C2、搅拌：将配比好的A型涂料与B型涂料进行均匀搅拌；

C3、喷涂：将搅拌完毕后的涂料倒入喷涂设备内进行喷涂。

通过采用上述技术方案，在使用前对A型涂料与B型涂料进行合理的配比，从而使得在面对不同金属的喷涂时，可使混合后的涂料达到对该金属的最佳附着力。。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、使用方便，在喷涂前无需对金属进行阳极化、磷化、钝化等预处理；

2、使用灵活，根据不同的金属种类，灵活调配A型涂料与B型涂料的配比，使得涂料在面对不同的金属时，均能保持很好的附着力；

3、利用碱与金属表面的氧化层的反应，极大的提高了涂料在金属上的附着力；

4、尤其适用于铝合金的喷涂，利用致密的氧化铝膜，涂料的附着力更强。

附图说明

图1为一种自干型环氧涂料的制备工艺流程图；

图2为一种自干型环氧涂料的使用方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本专利中使用的各项原料均为市售化工原料。

一种自干型环氧涂料，包括混合使用的A型涂料与B型涂料。

实施例1至实施例8仅区别于涂料内各组分的含量不同，

A型涂料包括质量份数为：

20-30份的环氧树脂，环氧值0.19-0.21mol/g，

0-10份的环氧树脂，环氧值0.4-0.5mol/g，

0-1份的有机硅偶联剂，

10-30份的钛白粉，

5-10份的云母粉，

10-30份的滑石粉，

5-10份的沉淀硫酸钡，

2-3份的碱性金属氧化物，

8-12份的淀粉，

15-25份的溶剂；

其中碱性金属氧化物可以为氧化钙、氧化钾等，优选为氧化钙。

B型涂料包括质量份数为：

10-20份的改性胺树脂，

10-15份的水，

5-12份的溶剂。

A型涂料与B型涂料中的溶剂为有机溶剂，包括：

55-70wt％的工业级二甲苯；

25-30wt％的正丁醇；

5-15wt％的甲基异丁基酮。

溶剂配比表

组分(wt％)	1#	2#	3#	4#
					工业级二甲苯	55	60	63	70
正丁醇	30	28	27	25
					甲基异丁基酮	15	12	10	5

本专利中，均采用3#溶剂。

参考附图1，一种自干型环氧涂料的制备工艺，包括：

S1、A型涂料的制备：

A1：基材混料，将环氧值为0.19-0.21mol/g的环氧树脂、环氧值为0.4-0.5mol/g的环氧树脂、有机硅偶联剂、溶剂按比例加入搅拌机中进行高速搅拌，搅拌速度为1000r/min，搅拌温度为60℃，搅拌时间为8min；

A2：填料混料，再将钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、云母粉按比例加入搅拌机中继续进行高速搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌温度40℃，搅拌时间为50min；

A3：砂磨，将A2搅拌后的混合物及淀粉、氧化钙按比例共同加入砂磨机中进行砂磨，直至涂料的粒度＜50μm；

A4：过滤出料，将砂磨后的混合物进行过滤，并灌入包装桶。

S2、B型涂料的制备；

B1：基材混料，将改性胺树脂、水、溶剂按比例加入搅拌机中进行高速搅拌，搅拌速度为800r/min，搅拌温度50℃，搅拌时间为25min；

B2：过滤出料，将搅拌后的混合物进行过滤，并灌入包装桶。

S3、质量检测：讲包装桶内制备完毕的涂料进行喷涂，并根据喷涂情况作出检测报告参考附图2，一种自干型环氧涂料的使用方法：

C1、配料：在使用前，根据待喷涂的材料，选择相应的A型涂料与B型涂料的配比；

C2、搅拌：将配比好的A型涂料与B型涂料进行均匀搅拌；

C3、喷涂：将搅拌完毕后的涂料倒入喷涂设备内进行喷涂。

当对铝及铝合金进行喷涂时，A型涂料与B型涂料的配比为4∶1；

当对锌及锌合金进行喷涂时，A型涂料与B型涂料的配比为6∶1。

根据GB/T9286-1998对涂料的附着力进行检测，并在此基础上，进行变温测试：将涂料放置于-30℃的环境下保温5h，再将涂料放置于60℃的环境下保温5h，观察涂料切口处的现象，对比例9采用北京特丽固建筑材料有限公司生产的环氧树脂涂料，对比例10采用天津市双狮涂料有限公司生产的EM400环氧面漆。

从上表可知，对采用本专利中的组分配比并采用本专利中的制备工艺与使用方法进行获得的涂料进行测试，涂料的附着力等级均小于等于1级，传统的涂料附着力为2级，因而附着力相对传统的涂料附着力更好；经过变温测试后，本专利中的涂料仍然保持附着力等级均小于等于2级，而传统的涂料在经过变温测试后，附着力等级为4级及4级以上，因而本专利中的涂料在温度变化较大的条件下仍能保持涂料的完整性，附着力良好。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种自干型环氧涂料，其特征在于，包括混合使用的A型涂料与B型涂料；其中A型涂料包括质量份数为：

20-30份的环氧树脂，环氧值0.19-0.21 mol/g，

0-10 份的环氧树脂，环氧值0.4-0.5 mol/g，

0-1份的有机硅偶联剂，

10-30份的钛白粉，

5-10份的云母粉，

15-25份的溶剂；

B型涂料包括质量份数为：

10-20份的改性胺树脂；

5-12份的溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种自干型环氧涂料，其特征在于，A型涂料还包括质量份数为10-30份的滑石粉和质量份数为5-10份的沉淀硫酸钡。

3.根据权利要求1所述的一种自干型环氧涂料，其特征在于，A型涂料中还包括质量份数为2-3份的碱性金属氧化物，B型涂料中还包括质量份数为有10-15份的水。

4.根据权利要求4所述的一种自干型环氧涂料，其特征在于，A型涂料中还包括质量份数为8-12份的淀粉。

5.根据权利要求5所述的一种自干型环氧涂料，其特征在于，A型涂料中的淀粉将碱性金属氧化物包裹起来。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的一种自干型环氧涂料，其特征在于，所述碱性金属氧化物为氧化钙。

7.根据权利要求1所述的一种自干型环氧涂料，其特征在于，所述溶剂包括：

55-70wt%的工业级二甲苯；

25-30wt%的正丁醇；

5-15wt%的甲基异丁基酮。

8.一种自干型环氧涂料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：A型涂料的制备；

A1：基材混料，将20-30份环氧值为0.19-0.21 mol/g的环氧树脂、0-10份环氧值为0.4-0.5 mol/g的环氧树脂、0-1份有机硅偶联剂、15-25份溶剂加入搅拌机中进行高速搅拌；

A2：填料混料，再将10-30份钛白粉、5-10份沉淀硫酸钡、10-30份滑石粉、5-10份云母粉加入搅拌机中继续进行高速搅拌；

A3：砂磨，将A2搅拌后的混合物及8-12份淀粉、2-3份氧化钙共同加入砂磨机中进行砂磨；

A4：过滤出料，将砂磨后的混合物进行过滤，并灌入包装桶；

S2：B型涂料的制备：

B1：基材混料，将10-20份改性胺树脂、10-15份水、5-12份溶剂加入搅拌机中进行高速搅拌；

B2：过滤出料，将搅拌后的混合物进行过滤，并灌入包装桶。

9.根据权利要求8所述的一种自干型环氧涂料的制备工艺，其特征在于，还包括步骤S3、质量检测：对A型涂料与B型涂料混合均匀后，进行喷涂检测，并根据喷涂情况作出检测报告。

10.一种自干型环氧涂料的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

C1、配料：在使用前，根据待喷涂的材料，选择相应的A型涂料与B型涂料的配比；

C2、搅拌：将配比好的A型涂料与B型涂料进行均匀搅拌；

C3、喷涂：将搅拌完毕后的涂料倒入喷涂设备内进行喷涂。