CN108690468A

CN108690468A - 多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆及其制备方法

Info

Publication number: CN108690468A
Application number: CN201810623792.6A
Authority: CN
Inventors: 孙振红; 吉芹; 郭姗姗; 强富彬; 姚兆鹏; 李华明
Original assignee: NORTHWEST YONGXIN PAINT & COATINGS Co Ltd
Current assignee: NORTHWEST YONGXIN PAINT & COATINGS Co Ltd
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2038-06-15
Also published as: CN108690468B

Abstract

本发明公开了一种多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，属于化工领域，包括A组分和B组分，采用双酚A型中高低分子量环氧树脂搭配的混合体系，具有良好的低温固含性能、优异的防腐蚀性能、良好的附着力、柔韧性及耐盐雾性能，是一种集稳定型、渗透型、转化型为一体的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆。本发明方法是篮式研磨分散法和高速搅拌分散法相结合制备厚浆型底漆的方法，可以缩短生产台时，既提高了生产效率又节约了生产成本，所得产品贮存稳定性良好，不会出现分层沉淀等质量问题。

Description

多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆及其制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，特别涉及多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆及其制备方法。

背景技术

在对钢铁涂装的总费用中，表面处理费用约占42％-45%，同时，在影响涂膜寿命的因素中，表面处理占到50％左右。这使得低表面处理涂料成为国内外研究的热点之一。我国虽然从20世纪70年代就出现了带锈涂料，但功能相对比较单一，缺少稳定型、渗透型、转化型为一体的多功能涂料。与其他树脂相比，低分子量环氧树脂本身较脆，漆膜柔韧性、附着力较差；而高分子量环氧树脂粘度大或本身是固体，需采用二甲苯等沸点偏低的有机溶剂兑稀，导致VOC含量超标；铬系防锈颜料不够环保；物理混合的制备方法，导致产品贮存稳定性差，易分层结块沉淀，影响产品性能；单宁酸或柠檬酸搭配磷酸作为锈转化剂，转锈效果得到提高，但磷酸的存在一定程度上降低了环氧树脂的性能，未反应完全的磷酸对基材造成二次腐蚀，另外磷酸还与配方中的铁红或铁黄等发生反应导致漆液反粗，大大缩短了漆的贮存稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，以解决现有底漆环保性能不高的问题。

本发明的另一个目的是提供一种多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，包括A组分和B组分，其中A组分按下述质量百分比的原料组成：双酚A型中高分子量环氧树脂6%～10%，双酚A型低分子量环氧树脂10%～15%，润湿分散剂0.8%～1.2%、防沉剂0.5%～0.6%、磷酸锌6%～12%、三聚磷酸铝10%～14%、氧化锌4%～6%、防锈颜填料18.33%、石英粉5%、超细天然硫酸钡6.67%、转锈剂2%～3%、复聚硅助剂2%～4%、芳烃增塑剂0.6%～1.2%、附着力促进剂0.5%～0.8%、表面活性剂0.8%～1.5%、消泡剂0.3%～0.5%、流平剂0.3%～0.5%、丁醇2%～3%、无水乙醇2%～3%、低挥发性高沸点芳烃溶剂4%～7%、环氧活性稀释剂3%～5%；

所述B组分由质量比为1：0.6～0.8的腰果壳油改性酚醛胺环氧树脂固化剂NX-2015和低粘度酚醛改性胺环氧树脂固化剂NC-540组成。

作为本发明的进一步改进，所述双酚A型中高分子量环氧树脂的环氧值为0.02～0.14，所述双酚A型低分子量环氧树脂的环氧值为0.48～0.54。

作为本发明的进一步改进，所述润湿分散剂为美国A400分散剂或A400S分散剂或毕克AT204分散剂中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述防沉剂为VP031蜡。

作为本发明的进一步改进，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

作为本发明的进一步改进，所述芳烃增塑剂为270#高沸点芳烃溶剂油。

作为本发明的进一步改进，所述附着力促进剂为环氧基硅烷偶联剂KH-560。

作为本发明的进一步改进，所述复聚硅助剂为MP-3；所述环氧活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、脂肪族缩水甘油醚中的任意一种或二种，所述低挥发性高沸点芳烃溶剂为S-100A，所述环氧树脂固化剂为科德莱NX-2015和NC-540，均为腰果油改性的天然长链取代酚醛胺。

作为本发明的进一步改进，所述转锈剂为鞣酸，所述消泡剂为BYK-066N和海名斯3200的一种或两种，所述流平剂为BYK-354。

上述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆的制备方法，包括以下步骤：

（1)制备A组分：

步骤1、将转锈剂加入小盆中，倒入乙醇，以200～300r/min分散1～2分钟，使转锈剂充分活化，得到活化后的转锈剂；

步骤2、将双酚A型低分子量环氧树脂618加入篮式分散盆中，在转速为500～800r/min下，加入一部分润湿分散剂，继续搅拌2～4min；在同样转速下，加入磷酸锌、三聚磷酸铝、活化后的转锈剂、复聚硅助剂及一部分防沉剂、一部分活性稀释剂，充分搅拌8～15min，得到漆浆；

步骤3、将所述漆浆采用篮式研磨分散法，在转速为500～800r/min下研磨3～4h至细度≤60µm；

步骤4、将双酚A型中高分子量环氧树脂加入高搅分散盆中，加入丁醇、低挥发性高沸点芳烃溶剂、另一部分防沉剂和另一部分润湿分散剂，在转速为500～800r/min下，充分搅拌至细度≤20μm；再按照先轻后重先颜料后填料的顺序加入防锈颜填料，在转速1500～2000r/min下，高搅分散20～30min至细度≤60μm；

步骤5、将步骤3所得漆浆倒入步骤4所得漆浆中，降温至50～60℃，在转速1200～1500r/min下，依次加入芳烃增塑剂、附着力促进剂、表面活性剂、流平剂、消泡剂和另一部分活性稀释剂，分散4～5min，过滤包装得到A组分；

（2）制备B组分：

将酚醛改性胺环氧树脂固化剂NC-540加入分散盆中，在转速为500～800r/min下，加入腰果壳油改性酚醛胺环氧树脂固化剂NX-2015，分散4～5min，过滤包装得到B组分；

（3）将A组分和B组分在高速搅拌下混合均匀制得多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，A组分和B组分按重量比为3.5～4.5:1。

本发明产品属于高固厚浆性产品，具有良好的低温固化性能、优异的防锈能力和防腐蚀性能、良好的附着力、柔韧性及耐盐雾性能，可用于多种底材，且能容忍一定高温和低温性，不含铬系颜料、苯类溶剂，是一种低污染、低公害的集稳定型、渗透型、转化型为一体的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆。可用于多种底材，包括人工处理的锈蚀钢材，喷射处理和喷水处理的钢材，以及多种完好无损的老化涂层，且能容忍一定高温和低温性。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明提供的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，采用双酚A型中高低分子量环氧树脂搭配的混合体系，同时配合低挥发性高沸点芳烃溶剂，降低了施工中VOC含量，漆膜丰满度、柔韧性、附着力和冲击强度得到明显提高。组分优选时考虑，搭配具有稳锈功能的磷酸锌、三聚磷酸铝和氧化锌，具有转锈功能的鞣酸，乳化、润湿、扩散性能极为优良烷基酚聚氧乙烯醚，实现稳锈、转锈和渗透的多功能性。复聚硅助剂MP-3是由多种无机非金属矿物复聚而成的胶状聚合物，其耐酸、耐碱程度较高，适量添加可以提高漆膜的防腐性能。石英粉主要成分是SiO₂，二氧化硅为原子晶体，有较高的熔沸点，且硬度大，添加一定量的石英粉，增加漆膜的耐高温性和耐磨性；添加吸油量偏低的超细天然硫酸钡填料，对漆浆粘度影响不大，但满足了防腐的要求又降低了成本。

2、本发明提供的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，防沉剂采用VP031蜡，一种聚烯烃稳定的硬脂酸衍生物，可达到和聚酰胺蜡粉一样极佳的触变性能，特别适合在无溶剂环氧双组份体系、高固体份和厚浆底漆中做触变剂，且活化温度低，40℃左右，无需单独升温。

3、本发明提供的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，芳烃增塑剂采用镏程为220～280℃的270#高沸点芳烃溶剂油，该产品经多段加氢精馏制得，无味儿，可代替邻苯二甲酸二丁酯，解决了由于邻苯二甲酸二丁酯存在降低固化剂的使用效率的问题。

4、本发明提供的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，附着力促进剂优选KH560，是一种环氧基偶联剂，对产品的稳定性优于氨基硅烷偶联剂KH550。

5、本发明多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆不挥发物含量≥80%，干膜厚度200μm以上不留挂。漆膜具有优异的耐水性及耐盐雾性，按照《低表面处理容忍性环氧涂料》标准号HG/T 4564-2013进行检测，耐水性达到480h，漆膜无变化；耐盐雾性达到1400h，漆膜无起泡、生锈、开裂、剥落等现象。

6、节约生产成本。本发明方法是篮式研磨分散法和高速搅拌分散法相结合制备厚浆型底漆的方法，可以缩短生产台时，既提高了生产效率又节约了生产成本，所得产品贮存稳定性良好，不会出现分层沉淀等质量问题。

具体实施方式

下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例中原料均为商购，选择如下：双酚A型中高分子量环氧树脂为604环氧树脂，双酚A型低分子量环氧树脂为618。

防锈颜填料选择炭黑、氧化铁黄、锐钛钛白粉、氧化锌、石英粉、超细天然硫酸钡，均为工业级。

防沉剂为德国雷曼孚斯的VP031蜡。复聚硅助剂为浙江余杭MP-3；表面活性剂为南京西霞山烷基酚聚氧乙烯醚。芳烃增塑剂为河南新乡270#高沸点芳烃溶剂油，镏程220-280℃。附着力促进剂为江苏南京环氧基硅烷偶联剂KH-560。环氧活性稀释剂为江苏三木的环氧丙烷丁基醚或安徽的脂肪族缩水甘油醚。低挥发性高沸点芳烃溶剂为江苏江阴S-100A。环氧树脂固化剂为科德莱NX-2015和NC-540。转锈剂为宝鸡方晟生物化工的鞣酸。

实施例1

制备A组分：

步骤1、将鞣酸2kg加入小盆中，倒入2kg无水乙醇，以200～300r/min分散1～2分钟，使鞣酸充分活化；

步骤2、将双酚A型低分子量618环氧树脂12kg加入篮式分散盆中，在转速为500～800r/min下，加入0.6kg A400润湿分散剂，继续搅拌2～4min；在同样转速下，加入0.3kg VP031蜡、8kg磷酸锌、13kg三聚磷酸铝、4kg活化后的鞣酸、3kg复聚硅助剂MP-3及2kg环氧丙烷丁基醚，充分搅拌8～15min，得到漆浆。

步骤3、将所述漆浆采用篮式研磨法，在转速为500～800r/min，研磨3～4h至细度≤60µm。

步骤4、将双酚A型中高分子量604环氧树脂8kg加入高搅分散盆中，加入3kg丁醇、5kg低挥发性高沸点芳烃溶剂S-100A、剩余0.2kg VP031蜡和剩余0.4kg A400润湿分散剂，在转速为500～800r/min下，充分搅拌至细度≤20μm。再按照先轻后重先颜料后填料的顺序依次加入0.03kg炭黑、0.3kg氧化铁黄、18kg锐钛钛白粉、6kg氧化锌、5kg石英粉、6.67kg超细天然硫酸钡，在转速1500～2000r/min下，高搅分散20～30min至细度≤60μm。

步骤5、将步骤3所得漆浆倒入步骤4所得漆浆中，降温至50～60℃，在转速1200～1500r/min下，依次加入2kg剩余环氧丙烷丁基醚、0.8kg 270#高沸点芳烃溶剂油、0.6kgKH560、1.2kg烷基酚聚氧乙烯醚、0.4kg BYK-354、0.4kg BYK-066N，分散4～5min，过滤包装得到A组分。

制备B组分：

将12kg酚醛改性胺环氧树脂固化剂NC-540加入分散盆中，在转速为500～800r/min下，加入15kg腰果壳油改性酚醛胺环氧树脂固化剂NX-2015，分散4～5min，过滤包装得到B组分。

将A组分和B组分按重量比为4:1在高速搅拌下混合均匀制得多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆。

实施例2、

制备A组分：

步骤1、将鞣酸3kg加入小盆中，倒入3kg无水乙醇，以200～300r/min分散1～2分钟，使鞣酸充分活化；

步骤2、将双酚A型低分子量618环氧树脂10kg加入篮式分散盆中，在转速为500～800r/min下，加入0.6kg润湿分散剂A400S，继续搅拌2～4min；在同样转速下，加入0.2kg VP031蜡、12kg磷酸锌、14kg三聚磷酸铝、6kg活化后的鞣酸、4kg复聚硅助剂MP-3及3kg脂肪族缩水甘油醚，充分搅拌8～15min，得到漆浆。

步骤4、将双酚A型中高分子量609环氧树脂6kg加入高搅分散盆中，加入2kg丁醇、4kg 低挥发性高沸点芳烃溶剂S-100A、0.3kg VP031蜡和剩余0.6kg润湿分散剂A400，在转速为500～800r/min下，充分搅拌至细度≤20μm。再按照先轻后重先颜料后填料的顺序依次加入0.03kg炭黑、0.3kg氧化铁黄、18kg锐钛钛白粉、4kg氧化锌、5kg石英粉、6.67kg超细天然硫酸钡，在转速1500～2000r/min下，高搅分散20～30min至细度≤60μm。

步骤5、将步骤3所得漆浆倒入步骤4所得漆浆中，降温至50～60℃，在转速1200～1500r/min下，依次加入2kg剩余脂肪族缩水甘油醚、1.2kg 270#高沸点芳烃溶剂油、0.8kgKH560、0.8kg烷基酚聚氧乙烯醚、0.3kgBYK-354、0.3kg 3200，分散4～5min，过滤包装得到A组分。

制备B组分：

将12kg酚醛改性胺环氧树脂固化剂NC-540加入分散盆中，在转速为500～800r/min下，加入20kg腰果壳油改性酚醛胺环氧树脂固化剂NX-2015，分散4～5min，过滤包装得到B组分。

将A组分和B组分按重量比为4.5:1在高速搅拌下混合均匀制得多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆。

实施例3、

制备A组分：

步骤2、将双酚A型低分子量618环氧树脂15kg加入篮式分散盆中，在转速为500～800r/min下，加入0.4kg润湿分散剂AT204，继续搅拌2～4min；在同样转速下，加入0.3kg VP031蜡、6kg磷酸锌、9kg三聚磷酸铝、4kg活化后的鞣酸、2kg复聚硅助剂MP-3及1kg环氧丙烷丁基醚，充分搅拌8～15min，得到漆浆。

步骤4、将双酚A型中高分子量604环氧树脂5kg和609环氧树脂5kg分别加入高搅分散盆中，加入3kg丁醇、7kg低挥发性高沸点芳烃溶剂S-100A、0.3kg VP031蜡和剩余0.4kgAT204，在转速为500～800r/min下，充分搅拌至细度≤20μm。再按照先轻后重先颜料后填料的顺序依次加入0.03kg炭黑、0.3kg氧化铁黄、18kg锐钛钛白粉、5kg氧化锌、5kg石英粉、6.67kg超细天然硫酸钡，在转速1500～2000r/min下，高搅分散20～30min至细度≤60μm。

步骤5、将步骤3所得漆浆倒入步骤4所得漆浆中，降温至50～60℃，在转速1200～1500r/min下，依次加入2kg脂肪族缩水甘油醚、0.6kg 270#高沸点芳烃溶剂油、0.5kgKH560、1.5kg烷基酚聚氧乙烯醚、0.5kg BYK-354、0.2kg BYK-066N，0.3kg 3200分散4～5min，过滤包装得到A组分。

制备B组分：

将A组分和B组分按重量比为3.5:1在高速搅拌下混合均匀制得多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆。

性能检测：实施例得到的产品性能检测数据见表1，由表1可知本发明涂料具有优异的防腐蚀性能、良好的附着力、柔韧性及耐盐雾性能，具有一定的耐高温性，且贮存稳定性良好，与完好无损的老化醇酸树脂、环氧树脂和聚氨酯涂层配套良好。但不建议用于先前涂过氯化橡胶和乙烯基涂料等热塑涂料的表面。

Claims

1.一种多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：包括A组分和B组分，其中A组分按下述质量百分比的原料组成：双酚A型中高分子量环氧树脂6%～10%，双酚A型低分子量环氧树脂10%～15%，润湿分散剂0.8%～1.2%、防沉剂0.5%～0.6%、磷酸锌6%～12%、三聚磷酸铝10%～14%、氧化锌4%～6%、防锈颜填料18.33%、石英粉5%、超细天然硫酸钡6.67%、转锈剂2%～3%、复聚硅助剂2%～4%、芳烃增塑剂0.6%～1.2%、附着力促进剂0.5%～0.8%、表面活性剂0.8%～1.5%、消泡剂0.3%～0.5%、流平剂0.3%～0.5%、丁醇2%～3%、无水乙醇2%～3%、低挥发性高沸点芳烃溶剂4%～7%、环氧活性稀释剂3%～5%；

2.根据权利要求1所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述双酚A型中高分子量环氧树脂的环氧值为0.02～0.14，所述双酚A型低分子量环氧树脂的环氧值为0.48～0.54。

3.根据权利要求1或2所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述润湿分散剂为美国A400分散剂或A400S分散剂或毕克AT204分散剂中的一种。

4.根据权利要求3所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述防沉剂为VP031蜡。

5.根据权利要求4所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

6.根据权利要求5所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述芳烃增塑剂为270#高沸点芳烃溶剂油。

7.根据权利要求6所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述附着力促进剂为环氧基硅烷偶联剂KH-560。

8.根据权利要求7所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述复聚硅助剂为MP-3；所述环氧活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚、脂肪族缩水甘油醚中的任意一种或二种，所述低挥发性高沸点芳烃溶剂为S-100A，所述环氧树脂固化剂为科德莱NX-2015和NC-540。

9.根据权利要求8所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆，其特征在于：所述转锈剂为鞣酸，所述消泡剂为BYK-066N和海名斯3200的一种或两种，

所述流平剂为BYK-354。

10.权利要求1所述的多功能低表面处理环氧厚浆长效防腐底漆的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1)制备A组分：

（2）制备B组分：