CN108864891A - 一种双组份快干耐磨水性环氧涂料及其制备方法 - Google Patents

一种双组份快干耐磨水性环氧涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种双组份快干耐磨水性环氧涂料及其制备方法。所述双组份快干耐磨水性环氧涂料，由A组份、B组份组成，所述A组份与B组份的质量比为5‑7:1；A组份包括如下质量分数的原料组分：水性环氧乳液45‑55％；防锈助剂0‑0.5％；分散剂2‑3％；消泡剂0.3‑0.4％；环保助溶剂4‑6％；颜填料30‑40％；防沉剂0.5‑1％；基材润湿剂0.5‑1％；去离子水5‑13％；增稠剂1‑2％；B组份包括如下质量分数的原料组分：胺类固化剂65‑75％；去离子水25‑35％。本发明提供的双组份快干耐磨水性环氧涂料具有干燥速度快、附着力好、硬度高、耐磨性优异、防腐性能优异的特点。

Description

一种双组份快干耐磨水性环氧涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种双组份快干耐磨水性环氧涂料及其制备方法。
背景技术
传统的溶剂型双组分环氧涂料具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大等优越性能，广泛作为工业防护、木器家具和汽车的底漆使用。但随着环保政策的不断实施与完善，消费者的环保意识的不断增强与提升，传统的油性涂料正在逐渐被环保涂料所代替，其中以水性漆为代表的环保涂料正是现代绿色涂料蓬勃发展的重要组成部分。水性漆以低VOC、节能、无毒、环保为特点被广大消费者群众所认可，可由于部分性能低于传统涂料，其发展被很大程度上受到了限制，因此完善水性漆的产品种类、提高水性漆产品的性能是今后水性漆发展的主要方向。
现有的双组份水性环氧涂料，主要应用于基材防护，作为底漆使用。现有的双组份水性环氧产品应用在底面合一漆里，干燥速度慢，硬度低，与基材附着力差。
发明内容
针对现有的双组份水性环氧涂料，干燥速度慢，硬度低，与基材附着力差等问题，本发明提供一种双组份快干耐磨水性环氧涂料及其制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种双组份快干耐磨水性环氧涂料，由A组份、B组份组成，所述A组份与B组份的质量比为5-7:1；
A组份包括如下质量分数的原料组分：
B组份包括如下质量分数的原料组分：
相对于现有技术，本发明提供的双组份快干耐磨水性环氧涂料，选用水性环氧乳液，环氧树脂具有易干、柔韧性强、对多种基材都有很高的附着力的特点，与混拼的胺类固化剂配合使用，使漆膜干燥速度进一步提升，改善涂料的成膜速度和漆膜的硬度及耐磨性能；与环保助溶剂配合使用使水性涂料VOC≤30g/L；此外，与颜填料、防沉剂等助剂协同作用，进一步改善涂料的储存稳定性和漆膜的耐腐蚀性，使所得的水性环氧涂料具有干燥速度快、附着力好、硬度高、耐磨性优异、防腐性能优异的特点。
进一步地，本发明还提供所述双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法。该制备方法，包括以下步骤：
(1)按照所述双组份快干耐磨水性环氧涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述A组份中的55-65wt％的去离子水、消泡剂、分散剂、20wt％环保助溶剂、颜填料、防沉剂进行混料处理，研磨处理，得到第一混合物料；
(3)将A组份中剩余的的去离子水、剩余的环保助溶剂、水性环氧乳液进行混料处理，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料、第二混合物料、基材润湿剂、防锈助剂进行混料处理后，加入增稠剂，搅拌，得到A组份；
(5)将所述B组份中的胺类固化剂、去离子水进行混料处理，得到B组份；
(6)将A组份、B组份进行混料处理，得到双组份快干耐磨水性环氧涂料。
相对于现有技术，本发明提供的双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法，工艺简单，操作方便，绿色环保，安全可靠。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种双组份快干耐磨水性环氧涂料。该双组份快干耐磨水性环氧涂料，由A组份、B组份组成，所述A组份与B组份的质量比为5-7:1；
A组份包括如下质量分数的原料组分：
B组份包括如下质量分数的原料组分：
具体地，所述水性环氧乳液为Araldite PZ3961-1环氧树脂乳液、水性环氧乳液STW603中的一种或两种，Araldite PZ3961-1环氧树脂具有易干、柔韧性强、对多种基材都有很高的附着力的特点，有助于改善涂料的干燥速度及漆膜的附着力；水性环氧乳液STW603，零VOC，乳液中不含任何溶剂，无气味，固含高，表干速度快，其乳液粒径在0.8um以下，利于漆膜的充分固化，为漆膜优良的防腐性能提供了有力保障。
优选地，所述胺类固化剂为脂肪胺加成物与改性多胺加成物的混合物，且脂肪胺加成物固化剂与改性多胺加成物固化剂质量比为1:2-3，选用的脂肪胺加成物固化剂STW-703B具有着很好的耐水和耐盐雾性能，配合水性环氧乳液在室温下可快速固化，给漆膜提供良好的硬度；选用的改性多胺加成物固化剂为Aradur 3986，具有优异的干燥和固化速度，且不含游离胺和溶剂，是一款非常环保的胺类固化剂，具有极佳的粘结力，为漆膜的附着力提供了有力的保障，两款固化剂配合使用，与环氧乳液中的分子进行加成反应，并且通过逐步聚合反应交联成复杂、牢固、致密的体型网状结构，改善漆膜的硬度、耐磨性能。
优选地，所述颜填料为三聚磷酸铝、钛白粉、硅酸铝锌、硫酸钡、滑石粉或碳黑，均为不含铅铬的无毒粉料，改善涂料漆膜的防腐性能，其中，硅酸铝锌代替了传统的防腐颜料锶铬黄，不含铅铬等重金属，是一款新型环保的防腐颜料，它主要由磷酸铝、锌水合物、改性硅酸盐等组成，pH在6.5-7.5之间，易溶于水，具有优良的防腐蚀性能，通过钝化、置换反应(阴极保护阳极)双重作用进行防腐，同时可以提高基材附着力。
优选地，所述消泡剂为磷酸酯类消泡剂与有机硅消泡剂的混合物，抑制、消除涂料体系中的气泡。配合使用消泡性能更佳。
优选地，所述环保助溶剂为丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚中的一种或两种，降低涂料体系中VOC含量。
优选地，所述基材润湿剂为有机硅润湿剂，提高基材的润湿性及涂料体系的流动和流平性能。
优选地，所述增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂，具有一定的表面活性剂性能和结构，在高剪切速率下脱开，使黏度降低，剪切除去后又重新形成，使黏度恢复，有利于流平，有利于光泽的提高；此外，在一般情况下，增稠剂团缩在一起，遇碱膨胀开来，与防沉剂复配使用，大幅度提高涂料储存稳定性。
优选地，所述防沉剂为液体流变助剂，防止颜料沉降和改善涂膜抗流挂性。
优选地，所述防锈助剂为多效闪锈腐蚀抑制剂，具备对颜填料润湿分散的功能，同时可以有效提高漆膜耐水性，阻止了闪蚀的形成，有助于改善漆膜防腐蚀性能，且抑制后期基材锈蚀生成和锈蚀蔓延。
优选地，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液或含颜料亲和基团的共聚物溶液中的一种或两种，分散剂的分子结构中有与颜料表面吸引力较强的基团，即与颜料“亲和”的基团，用于分散颜料，改善涂料的稳定性。
本发明实施例提供的双组份快干耐磨水性环氧涂料，选用水性环氧乳液，环氧树脂具有易干、柔韧性强、对多种基材都有很高的附着力的特点，与混拼的胺类固化剂配合使用，使漆膜干燥速度进一步提升，改善涂料的成膜速度和漆膜的硬度及耐磨性能；与环保助溶剂配合使用使水性涂料VOC≤30g/L；此外，与颜填料、防沉剂等助剂协同作用，进一步改善涂料的储存稳定性和漆膜的耐腐蚀性，使所得的水性环氧涂料具有干燥速度快、附着力好、硬度高、耐磨性优异、防腐性能优异的特点。
本发明在提供该双组份快干耐磨水性环氧涂料的前提下，还进一步提供了该双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法。
在一实施例中，该制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述双组份快干耐磨水性环氧涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述A组份中的55-65wt％的去离子水、消泡剂、分散剂、20wt％环保助溶剂、颜填料、防沉剂进行混料处理，研磨处理，得到第一混合物料；
(3)将A组份中剩余的的去离子水、剩余的环保助溶剂、水性环氧乳液进行混料处理，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料、第二混合物料、基材润湿剂、防锈助剂进行混料处理后，加入增稠剂，搅拌，得到A组份；
(5)将所述B组份中的胺类固化剂、去离子水进行混料处理，得到B组份；
(6)将A组份、B组份进行混料处理，得到双组份快干耐磨水性环氧涂料。
下面对上述制备方法做进一步的解释说明：
优选地，步骤(2)中，所述混料处理的搅拌速度为600-800r/min，搅拌时间为15-25min；步骤(3)中，所述混料处理的搅拌速度为300-600r/min，搅拌时间为10-15min；步骤(4)中，所述混料处理的搅拌速度为500-800r/min，搅拌时间为10-15min，消除体系中的气泡，使涂料混合均匀。
优选地，步骤(2)中，所述研磨处理细度≤20μm，保证涂料体系的均一性。
本方法制备工艺简单，操作方便，绿色环保，安全可靠，适于工业化生产。
为了更好的说明本发明实施例提供的双组份快干耐磨水性环氧涂料及其制备方法，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1-5
实施例中双组份快干耐磨水性环氧涂料的原料组份的质量分数如表1所示：
其中，实施例1-3中颜填料为三聚磷酸铝，实施例4、5中颜填料为硅酸铝锌；实施例1、2中水性环氧乳液为Araldite PZ3961-1环氧树脂乳液，实施例3-5中水性环氧乳液为水性环氧乳液STW603。
实施例1-3中双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述双组份快干耐磨水性环氧涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述A组份中的60wt％的去离子水、消泡剂、分散剂、20wt％丙二醇丁醚、颜填料、防沉剂，以600r/min进行混料处理25min，研磨处理至细度≤20μm，得到第一混合物料；
(3)将A组份中剩余的的去离子水、剩余的丙二醇丁醚、水性环氧乳液，以600r/min进行混料处理10min，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料、第二混合物料、基材润湿剂、防锈助剂，以500r/min进行混料处理15min后，加入增稠剂，搅拌，得到A组份；
(5)将所述B组份中的胺类固化剂STW-703B、Aradur 3986、去离子水，以600r/min进行混料处理5min，得到B组份；
(6)将A组份、B组份以质量比为6:1进行混料处理，得到双组份快干耐磨水性环氧涂料。
实施例4、5中双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)按照所述双组份快干耐磨水性环氧涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述A组份中的60wt％的去离子水、消泡剂、分散剂、20wt％丙二醇丁醚、颜填料、防沉剂，以800r/min进行混料处理15min，研磨处理至细度≤20μm，得到第一混合物料；
(3)将A组份中剩余的的去离子水、剩余的丙二醇丁醚、水性环氧乳液，以300r/min进行混料处理15min，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料、第二混合物料、基材润湿剂、防锈助剂，以800r/min进行混料处理12min后，加入增稠剂，搅拌，得到A组份；
(5)将所述B组份中的胺类固化剂STW-703B、Aradur 3986、去离子水，以300r/min进行混料处理10min，得到B组份；
(6)将A组份、B组份以质量比为5:1进行混料处理，得到双组份快干耐磨水性环氧涂料。
为了更好的说明本发明实施例提供的双组份快干耐磨水性环氧涂料的特性，下面将实施例1-5制备的双组份快干耐磨水性环氧涂料进行相应性能的测试，并与对比例进行对比，见表2。
表2
其中，对比例1为市场常规水性环氧底面合一产品，对比例2为市场常规水性聚氨酯产品。
由以上数据可得，本发明实施例中提供的双组份快干耐磨水性环氧涂料干燥速度快、硬度高，且具有优异的耐磨性、耐酸碱性及耐盐雾性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双组份快干耐磨水性环氧涂料，其特征在于：由A组份、B组份组成，所述A组份与B组份的质量比为5-7:1；
A组份包括如下质量分数的原料组分：
水性环氧乳液45-55％；
防锈助剂0-0.5％；
分散剂2-3％；
消泡剂0.3-0.4％；
环保助溶剂4-6％；
颜填料30-40％；
防沉剂0.5-1％；
基材润湿剂0.5-1％；
去离子水5-13％；
增稠剂1-2％；
B组份包括如下质量分数的原料组分：
胺类固化剂65-75％；
去离子水25-35％。
2.如权利要求1所述的双组份快干耐磨水性环氧涂料，其特征在于：所述胺类固化剂为脂肪胺加成物与改性多胺加成物的混合物，且脂肪胺加成物固化剂与改性多胺加成物固化剂质量比为1:2-3。
3.如权利要求1所述的双组份快干耐磨水性环氧涂料，其特征在于：所述颜填料为三聚磷酸铝、钛白粉、硅酸铝锌、硫酸钡、滑石粉或碳黑。
4.如权利要求1所述的双组份快干耐磨水性环氧涂料，其特征在于：所述消泡剂为磷酸酯类消泡剂与有机硅消泡剂的混合物，和/或
所述环保助溶剂为丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚中的一种或两种，和/或
所述基材润湿剂为有机硅润湿剂。
5.如权利要求1所述的双组份快干耐磨水性环氧涂料，其特征在于：所述增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂，和/或
所述防沉剂为液体流变助剂，和/或
所述防锈助剂为多效闪锈腐蚀抑制剂。
6.一种双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照如权利要求1～5任一项所述双组份快干耐磨水性环氧涂料的原料配比称取各组分；
(2)将所述A组份中的55-65wt％的去离子水、消泡剂、分散剂、20wt％环保助溶剂、颜填料、防沉剂进行混料处理，研磨处理，得到第一混合物料；
(3)将A组份中剩余的的去离子水、剩余的环保助溶剂、水性环氧乳液进行混料处理，得到第二混合物料；
(4)将所述第一混合物料、第二混合物料、基材润湿剂、防锈助剂进行混料处理后，加入增稠剂，搅拌，得到A组份；
(5)将所述B组份中的胺类固化剂、去离子水进行混料处理，得到B组份；
(6)将A组份、B组份进行混料处理，得到双组份快干耐磨水性环氧涂料。
7.如权利要求6所述的双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述混料处理的搅拌速度为600-800r/min，搅拌时间为15-25min，和/或
步骤(3)中，所述混料处理的搅拌速度为300-600r/min，搅拌时间为10-15min，和/或
步骤(4)中，所述混料处理的搅拌速度为500-800r/min，搅拌时间为10-15min。
8.如权利要求6所述的双组份快干耐磨水性环氧涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述研磨处理细度≤20μm。
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