CN109135517B - 一种水性环氧丙烯酸防腐涂料 - Google Patents

一种水性环氧丙烯酸防腐涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性环氧丙烯酸防腐涂料，所述水性环氧丙烯酸防腐涂料，包括如下质量份数的组分：A组份，环氧丙烯酸树脂40~60份、颜填料15~30份、防锈颜料5~15份、润湿分散剂0.5~2份、增稠剂0.2~1.5份和水6~15份；B组份，水性胺固化剂4~10份，助剂0~5份和水2~10份。本发明通过选择乳液型润湿分散剂，配合增稠剂分两部分前后添加的制备工艺，以及配方的合理搭配，制备得到一种水性环氧丙烯酸防腐涂料；制得的水性环氧丙烯酸防腐涂料单独采用水性环氧丙烯酸树脂作为成膜物质，其防腐性能优异、稳定性好、适用期长，而且成本低。

Description

一种水性环氧丙烯酸防腐涂料
技术领域
本发明涉及水性防腐涂料技术领域，更具体地，涉及一种水性环氧丙烯酸防腐涂料。
背景技术
环保型水性环氧丙烯酸防腐涂料兼具环氧防腐涂料优异的防腐性能、附着力和硬度及丙烯酸涂料优异的柔韧性和耐候性，同时相对于纯双组份水性环氧涂料而言具有较低的成本，因而其在环保型防腐涂料领域具有广阔的应用前景。
但是目前制备水性环氧丙烯酸防腐涂料具备一些不足：
一是采用纯的水性环氧丙烯酸树脂作为成膜物质时，其防腐性能难以和双组份环氧树脂树脂相比，因此多采用环氧丙烯酸树脂和其它树脂如环氧树脂混合(或改性)使用来解决，这样成本降低有限，如申请专利CN 108047895A公开了采用环氧丙烯酸树脂和异氰酸酯搭配使用的方法以提高漆膜的防腐性能和耐水性；
二是需要固化剂固化的环氧丙烯酸树脂两组份混合后稳定性较差，因此树脂供应商多推荐采用固化剂打浆作为A组份的方法来解决。
因此，急需开发出防腐性能优异、稳定性好且成本低的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的单独采用水性环氧丙烯酸树脂作为成膜物质的水性防腐涂料的防腐性能差、两组分混合后稳定性差且成本高的缺陷，提供一种水性环氧丙烯酸防腐涂料，提供的水性环氧丙烯酸防腐涂料单独采用水性环氧丙烯酸树脂作为成膜物质，具有防腐性能优异、稳定性好且成本低的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种水性环氧丙烯酸防腐涂料，包括如下质量份数的组分：
A组份，环氧丙烯酸树脂40～60份、颜填料15～30份、防锈颜料5～15份、润湿分散剂0.5～2份份、增稠剂0.2～1.5份和水6～15份；B组份，水性胺固化剂4～10份，助剂0～5份和水2～10份；A和B组份的质量比为8～12:1；
所述润湿分散剂为乳液型润湿分散剂；
所述水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法包括如下步骤：
制备A组分：
S1.预分散：将水、润湿分散剂、颜填料、防锈颜料混合制备得到预分散浆料；
S2.研磨与稳定：将步骤S1.制得的预分散浆料进行研磨，研磨过程中加入部分增稠剂，研磨得到研磨浆料；
S3.调漆与增稠：将环氧丙烯酸树脂、步骤S2.制得的研磨浆料和剩余增稠剂混合均匀，制得A组分；增稠剂前后两次加入的质量比为1:1～5；
制备B组分：
将水性胺固化剂、水和助剂混合均匀，得到B组分。
乳液型润湿分散剂除了分散和润湿颜填料以外还具有稳定乳液的作用。乳液型分散剂具有特殊的物理化学结构，能在颜填料和树脂粒子之间建立平衡，从而起到稳定乳胶粒的作用。
增稠剂在步骤S2.和S3.分两部分前后进行添加，有利于浆料的研磨和整个体系的稳定。在研磨阶段加入一定量的增稠剂，能提高体系的粘度，和乳液型分散剂协同作用，增加颜填料和乳液的稳定性。
本发明通过选择乳液型润湿分散剂，配合增稠剂分两部分前后添加的制备工艺，以及配方的合理搭配，制备得到一种水性环氧丙烯酸防腐涂料，制得的水性环氧丙烯酸防腐涂料单独采用水性环氧丙烯酸树脂作为成膜物质，其防腐性能不亚于双组份水性环氧涂料，而且稳定性好，两组分混合后不会出现返粗、破乳等现象，且适用期长。另外，本发明提供的水性环氧丙烯酸防腐涂料还具有成本低的优点。
优选地，所述乳液型润湿分散剂的pH值为3～10。
优选地，所述乳液型润湿分散剂的固含量≥20％。
优选地，所述乳液型润湿分散剂的比重1.0～1.3。
优选地，所述乳液型润湿分散剂为离子型高分子聚合物乳液。
优选地，所述乳液型润湿分散剂为丙烯酸酯乳液或聚羧酸盐乳液。
优选地，所述乳液型润湿分散剂为陶氏化学DCM OROTAN 688Dispersant或陶氏化学DCM OROTAN 681Dispersant。
优选地，所述增稠剂前后两次加入的质量比为1:1～3。
优选地，步骤S2.中，研磨5～15min后加入部分增稠剂。
增稠剂添加太早或太晚不利于充分发挥增稠剂的效果。
优选地，所述环氧丙烯酸树脂的环氧当量为1000～3000，固含量大于等于50wt％，玻璃化转变温度30～50℃。
优选地，所述环氧丙烯酸树脂的固含量为50～60wt％。
所述A组分还可以添加其他水性助剂，如消泡剂、防沉剂、中和剂、成膜助剂或防闪绣剂。
因此，优选地，所述水性环氧丙烯酸防腐涂料中A组分还包括消泡剂0.1～1份、防沉剂0.5～2份、中和剂0.1～0.8份、成膜助剂1～5份和防闪绣剂0.1～1.5份；
所述水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法包括如下步骤：
制备A组分：
S1.预分散：将水、润湿分散剂、中和剂、防沉剂、消泡剂、颜填料和防锈颜料混合制备得到预分散浆料；
S2.研磨与稳定：将步骤S1.制得的预分散浆料进行研磨，研磨过程中加入部分增稠剂，研磨得到研磨浆料；
S3.调漆与增稠：将环氧丙烯酸树脂、步骤S2.制得的研磨浆料、成膜助剂和防闪锈剂混合均匀，然后加入剩余增稠剂并混合均匀，制得A组分；
制备B组分：
将水性胺固化剂、水和助剂混合均匀，得到B组分。
优选地，所述颜填料为氧化铁红、钛白粉、铁黄、铁黑、云母粉、硫酸钡或滑石粉中的一种或几种。
所述颜料可采用普通商用产品。
优选的，所述颜填料为2500目钛白粉、2500目氧化铁红、2500目铁黑、1250目硫酸钡或800目滑石粉中的一种或几种。
优选地，所述防绣颜料为云母氧化铁、改性磷酸锌、三聚磷酸铝、磷酸钼锌或磷酸锌铝中的一种或几种。
优选地，所述水性胺固化剂为聚酰胺、脂肪胺或改性脂肪胺中的一种或几种。
优选地，所述消泡剂为有机硅、矿物油或聚合物型消泡剂中的一种或几种。
优选地，所述消泡剂为德国毕克化学的TEGO 810、德国毕克化学的TEGO 3062或明凌761中的一种或几种。
优选地，所述防沉剂为膨润土、纤维素醚或气相白炭黑中的一种或几种。
优选地，所述防沉剂为海明斯的EW或海明斯的LT。
优选地，所述中和剂为氨水、有机胺类pH调节剂或有机硅类pH调节剂中的一种或几种。
优选地，所述助溶剂为醇醚、醇酯类溶剂中的一种或几种。
优选地，所述助溶剂为陶氏化学的TPNP或伊斯曼的醇酯-12。
优选地，所述防闪锈剂为有机类防闪锈剂。
优选地，所述防闪锈剂为美国瑞宝的Raybo-90或美国海明斯FA-179。
优选地，所述增稠剂为聚氨酯、膨润土和丙烯酸类增稠剂中的一种或几种。
优选地，所述增稠剂为明凌PUR60、明凌PUR65或明凌PUR80中的一种或几种。
优选地，所述的水性胺固化剂为聚酰胺、脂肪胺或改性脂肪胺中的一种或几种。
所述水性胺固化剂可采用普通商用产品。
优选地，步骤S1.中将水、润湿分散剂、中和剂、防沉剂、消泡剂和颜填料按顺序依次加入。
优选地，步骤S1.中搅拌速度为800～1300r/min。优选地，步骤S1.中搅拌时间为10～20min。
优选地，步骤S2.中研磨5～15min时加入部分增稠剂。优选地，步骤S2.中研磨浆料的细度为≤50μm。
优选地，步骤S3.中将环氧丙烯酸树脂、步骤S2.制得的研磨浆料、成膜助剂和防闪锈剂按顺序依次加入。
优选地，所述增稠剂为缓慢加入。
优选地，步骤S3.中加入剩余增稠剂之前的搅拌速度为600～1000r/min。优选地，步骤S3.中加入剩余增稠剂之前的搅拌时间为10～15min。
优选地，步骤S3.中加入剩余增稠剂后的搅拌速度为500～800r/min。步骤S3.中加入剩余增稠剂后的搅拌时间为10～30min。
优选地，制备B组分的步骤中搅拌速度为1000～15000r/min。优选地，制备B组分的步骤中搅拌时间为10～30min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过选择乳液型润湿分散剂，配合增稠剂分两部分前后添加的制备工艺，以及配方的合理搭配，制备得到一种水性环氧丙烯酸防腐涂料。制得的水性环氧丙烯酸防腐涂料单独采用水性环氧丙烯酸树脂作为成膜物质，其防腐性能优异、稳定性好、适用期长，而且成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例中的原料均可可通过市售得到；
实施例中环氧丙烯酸树脂可通过市售得到，满足条件环氧当量1000～3000，固含量50wt％～60wt％，玻璃化转变温度30～50℃即可。
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
一种水性环氧丙烯酸防腐涂料，包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组份：
按重量份：环氧丙烯酸树脂乳液40份，钛白粉8份、铁黄2粉、硫酸钡5份和滑石粉15份，改性磷酸锌5份、三聚磷酸铝10份，水10份，助剂总量为8份，助剂具体为润湿分散剂1.5份、增稠剂1.0份、消泡剂0.7份、防沉剂1.5份、中和剂0.5份、成膜助剂2.6份和防闪绣剂0.2份，助剂具体采用润湿分散剂DCM OROTAN 688Dispersant、消泡剂Tego 810、成膜助剂醇酯12、防闪绣剂FA-179、增稠剂PUR65、中和剂氨水；润湿分散剂DCM OROTAN 688 Dispersant的pH值为3.8。
一种水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)浆料的预分散：将水、润湿分散剂、pH调节剂、防沉剂、消泡剂、颜填料和防锈颜料依次加入反应釜中800r/min搅拌时间20min；pH调节剂为中和剂；
(2)研磨与稳定：将步骤(1)分散好的浆料进行研磨，5min后加入部分增稠剂研磨至细度为50μm；增稠剂前后添加的质量比为1:1；
(3)调漆：将水性乳液、步骤(2)得到的浆料、成膜助剂、防闪锈剂依次边搅拌边加入洁净的反应釜中，1000r/min搅拌时间为12min；
(4)增稠：将剩余增稠剂缓慢加入步骤(3)的反应釜中，700r/min搅拌15min即得到水性环氧丙烯酸防腐涂料的A组分。
B组份：
将水性聚酰胺固化剂4份，水4份和成膜助剂醇酯-12 0.5份依次加入洁净的反应釜中，1000r/min搅拌10min。
A组份和B组份的比例为10:1。
实施例2
本实施例制备的水性环氧丙烯酸防腐涂料包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组份：
按重量份：环氧丙烯酸树脂乳液50份，钛白粉5份、氧化铁红2份、硫酸钡10份和滑石粉10份，三聚磷酸铝5份、磷酸钼锌10份，水12份，助剂总量为8份，助剂具体为润湿分散剂2.0份、增稠剂1.5份、消泡剂0.3份、防沉剂1.2份、中和剂0.8份、成膜助剂1.6份和防闪绣剂0.6份，助剂具体采用润湿分散剂DCM OROTAN 681Dispersant、消泡剂Tego3062、成膜助剂醇酯12、防闪绣剂FA-179、增稠剂PUR65、中和剂氨水；润湿分散剂DCM OROTAN 681Dispersant的pH值为9.5。
一种水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)浆料的预分散：将水、润湿分散剂、pH调节剂、防沉剂、消泡剂、颜填料和防锈颜料依次加入反应釜中1300r/min搅拌时间20min；pH调节剂为中和剂；
(2)研磨与稳定：将步骤(1)分散好的浆料进行研磨，15min后加入部分增稠剂研磨至细度为50μm；增稠剂前后添加的质量比为1:5；
(3)调漆：将水性乳液、步骤(2)得到的浆料、成膜助剂，防闪锈剂依次边搅拌边加入洁净的反应釜中，1000r/min搅拌时间为12min；
(4)增稠：将剩余增稠剂缓慢加入步骤(3)的反应釜中，700r/min搅拌15min即得到所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
B组份
将水性聚酰胺固化剂4份，水4份和成膜助剂醇酯-12 5份依次加入洁净的反应釜中，1500r/min搅拌10min。
A和B组分的比例为10:1。
实施例3
本实施例制备的水性环氧丙烯酸防腐涂料包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组份：
按重量份：环氧丙烯酸树脂乳液60份，钛白粉5份、氧化铁红2份、硫酸钡15份，三聚磷酸铝7份、磷酸钼锌8份，水10份，助剂总量为10份，助剂具体为润湿分散剂0.5份、增稠剂0.2份、消泡剂1.0份、防沉剂1.8份、中和剂0.8份、成膜助剂4.3份和防闪绣剂1.4份，助剂具体采用润湿分散剂DCM OROTAN 688Dispersant、消泡剂Tego 3062、成膜助剂醇酯12、防闪绣剂FA-179、增稠剂PUR65、中和剂氨水；润湿分散剂DCM OROTAN 688Dispersant的pH值为3.8。
一种水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)浆料的预分散：将水、润湿分散剂、pH调节剂、防沉剂、消泡剂、颜填料依次加入反应釜中1300r/min搅拌时间20min；
(2)研磨与稳定：将步骤(1)分散好的浆料进行研磨，15min后加入部分增稠剂研磨至细度为50μm；增稠剂前后添加的质量比为1:3；
(3)调漆：将水性乳液、步骤(2)得到的浆料、成膜助剂，防闪锈剂依次边搅拌边加入洁净的反应釜中，1000r/min搅拌时间为12min；
(4)增稠：将剩余增稠剂缓慢加入步骤(3)的反应釜中，700r/min搅拌15min即得到所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
B组份：
将水性聚酰胺固化剂10份，水4份和成膜助剂醇酯-12 0.5份依次加入洁净的反应釜中，1000r/min搅拌10min。
A和B组分的比例为8:1。
实施例4
本实施例制备的水性环氧丙烯酸防腐涂料包括A组分和B组分，制备方法如下：
A组份：
按重量份：环氧丙烯酸树脂乳液60份，钛白粉5份、氧化铁红2份、硫酸钡10份，三聚磷酸铝5份、磷酸钼锌10份，水10份，助剂总量为10份，助剂具体为润湿分散剂1.8份、增稠剂1.2份、消泡剂0.3份、防沉剂1.2份、中和剂0.8份、成膜助剂3.6份和防闪绣剂1.1份，助剂具体采用润湿分散剂DCM OROTAN 681Dispersant、消泡剂Tego 3062、成膜助剂醇酯12、防闪绣剂FA-179、增稠剂PUR65、中和剂氨水；润湿分散剂DCM OROTAN 681Dispersant的pH值为9.5。
一种水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)浆料的预分散：将水、润湿分散剂、pH调节剂、防沉剂、消泡剂、颜填料依次加入反应釜中1300r/min搅拌时间20min；
(2)研磨与稳定：将步骤(1)分散好的浆料进行研磨，15min后加入部分增稠剂研磨至细度为50μm；增稠剂前后添加的质量比为1:2；
(3)调漆：将水性乳液、步骤(2)得到的浆料、成膜助剂，防闪锈剂依次边搅拌边加入洁净的反应釜中，1000r/min搅拌时间为12min；
(4)增稠：将剩余增稠剂缓慢加入步骤(3)的反应釜中，700r/min搅拌15min即得到所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料。
B组份：
将水性聚酰胺固化剂10份，水4份和成膜助剂醇酯-12 0.5份依次加入洁净的反应釜中，1000r/min搅拌10min。
A和B组分的比例为12:1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，增稠剂前后添加的质量比为1:3；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，增稠剂前后添加的质量比为1:5；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
对比例1
本实施例与实施例1的区别在于，增稠剂全部用在步骤(2)中，即省去步骤(4)；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
本对比例中，由于增稠剂全部用在步骤(2)中，导致浆料过稠，分散不开，后续步骤无法进行。
对比例2
本实施例与实施例1的区别在于，增稠剂全部用在步骤(4)中，即步骤(2)中不加入增稠剂；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
对比例3
本实施例与实施例1的区别在于，增稠剂前后添加的质量比为2:1；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
本对比例中，步骤(2)中添加的增稠剂过多，导致浆料过稠，分散不开，后续步骤难以进行。
对比例4
本实施例与实施例1的区别在于，增稠剂前后添加的质量比为1:7；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
对比例5
本实施例与实施例1的区别在于，分散剂采用非乳液型分散剂BYK190；BYK190为本领域中常用的分散剂；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
对比例6
本实施例与实施例1的区别在于，分散剂采用非乳液型分散剂Tego 755W；Tego755W为本领域中常用的分散剂；
其他原料及操作步骤与实施例1相同。
性能测试
测试方法：
(1)表干时间：依据GB/T 1728测试；单位为，min；
(2)附着力：依据GB/T 9286测试；单位为，级；
(3)耐冲击：依据GB/T 20624.2测试；单位为，kg·cm；
(4)VOC：依据GB/T 23986测试；单位为，g/L；
(5)稳定性：目测，100目滤网过滤；测试组分A的储存稳定性；
(6)耐酸性盐雾性：0.35％硫酸铵和0.05％水溶液；依据GB/T 1771测试；
(7)适用期：附着力、光泽前后无变化。
实施例1～6及对比例1～6的性能测试结果如表1所示。
表1实施例1～6及对比例1～6的性能测试结果
Figure GDA0002586707490000101
从实施例1～6可看出，本发明提供的水性环氧丙烯酸防腐涂料干燥速度快，附着力强，耐冲击性能好，不含重金属等有害物质，具有环保的优点；而且，A组分具有优异的稳定性，储存过程中无颗粒返粗现象，更重要的是该防腐涂料的防腐性能优异，漆膜耐酸性盐雾大于900小时，且制造成本低；另外，A组分和B组分混合后稳定性好，无返粗颗粒出现，适用期可以达到8小时以上。另外，实施例1和实施例5制得的A组分的稳定性稍优于实施例6，可见增稠剂前后两次加入的质量比为1:1～3时，制得的水性环氧防腐涂料性能更好。
而对比例1和对比例3由于步骤(2)中加入过多的增稠剂，导致浆料过稠，无法分散，后续步骤难以进行；对比例2和对比例4没有按照本发明的前后添加增稠剂的比例进行添加，制得的A组分稳定性较差，对比例2中储存7天时出现返粗现象，对比例4则15天就出现了返粗现象，且对比例2和对比例4制得的水性环氧丙烯酸防腐涂料的防腐性能比实施例1～6差。对比例5和对比例6采用水性环氧防腐涂料中常用的分散剂，制得的A组分大量返粗，根本无法获得有效成品。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，包括如下质量份数的组分：
A组份，环氧丙烯酸树脂40～60份、颜填料15～30份、防锈颜料5～15份、润湿分散剂0.5～2份、增稠剂0.2～1.5份和水6～15份；B组份，水性胺固化剂4～10份，助剂0～5份和水2～10份；A和B组份的质量比为8～12:1；
所述润湿分散剂为乳液型润湿分散剂；所述乳液型润湿分散剂为陶氏化学DCM OROTAN688Dispersant或陶氏化学DCM OROTAN 681Dispersant；
所述水性环氧丙烯酸防腐涂料的制备方法包括如下步骤：
制备A组分：
S1.预分散：将水、润湿分散剂、颜填料、防锈颜料混合制备得到预分散浆料；
S2.研磨与稳定：将步骤S1.制得的预分散浆料进行研磨，研磨过程中加入部分增稠剂，研磨得到研磨浆料；
S3.调漆与增稠：将环氧丙烯酸树脂、步骤S2.制得的研磨浆料和剩余增稠剂混合均匀，制得A组分；增稠剂前后两次加入的质量比为1:1～5；
制备B组分：
将水性胺固化剂、水和助剂混合均匀，得到B组分。
2.根据权利要求1所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，所述增稠剂前后两次加入的质量比为1:1～3。
3.根据权利要求1所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，步骤S2.中，研磨5～15min后加入部分增稠剂。
4.根据权利要求1所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，所述环氧丙烯酸树脂的环氧当量为1000～3000，固含量大于等于50wt％，玻璃化转变温度30～50℃。
5.根据权利要求1所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，所述颜填料为氧化铁红、钛白粉、铁黄、铁黑、云母粉、硫酸钡或滑石粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，所述防锈 颜料为云母氧化铁、改性磷酸锌、三聚磷酸铝、磷酸钼锌或磷酸锌铝中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的水性环氧丙烯酸防腐涂料，其特征在于，所述水性胺固化剂为聚酰胺、脂肪胺或改性脂肪胺中的一种或几种。
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