CN109385178A - 一种常温固化的耐磨水性环氧涂料 - Google Patents

一种常温固化的耐磨水性环氧涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种常温固化的耐磨水性环氧涂料，包括如下质量份数组分：水性环氧树脂30‑35份；填颜料10‑20份；单组分自交联型聚醚水性聚氨酯5‑10份；闪锈抑制剂0.5‑1份；pH调节剂0.5‑1份；去离子水40‑60份；附着力促进剂0.1‑0.5份；成膜助剂1‑1.5份；固化剂5‑10份。本发明的水性环氧涂料的漆膜具有优异的耐磨性能。

Description

一种常温固化的耐磨水性环氧涂料
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种常温固化的耐磨水性环氧涂料。
背景技术
环氧树脂涂料附着力高、耐腐蚀性和耐溶剂性能优异、硬度高、耐磨性好等优点，在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型或无溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格，开发水性涂料系统，不含VOC或不含HAP的系统成为新的研究方向，水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工方便等优点，可替代目前广泛使用的溶剂型涂料。
经过半个世纪的发展，水性环氧树脂涂料的性能有很大的提高，水性环氧树脂涂料可在室温或加热条件下固化，与溶剂型环氧树脂涂料相比，水性环氧树脂涂料具有以下优势：1、水作为分散介质，对环境人体友好，没有失火隐患；2、操作性能好，施工工具可直接水洗，操作方便；3、对多数基材附着力好；4、可在潮湿环境中固化，交联密度高等。
然而，水性环氧涂料也存在一些缺点，例如固化不均匀导致漆膜部分强度及韧性降低，从而使得耐磨性能变差等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种的常温固化的水性环氧涂料，克服现有技术的缺陷，具有较好的耐磨性能。
本发明的技术方案如下：
一种常温固化的耐磨水性环氧涂料，包括如下质量份数组分：
水性环氧树脂30-35份；
填颜料10-20份；
单组分自交联型聚醚水性聚氨酯5-10份；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸0.5-1份；
pH调节剂0.5-1份；
去离子水40-60份；
附着力促进剂1-1.5份；
成膜助剂5-10份；
固化剂5-10份。
进一步的，填颜料包括纳米片状氧化铝、纳米级滑石粉的至少一种。。
进一步的，成膜助剂按质量百分比计算，包括10-15%己二酸酯、5-10%碳酸二辛酯、30-40%硅酮乙二醇、20-25%十六醇、20-25%聚乙二醇脂肪酸酯。
材料的硬度反映了材料抵抗物料压入表面的能力，硬度高物料压入材料表面的深度就浅，切削产生的体积就小，即磨损就小，耐磨性就高；磨损过程中，基体强度高，可以对抗磨硬质相提供良好的支撑，充分发挥抗磨硬质相抵抗磨损的能力，使耐磨材料表现出优异的耐磨性；塑性和韧性高说明材料可吸收的能量大，裂纹不易形成，材料随反复变形能力大，不易形成疲劳剥落，即耐磨性好；在接触应力一定的条件下，表面粗糙度值越小，抗疲劳磨损能力越高，当表面粗糙值小到一定值后，对抗疲劳磨损能力的影响将减小。
采用己二酸酯提高了漆膜韧性和强度；采用碳酸二辛酯不易挥发，可以溶解漆中颜填料中的细小氧化物结晶，阻止其形成破坏漆膜的结构降低漆膜强度；采用十六醇可以提高漆膜表面光滑度，不仅提升漆膜外观，也可以减小漆膜表面粗糙提高耐磨性能；采用聚乙二醇脂肪酸酯提高涂料在固化时的稳定性及流平性能。以上复合助剂使得环氧涂料的耐磨性得到显著提高。
进一步的，闪锈抑制剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸。
进一步的，附着力促进剂为有机硅烷。
进一步的，固化剂为非离子型水性聚酰胺树脂。
进一步的，常温固化的耐磨水性环氧涂料还包括0.1-0.5份的消泡剂。
一种常温固化的耐磨水性环氧涂料的制备方法，包括如下步骤：
a. 按所述配方称取相应原料；
b.在搅拌器中加入水性环氧树脂、单组分自交联型聚醚水性聚氨酯，再加入去离子水稀释，搅拌10~20min；
c.将颜填料加入搅拌器中，快速搅拌30~50min；
d.在混合物中加入玻璃珠，进行高分散研磨60~90min，用200目过滤网过滤；
e.在滤液中加入闪锈抑制剂、附着力促进剂、成膜助剂、固化剂，搅拌20-30min加入去离子水调节黏度到1000-2000cP，再加入pH调节剂调节滤液pH至7.5-9。
本发明的常温固化的耐磨水性环氧涂料，采用单组分自交联型聚醚水性聚氨酯搭配环氧树脂，固化迅速，形成的漆膜强度高，耐磨性能好。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明常温固化的耐磨水性环氧涂料作进一步详细描述。
实施例1-3所用的原料为市售常规产品。
实施例1
一种常温固化的耐磨水性环氧涂料，包括如下质量份数组分：
水性环氧树脂30Kg；
纳米片状氧化铝10 Kg；
单组分自交联型聚醚水性聚氨酯8 Kg；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸0.5 Kg；
pH调节剂0.8 Kg；
去离子水6 0Kg；
有机硅烷0.3 Kg；
己二酸酯0.1 Kg、碳酸二辛酯0.1 Kg、硅酮乙二醇0.4 Kg、十六醇0.2 Kg、聚乙二醇脂肪酸酯0.2 Kg；
非离子型水性聚酰胺树脂5 Kg；
消泡剂0.1 Kg。
实施例2
一种常温固化的耐磨水性环氧涂料，包括如下质量份数组分：
水性环氧树脂35Kg；
纳米级滑石粉20 Kg；
单组分自交联型聚醚水性聚氨酯5 Kg；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸0.5 Kg；
pH调节剂0.8 Kg；
去离子水6 0Kg；
有机硅烷0.3 Kg；
己二酸酯0.1 Kg、碳酸二辛酯0.1 Kg、硅酮乙二醇0.4 Kg、十六醇0.2 Kg、聚乙二醇脂肪酸酯0.2 Kg；
非离子型水性聚酰胺树脂5 Kg；
消泡剂0.1 Kg。
实施例3
一种常温固化的耐磨水性环氧涂料，包括如下质量份数组分：
水性环氧树脂31Kg；
纳米片状氧化铝、纳米级滑石粉18 Kg；
单组分自交联型聚醚水性聚氨酯10 Kg；
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸0.5 Kg；
pH调节剂0.8 Kg；
去离子水6 0Kg；
有机硅烷0.3 Kg；
己二酸酯0.1 Kg、碳酸二辛酯0.1 Kg、硅酮乙二醇0.4 Kg、十六醇0.2 Kg、聚乙二醇脂肪酸酯0.2 Kg；
非离子型水性聚酰胺树脂5 Kg；
消泡剂0.1 Kg。
实施例1-3的制备方法如下：
a. 按所述配方称取相应原料；
b.在搅拌器中加入水性环氧树脂、单组分自交联型聚醚水性聚氨酯，再加入去离子水稀释，搅拌10~20min；
c.将颜填料加入搅拌器中，快速搅拌30~50min；
d.在混合物中加入玻璃珠，进行高分散研磨60~90min，用200目过滤网过滤；
e.在滤液中加入闪锈抑制剂、附着力促进剂、成膜助剂、固化剂，搅拌20-30min加入去离子水调节黏度到1000-2000cP，再加入pH调节剂调节滤液pH至7.5-9。
为了进一步说明本发明，对实施例1-3的涂料固化后的漆膜进行如下测试：
机械稳定性测试：先将乳液试样用100目筛网过滤，然后在增力搅拌器中进行强力旋转，以浆端线速度为6096m/min，搅拌10min，然后用100目筛网过滤，若不出现凝胶，则乳液机械稳定性好，通过测试；若有凝胶，将滤出的凝胶块在105℃的烘箱中干燥至恒重，称重。干态凝聚物越多，机械稳定性越差。
乳液成膜硬度测试：邵氏硬度计测量。
耐磨性能测试：采用Taber 5750测试机，测试条件为：800g砝码、频率1Hz、CS-10Tip（专用橡皮），往返25次，测试后检查表面有无磨损、露低。
测试结果如下：
实施例1通过机械稳定性测试、耐磨性能测试无磨损、邵氏硬度为57A。
实施例2通过机械稳定性测试、耐磨性能测试无磨损、邵氏硬度为56A。
实施例3通过机械稳定性测试、耐磨性能测试无磨损、邵氏硬度为60A。
可见实施例1-3的漆膜均具有优秀的强度和耐磨性能。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (8)

1.一种常温固化的耐磨水性环氧涂料，其特征在于，包括如下质量份数组分：
水性环氧树脂30-35份；
填颜料10-20份；
单组分自交联型聚醚水性聚氨酯5-10份；
闪锈抑制剂0.5-1份；
pH调节剂0.5-1份；
去离子水40-60份；
附着力促进剂0.1-0.5份；
成膜助剂1-1.5份；
固化剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的常温固化的耐磨水性环氧涂料，其特征在于，所述的填颜料包括纳米片状氧化铝、纳米级滑石粉的至少一种。
3.根据权利要求1所述的常温固化的耐磨水性环氧涂料，其特征在于，所述的成膜助剂按质量百分比计算，包括10-15%己二酸酯、5-10%碳酸二辛酯、30-40%氢化聚癸烯、20-25%十六醇、20-25%聚乙二醇脂肪酸酯。
4.根据权利要求1所述的常温固化的耐磨水性环氧涂料，其特征在于，所述的闪锈抑制剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸。
5.根据权利要求1所述的常温固化的耐磨水性环氧涂料，其特征在于，所述的附着力促进剂为有机硅烷。
6.根据权利要求1所述的常温固化的耐磨水性环氧涂料，其特征在于，所述的固化剂为非离子型水性聚酰胺树脂。
7.根据权利要求1所述的常温固化的耐磨水性环氧涂料，其特征在于，还包括0.1-0.5份的消泡剂。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的常温固化的耐磨水性环氧涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a. 按所述配方称取相应原料；
b.在搅拌器中加入水性环氧树脂、单组分自交联型聚醚水性聚氨酯，再加入去离子水稀释，搅拌10~20min；
c.将颜填料加入搅拌器中，快速搅拌30~50min；
d.在混合物中加入玻璃珠，进行高分散研磨60~90min，用200目过滤网过滤；
e.在滤液中加入闪锈抑制剂、附着力促进剂、成膜助剂、固化剂，搅拌20-30min加入去离子水调节黏度到1000-2000cP，再加入pH调节剂调节滤液pH至7.5-9。
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