CN109868038A - 一种工程机械用双组份水性环氧底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种工程机械用双组份水性环氧底漆及其制备方法。该底漆包括重量比为4～5：1的A组分和B组分，其中，A组分包括以下重量百分含量的各组分：水性环氧乳液35％～50％，树脂增韧剂1％～10％，分散剂0.2％～0.5％，润湿剂0.1％～0.3％，消泡剂0.1％～0.4％，抗闪锈剂0.1％～0.2％，颜填料23％～42％，第一去离子水10％～20％，增稠剂0.5％～1.5％；B组分包括以下重量百分含量的各组分：改性脂肪胺固化剂50％，第二去离子水40％～50％，成膜助剂0～10％。本发明所提供的工程机械用水性环氧底漆具有优异的耐盐雾性能、良好的附着力的，且VOC≤60g/L，可以有效减少涂料在涂装过程中的VOC排放，符合节能减排的政策方针。

Description

一种工程机械用双组份水性环氧底漆及其制备方法

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种工程机械用双组份水性环氧底漆及其制备方法。

背景技术

随着工业化的迈进，各种大型工厂的建成，在带动了工程机械行业兴起的同时也带动了工程机械涂料的发展。中国已成为全球第一大的汽车、工程机械、轨道交通市场。2017年，汽车年产量达到2900万辆/年，保有量达到2.05亿辆；工程机械年产量32万辆/年，保有量900万辆；轨道交通年产量3.5万辆/年，保有量88万辆。由于工程机械产品大多数外型尺寸庞大，因此涂料的需求量大，例如一台挖掘机平均涂料的使用量达到50kg。因此，工程机械用涂料市场前景十分广阔。

现有的用于工程机械车辆保护的环氧底漆多为溶剂型涂料，涂料中含有大量的挥发性有机化合物。涂料在生产、运输、施工过程中都对环境有一定的污染，不符合环保要求。而现有的水性环氧底漆使用时固化效果差，表干时间较长，且形成的漆层柔韧性差，防腐蚀效果不佳，不符合实际应用需求。

由于工程机械车辆使用环境多为潮湿、多尘、盐碱等腐蚀环境，且使用过程中经常遇到外物刮碰的情形。另一方面，由于工程机械车的涂装生产节奏紧密，要求涂料在常温自干条件下具有快速干燥的特点。

因此，在行业发展需求和环保压力的双重推动力下，选择合适的工程机械用涂料对工程机械车辆进行涂装防护显得尤为重要。本发明提供的一种快干、漆膜柔韧性好、防腐性能及耐化学介质性优异的双组份水性环氧底漆制备方法就具有直接的现实意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种工程机械用双组分水性环氧底漆。本发明以水性环氧树脂为主要成膜物质，辅以适量的环氧树脂增韧剂，以解决此前环氧树脂柔韧性差的问题；本发明使用合适的固化剂，使漆膜干燥速度适应涂装车间的快速生产节奏。

本发明的目的之二在于提供一种工程机械用双组分水性环氧底漆的制备方法。本发明的制备工艺可操作性强，无需特殊设备，适合大规模生产。

本发明所提供的技术方案如下：

一种工程机械用双组份水性环氧底漆，包括重量比为4～5：1的A组分和B组分，其中：

A组分包括以下重量百分含量的各组分：

B组分包括以下重量百分含量的各组分：

改性脂肪胺固化剂50％

第二去离子水40％～50％

成膜助剂0～10％。

上述技术方案所提供的工程机械用水性环氧底漆具有优异的耐盐雾性能、良好的附着力的，且VOC≤60g/L，可以有效减少涂料在涂装过程中的VOC排放，符合节能减排的政策方针。

上述技术方案添加了增韧剂。增韧剂分子中的支化结构和内部空穴诱发应力集中，使环氧树脂固化物内部产生大量的剪切形变，从而吸收、耗散冲击能量，提高环氧树脂固化物的韧性，改善综合性能。

具体的，所述的树脂增韧剂选自无锡市赛力威生物科技有限公司的烷基缩水甘油醚AGE、广州晟固化工有限公司的丁基缩水甘油醚BGE、上海贝合化工有限公司的苯基缩水甘油醚CGE或武汉森茂精细化工有限公司的CYH-277-S超支化环氧增韧剂中的任意一种或几种的混合。

优选的，所述的树脂增韧剂为武汉森茂精细化工有限公司的CYH-277-S超支化环氧增韧剂。

上述技术方案选用的武汉森茂精细化工有限公司的CYH-277-S超支化环氧增韧剂，可增强产品漆膜的柔韧性。

优选的，所述的颜填料选自海扬粉体的湿法云母粉HY-TM3云母粉、广州市诚彩化工有限公司的H101氧化铁红、海扬粉体的HY-A03硫酸钡、杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10、多磷酸锶铝水合物SAPP、纽碧莱(nubiola)公司的106或无锡海博德高分子材料有限公司的磷钼酸锌PMZ-1中的任意一种或几种的混合。

上述技术方案所选用的颜填料可以显著提高产品的防锈性能。

更优选的，所述的颜填料为杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10或多磷酸锶铝水合物SAPP与海扬粉体的湿法云母粉HY-TM3云母粉的混合，重量比例的范围为1：2.5～4.8。

更优选的，所述的颜填料为海扬粉体的湿法云母粉HY-TM3云母粉和杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10的混合。

上述技术方案采用湿法云母粉HY-TM3和杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10，使产品的防锈性能达到最佳，并对耐水性有一定协同作用。云母粉为片层结构填料，可以阻隔外界腐蚀介质向基材的渗入，形成良好的屏蔽作用，起物理防锈作用；而正磷酸锌水合物ZP-10是一种起缓蚀作用的防锈颜料，经逐渐水解后，生成的难溶性氢氧化锌和磷酸铁，可以继续为金属基材提供保护，起化学防锈作用，从而使防锈性能达到最佳。并且，同时添加湿法云母粉HY-TM3和杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10，可显著提高耐盐雾性能。

优选的，所述的水性环氧乳液选自亨斯迈公司的PZ 3961-1、黄山邦和合成材料有限公司的BANCO 2056或荷兰QR-Polymers公司的E-Pos 1011W50中的任意一种或几种的混合。

优选的，所述的固化剂为亨斯迈公司的3986、黄山邦和合成材料有限公司水性环氧固化剂BANCO 905、荷兰QR-Polymers公司的Q-RIT 1061或Q-RIT 1071中的任意一种或几种的混合。

优选的，所述的分散剂为赢创迪高Dispers 700、赢创迪高Dispers 655、巴斯夫科宁3275、罗门哈斯的聚丙烯酸钠盐1288或德国毕克化学的BYK-190中的任意一种或几种的混合。

优选的，所述的润湿剂为赢创迪高Wet 270、赢创迪高Wet 280、德国毕克化学的BYK-346或德国毕克化学的BYK-345中的任意一种或几种的混合；

优选的，所述的消泡剂为赢创迪高Airex 901W、赢创迪高Airex902W、德国毕克化学的BYK-028、赢创迪高Foamex 840或布莱克本CF1536中的任意一种或几种的混合。

优选的，所述的抗闪锈剂为美国瑞宝Raybo 60、美国瑞宝高效防锈剂Raybo 75、福晨(天津)化学试剂有限公司的亚硝酸钠、美国海洛士330或美国海洛士515中的任意一种或几种的混合。

优选的，所述的增稠剂为海名斯德谦的RHEOLATE CVS-11、海名斯德谦的RHEOLATE350D或陶氏的RM-12W中的任意一种或几种的混合。

优选的，所述的成膜助剂为美国陶氏的二丙二醇丙醚DPnB、美国陶氏的丙二醇苯醚PPH、美国陶氏的丙二醇甲醚PM或美国陶氏的丙二醇PG中的任意一种或几种的混合。

优选的，水性环氧乳液选自亨斯迈公司的PZ 3961-1，环氧固化剂选自亨斯迈公司的3986。

基于上述技术方案，能够显著提升工程机械用双组份水性环氧底漆的附着力。

本发明还提供了本发明所提供的工程机械用双组份水性环氧底漆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、先将8％～18％的第一去离子水、分散剂、润湿剂、0.05％～0.2％的消泡剂进行搅拌，混合均匀，得到混合液；

步骤2、在步骤1得到的混合液中加入颜填料，先高速分散再研磨至细度小于等于40um，得到浆料；

步骤3、向步骤2得到的浆料加入水性环氧乳液、树脂增韧剂、剩余的第一去离子水，搅拌；然后再加入防闪锈剂和剩余消泡剂，搅拌；然后再加入增稠剂调整黏度，即得水性环氧底漆的A组分；

步骤4、将改性脂肪胺固化剂、成膜助剂和第二去离子水搅拌均匀，即得水性环氧底漆的B组分

进一步的，工程机械用双组份水性环氧底漆的制备方法包括以下步骤：

步骤1、先将部分去离子水、分散剂、润湿剂、部分消泡剂以1000r/min的速度搅拌5min，混合均匀，得到混合液；

步骤2、在步骤1的混合液中加入颜填料先1500r/min的速度高速分散15-20min，再研磨至细度小于等于40um，得到浆料；

步骤3、向步骤2中研磨好的浆料加入水性环氧乳液、树脂增韧剂、剩余去离子水，以800r/min的速度搅拌20min；然后再加入防闪锈剂和剩余消泡剂，以650r/min的速度搅拌15min；然后再加入增稠剂以700r/min的速度搅拌，调整黏度至110-115Ku(料温)，即得水性环氧底漆的A组分；

步骤4、将改性脂肪胺固化剂、成膜助剂和去离子水以900r/min的速度搅拌15-20min，即得水性环氧底漆的B组分。

本发明的有益效果在于：

1、通过引入水性环氧树脂体系解决了传统溶剂型工程机械用环氧涂料在生产、运输、施工过程向外界排放大量挥发性有机化合物的问题；

2、通过选择合适的固化剂，改善了环氧树脂在常温自干条件下的干燥性能；

3、通过引入环氧树脂增韧剂解决了传统环氧涂料漆膜硬度过高、柔韧性差的缺点；

且上述性能的提升，不以牺牲产品其他方面性能为代价。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

一种工程机械用双组份水性环氧底漆，包括重量比为4.5：1的A组分和B组分：

其中A组分包括：

其中B组分包括：

实施例2

一种工程机械用双组份水性环氧底漆， 包括重量比为4：1的A组分和B组分：

其中A组分包括：

其中B组分包括：

固化剂BANCO 905 50％

去离子水 50％

成膜助剂 0％

实施例3

一种工程机械用双组份水性环氧底漆，包括重量比为5：1的A组分和B组分：

其中A组分包括：

其中B组分包括：

固化剂Q-RIT 1061 50％

去离子水 45％

成膜助剂PPH 5％

对比例1

产品1，具体为公开号为CN108003748A的中国专利的实施例2。

对比例2

产品2，具体为授权公开号为CN101386765B的中国专利的实施例1。

对比例3

工程机械用双组份水性环氧底漆，包括重量比为4.5：1的A组分和B组分：

其中A组分包括：

其中B组分包括：

对比例4

工程机械用双组份水性环氧底漆，包括重量比为4.5：1的A组分和B组分：

其中A组分包括：

其中B组分包括：

本发明的实施例测试结果如下表：

从上述数据可以看出：

较市售产品，本发明所提供的工程机械用双组份水性环氧底漆能显著降低表干时间、提升柔韧性、耐冲击性、附着力、耐90℃热水性、耐酸性、耐碱性、耐中性盐雾。

另外，湿法云母粉HY-TM3和杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10的组合添加，较单独添加湿法云母粉HY-TM3或杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10，在耐盐雾性能方面具有显著优势，长时间中性盐雾环境中可以保持无锈点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于，包括重量比为4～5：1的A组分和B组分，其中：

A组分包括以下重量百分含量的各组分：

B组分包括以下重量百分含量的各组分：

改性脂肪胺固化剂 50％

第二去离子水 40％～50％

成膜助剂 0～10％。

2.根据权利要求1所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：所述的树脂增韧剂选自无锡市赛力威生物科技有限公司的烷基缩水甘油醚AGE、广州晟固化工有限公司的丁基缩水甘油醚BGE、上海贝合化工有限公司的苯基缩水甘油醚CGE或武汉森茂精细化工有限公司的CYH-277-S超支化环氧增韧剂中的任意一种或几种的混合。

3.根据权利要求1所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：所述的颜填料选自海扬粉体的湿法云母粉HY-TM3云母粉、广州市诚彩化工有限公司的H101氧化铁红、海扬粉体的HY-A03硫酸钡、杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10、多磷酸锶铝水合物SAPP、纽碧莱公司的106或无锡海博德高分子材料有限公司的磷钼酸锌PMZ-1中的任意一种或几种的混合。

4.根据权利要求3所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：所述的颜填料为杭州海博颜料有限公司的正磷酸锌水合物ZP-10或多磷酸锶铝水合物SAPP与海扬粉体的湿法云母粉HY-TM3云母粉的混合。

5.根据权利要求1所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：所述的水性环氧乳液选自亨斯迈公司的PZ 3961-1、黄山邦和合成材料有限公司的BANCO 2056或荷兰QR-Polymers公司的E-Pos 1011W50中的任意一种或几种的混合。

6.根据权利要求1所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：

所述的固化剂为亨斯迈公司的3986、黄山邦和合成材料有限公司水性环氧固化剂BANCO 905、荷兰QR-Polymers公司的Q-RIT 1061或Q-RIT 1071中的任意一种或几种的混合；

所述的分散剂为赢创迪高Dispers 700、赢创迪高Dispers 655、巴斯夫科宁3275、罗门哈斯的聚丙烯酸钠盐1288或德国毕克化学的BYK-190中的任意一种或几种的混合。

7.根据权利要求1所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：

所述的润湿剂为赢创迪高Wet 270、赢创迪高Wet 280、德国毕克化学的BYK-346或德国毕克化学的BYK-345中的任意一种或几种的混合；

所述的消泡剂为赢创迪高Airex 901W、赢创迪高Airex 902W、德国毕克化学的BYK-028、赢创迪高Foamex 840或布莱克本CF1536中的任意一种或几种的混合。

8.根据权利要求1所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：

所述的抗闪锈剂为美国瑞宝Raybo 60、美国瑞宝高效防锈剂Raybo 75、福晨化学试剂有限公司的亚硝酸钠、美国海洛士330或美国海洛士515中的任意一种或几种的混合；

所述的增稠剂为海名斯德谦的RHEOLATE CVS-11、海名斯德谦的RHEOLATE 350D或陶氏的RM-12W中的任意一种或几种的混合。

9.根据权利要求1所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆，其特征在于：所述的成膜助剂为美国陶氏的二丙二醇丙醚DPnB、美国陶氏的丙二醇苯醚PPH、美国陶氏的丙二醇甲醚PM或美国陶氏的丙二醇PG中的任意一种或几种的混合。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的一种工程机械用双组份水性环氧底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、先将8％～18％的第一去离子水、分散剂、润湿剂、0.05％～0.2％的消泡剂进行搅拌，混合均匀，得到混合液；

步骤2、在步骤1得到的混合液中加入颜填料，先高速分散再研磨至细度小于等于40um，得到浆料；

步骤3、向步骤2得到的浆料加入水性环氧乳液、树脂增韧剂、剩余的第一去离子水，搅拌；然后再加入防闪锈剂和剩余消泡剂，搅拌；然后再加入增稠剂调整黏度，即得水性环氧底漆的A组分；

步骤4、将改性脂肪胺固化剂、成膜助剂和第二去离子水搅拌均匀，即得水性环氧底漆的B组分。