CN109913085A - 一种底面合一水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底面合一水性涂料及其制备方法，所述底面合一水性涂料包括如下组分：环氧酯树脂30‑40％，环氧改性丙烯酸树脂10‑20％，消泡剂0.3‑0.4％，有机胺中和剂0.2‑0.4％，分散剂2‑3％，颜填料30‑40％，基材润湿剂0.5‑1％，增稠剂1‑2％，防沉剂0.5‑1％，防锈助剂0‑0.5％，紫外线吸收剂1‑3％，助溶剂3‑5％，催干剂0.3‑0.6％和去离子水7‑10％。本发明制备的底面合一水性涂料，干燥速度快，硬度高，附着力好，具有良好的防腐性能，体系中不含任何重金属，VOC含量低，尤其适用于车桥表面装饰防护，既满足客户对基材防腐性能的要求，也满足客户对基材表面装饰需求。

Description

一种底面合一水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种底面合一水性涂料及其制备方法。

背景技术

目前，国内传统的防腐涂装体系主要有两种，分别是底漆+中涂漆+面漆复合防腐涂层体系或底漆+面漆复合防腐涂层体系。但这两种涂装工艺复杂，施工周期长，造价成本高，且易造成整个涂层体系的配套性不好，造成整个涂层的性能下降。水性底面合一漆就是将底漆和面漆合二为一的一种水性涂料，兼具底漆和面漆的特性，因此水性底面合一漆的涂装工艺流程大为简化，节省了涂装工艺能耗和涂装施工成本，提高了经济效益，同时避免了底漆、面漆之间不配套导致的涂装质量问题。而且水性底面合一漆的组成中基本不含有危害人体和环境的有机溶剂，符合当今社会对环保的要求。

车桥位于汽车底部，所处的坏境比较恶劣，即长期经受沙石冲击和雨水侵蚀，沙石的冲击容易刮伤涂层，没有涂层的保护钢板更容易产生锈蚀，锈点成为车桥钢板新的疲劳源，影响车桥钢板的疲劳寿命。目前市面上车桥用涂料广泛采用丙烯酸酯涂料和氨基树脂涂料，这类涂料耐水，防腐性，耐老化性能较好，但是耐磨性较差，不能满足车桥用涂料的要求。并且经过调查发现，在车桥钢板涂装过程中，国产车比进口车少了一道底材表面磷化处理工序，使得车桥钢板耐腐蚀性差，从而导致使用期限短的缺陷。车桥钢板的涂装急需一种底涂装简单，且柔韧性、致密性和抗腐蚀性能俱佳的涂层材料。

发明内容

针对现有技术中车桥专用水性涂料的涂装工艺复杂以及抗腐蚀性能较差的问题，本发明提供一种底面合一水性涂料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种底面合一水性涂料，包括如下质量百分比的原料组分：环氧酯树脂30-40％，环氧改性丙烯酸树脂10-20％，消泡剂0.3-0.4％，有机胺中和剂0.2-0.4％，分散剂2-3％，颜填料30-40％，基材润湿剂0.5-1％，增稠剂1-2％，防沉剂0.5-1％，防锈助剂0-0.5％，紫外线吸收剂1-3％，助溶剂3-5％，催干剂0.3-0.6％和去离子水7-10％。

相对于现有技术，本发明提供的底面合一水性涂料，选用环氧酯树脂和环氧改性丙烯酸树脂作为成膜物质，通过环氧酯树脂的自交联反应、环氧树脂中的环氧基和丙烯酸树脂的羧基之间的交联反应，以及丙烯酸基团之间的聚合反应，使漆膜交联均匀、致密，从而提高涂料的附着力和耐腐蚀性；通过体系中的环氧基与有机胺中和剂中的氨基反应，加快了涂料的成膜速度，加强了体系的内部结构，使得体系的防腐性能、附着力和硬度大大提高；通过加入紫外光吸收剂，保护涂层中的乳液分子免受紫外线的侵害，大大延长了漆膜的耐老化性能。本发明提供的底面合一涂料，干燥速度快，硬度高，附着力好，具有良好的防腐性能，且成膜物质和溶剂用量较少，为体系提供了更低VOC，与此同时体系不含重金属，符合现代市场涂料环保的需求，尤其适用于车桥表面装饰防护，施工简单，易操作上手，大大减少了施工周期，提高了施工效率。

其中，水性环氧改性丙烯酸乳液具有干燥速度快、附着力高，柔韧性好，防腐性能好，硬度高以及耐各种介质性好的优点；环氧酯树脂具有着很好的耐水和耐盐雾性能，两者树脂配合在室温下可快速固化，给漆膜提供良好的硬度和盐雾性能。

优选的，所述消泡剂为磷酸酯类消泡剂和有机硅类消泡剂的混合物，其中，所述磷酸酯类消泡剂和有机硅类消泡剂的质量比为1:0.8-1.2。

更优选的，所述磷酸酯类消泡剂为法国先创的941PL，所述有机硅类想泡剂为毕克的BYK-028。

两种消泡剂混合使用，可以获得持久的消泡抑泡效果，且对漆膜外观和均匀性没有副作用，不会引起鱼眼、火山口等对漆膜外观有影响的现象。

优选的，所述有机胺中和剂为二甲基乙醇胺。

优选的有机胺中和剂不但具有调节pH值的效果，而且其氨基基团还能与成膜物质中的环氧基反应，加快成膜速度，提高漆膜的交联密度，从而增强涂料的内部结构，提高涂料的防腐能力和附着力。

优选的，所述分散剂为改性聚丙烯酸酯聚合物。

更优选的，所述分散剂为AFCONA公司的AFCONA 4560分散剂。

优选的分散剂为不受pH影响的高分子分散剂，具有较高的立体空间位阻效应，对各种颜料均具有极佳的稳定能力，且不影响涂料的抗水性能，能够减少研磨时间，促进光泽和流平性。

优选的，所述颜填料包括三聚偏磷酸铝、硅酸锌和磷酸锌铝，以及超细硫酸钡、钛白粉、硅酸钙或炭黑的一种或几种。

优选的，以所述底面合一水性涂料的质量为100％计，所述三聚偏磷酸铝的含量为4-6％，所述硅酸锌的含量为2-4％，所述磷酸锌铝的含量为2-4％。

所选用的填料均为不含重金属的无毒粉料，其中，三聚偏磷酸铝、硅酸锌和磷酸锌铝中的磷酸根和硅酸根离子可以与其他颜填料离子和成膜物质中的极性基团交联形成稳定的络成物；而且，还能螯合金属表面的铁离子在金属表面形成稳定的保护膜，不仅提高了涂料的防腐性能，提高了涂料对基材的附着力。

优选的，所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物和聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合物，其中所述聚醚硅氧烷共聚物和聚醚改性聚二甲基硅氧烷的质量比为1:0.8-1.2。

更优选的，所述聚醚硅氧烷共聚物为迪高的TEGO-100，所述聚醚改性聚二甲基硅氧烷为毕克的BYK-331。

优选的两种基材润湿剂配合使用，可增加润湿剂与涂料体系的相容性，使涂料具有优异的底材润湿性，产生抗粘连性，并具有提高抗划伤能力，改善涂料的流平性和光泽度的优点。

优选的，所述增稠剂为碱溶涨型增稠剂。

更优选的，所述增稠剂为罗门哈斯的RM-12W。

优选的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，有利于改善流平性和光泽的提高，同时在一般情况下，它是团缩在一起，遇碱膨胀开来，与本发明优选的防沉剂复配使用，可大幅度提高涂料的储存稳定性。

优选的，所述防沉剂为改性乙烯醋酸乙烯共聚物蜡乳液。

更优选的，所述防沉剂为毕克公司的AQUATIX-8421。

优选的防沉剂为改善涂料中效应颜料定向的流变改性蜡乳液，可有效减少云块状色差或花斑问题的出现，且在贮存和施工过程中均具有优异的防沉降性。

可选的，所述防闪锈剂为氨基羧酸盐类防闪锈剂，如美国的Halox515防闪锈剂，其能阻止电化学腐蚀反应中的水、空气等腐蚀性物质与金属发生电化学反应，抑制腐蚀的发生，同时提高漆膜的长期耐水性和防腐性。

优选的，所述紫外吸收剂为羟基苯并三唑类紫外光吸收剂。

更优选的，所述紫外吸收剂为优卡930光稳定剂。

优选的紫外吸收剂的主要成分为苯并三氮唑，是专为涂料开发的紫外线吸收剂，吸光性在290-370nm，具有广泛的紫外吸收能力，可对基材进行有效保护，具有优异的抗高温和抗萃取特性，能非常胜任较高耐候性要求的工业和汽车涂料领域。

优选的，所述助溶剂为二丙二醇丁醚。

优选的助溶剂具有较强的溶解力，无毒低味，具有改善流平、调节漆膜干燥速度的特点。

优选的，所述催干剂为有机锡催干剂。

更优选的，所述催干剂为Decas-101有机锡催干剂。

优选的催干剂可加速漆膜的氧化、聚合、干燥，达到快干的目的。

本发明还提供了底面合一水性涂料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：

步骤a，按照上述底面合一水性涂料的设计配比称取各组分，将称取的环氧酯树脂、消泡剂、有机胺中和剂、分散剂、颜填料、防沉剂、50-70wt％的助溶剂、催干剂和50-70wt％的去离子水，搅拌均匀，研磨，得细度≤20μm的第一浆料；

步骤b，将称取的环氧改性丙烯酸树脂、剩余的助溶剂和剩余的去离子水，混合均匀，加入所述第一浆料中，搅拌混合均匀，得第二浆料；

步骤c，将称取的基材润湿剂、防闪锈剂和紫外吸收剂加入所述第二浆料中，搅拌均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为85-95KU，得底面合一水性涂料。

上述制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，制备的底面合一水性涂料具有硬度高、附着力好，以及耐腐蚀性能优异的优点，可用于车桥表面装饰防护，具有广阔的市场前景。

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。

实施例1

本发明实施例提供一种底面合一水性涂料，包括如下质量百分比的原料组分：环氧酯树脂35％，环氧改性丙烯酸树脂14％，消泡剂0.3％，二甲基乙醇胺0.3％，分散剂2.5％，三聚偏磷酸铝5％，硅酸锌3％，磷酸锌铝3％，超细硫酸钡6％，钛白粉15％，基材润湿剂0.6％，增稠剂2％，防沉剂1％，防闪锈剂0.4％，紫外线吸收剂1％，二丙二醇丁醚2％，催干剂0.6％和去离子水8.3％。

所述环氧酯树脂为常州广树化工科技有限公司生产的水性环氧酯树脂；所述环氧改性丙烯酸树脂为无锡迪爱环氧有限公司生产的水性环氧改性丙烯酸乳液；所述消泡剂为法国先创的941PL和毕克的BYK-028的混合物，其中941PL和BYK-028的质量比为1:1；所述分散剂为AFCONA 4560；所述基材润湿剂为迪高的TEGO-100和毕克的BYK-331的混合物，其中TEGO-100和BYK-331的质量比为1:1；所述增稠剂为罗门哈斯的RM-12W；所述防沉剂为毕克公司的AQUATIX-8421；所述防闪锈剂为美国的Halox515防闪锈剂；所述紫外吸收剂为优卡930光稳定剂；所述催干剂为Decas-101有机锡催干剂。

上述底面合一水性涂料的制备步骤如下：

步骤a，按照所述底面合一水性涂料的设计配比称取各组分，将称取的环氧酯树脂、消泡剂、二甲基乙醇胺、分散剂、三聚偏磷酸铝、硅酸锌、磷酸锌铝、超细硫酸钡、钛白粉、防沉剂，60wt％的二丙二醇丁醚、催干剂和60wt％的去离子水加入备料锅中，于700r/min搅拌20min，研磨，得细度≤20μm的第一浆料；

步骤b，将称取的环氧改性丙烯酸树脂、剩余的二丙二醇丁醚和剩余的去离子水加入调漆罐中，于500r/min搅拌10min，加入所述第一浆料，将转速调节至800r/min搅拌20min，得第二浆料；

步骤c，将称取的基材润湿剂、防闪锈剂和紫外吸收剂加入所述第二浆料中，于800r/min搅拌10min，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为90KU，得底面合一水性涂料。

实施例2

本发明实施例提供一种底面合一水性涂料，包括如下质量百分比的原料组分：环氧酯树脂30％，环氧改性丙烯酸树脂11％，消泡剂0.3％，二甲基乙醇胺0.2％，分散剂3％，三聚偏磷酸铝6％，硅酸锌4％，磷酸锌铝2％，硅酸钙6％，炭黑16％，超细硫酸钡6％，基材润湿剂1％，增稠剂1％，防沉剂0.5％，防闪锈剂0.2％，紫外线吸收剂2％，二丙二醇丁醚3.4％，催干剂0.4％和去离子水7％。

上述各组分的牌号与实施例1相同，不同的是：所述消泡剂为法国先创的941PL和毕克的BYK-028的混合物，其中941PL和BYK-028的质量比为1:0.8；所述分散剂为AFCONA4560；所述基材润湿剂为迪高的TEGO-100和毕克的BYK-331的混合物，其中TEGO-100和BYK-331的质量比为1:0.9。

上述底面合一水性涂料的制备步骤如下：

步骤a，按照所述底面合一水性涂料的设计配比称取各组分，将称取的环氧酯树脂、消泡剂、二甲基乙醇胺、分散剂、三聚偏磷酸铝、硅酸锌、磷酸锌铝、硅酸钙、炭黑、超细硫酸钡、防沉剂、50wt％的二丙二醇丁醚、催干剂和70wt％的去离子水加入备料锅中，于600r/min搅拌20min，研磨，得细度≤20μm的第一浆料；

步骤b，将称取的环氧改性丙烯酸树脂、剩余的二丙二醇丁醚和剩余的去离子水加入调漆罐中，于600r/min搅拌10min，加入所述第一浆料，将转速调节至500r/min搅拌20min，得第二浆料；

步骤c，将称取的基材润湿剂、防闪锈剂和紫外吸收剂加入所述第二浆料中，于500r/min搅拌10min，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为85KU，得底面合一水性涂料。

实施例3

本发明实施例提供一种底面合一水性涂料，包括如下质量百分比的原料组分：环氧酯树脂32％，环氧改性丙烯酸树脂17％，消泡剂0.3％，二甲基乙醇胺0.2％，分散剂2.8％，三聚偏磷酸铝4％，硅酸锌2％，磷酸锌铝4％，超细硫酸钡4％，炭黑16％，基材润湿剂0.6％，增稠剂1％，防沉剂0.5％，防闪锈剂0.3％，紫外线吸收剂1.5％，二丙二醇丁醚5％，催干剂0.3％和去离子水8.5％。

上述各组分的牌号与实施例1相同，不同的是：所述消泡剂为法国先创的941PL和毕克的BYK-028的混合物，其中941PL和BYK-028的质量比为1:0.9；所述分散剂为AFCONA4560；所述基材润湿剂为迪高的TEGO-100和毕克的BYK-331的混合物，其中TEGO-100和BYK-331的质量比为1:1.2。

上述底面合一水性涂料的制备步骤如下：

步骤a，按照所述底面合一水性涂料的设计配比称取各组分，将称取的环氧酯树脂、消泡剂、二甲基乙醇胺、分散剂、三聚偏磷酸铝、硅酸锌、磷酸锌铝、超细硫酸钡、炭黑、防沉剂、70wt％的二丙二醇丁醚、催干剂和50wt％的去离子水加入备料锅中，于800r/min搅拌20min，研磨，得细度≤20μm的第一浆料；

步骤b，将称取的环氧改性丙烯酸树脂、剩余的助溶剂和剩余的去离子水加入调漆罐中，于500r/min搅拌10min，加入所述第一浆料，将转速调节至600r/min搅拌20min，得第二浆料；

步骤c，将称取的基材润湿剂、防闪锈剂和紫外吸收剂加入所述第二浆料中，于600r/min搅拌10min，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为95KU，得底面合一水性涂料。

实施例4

本发明实施例提供一种底面合一水性涂料，包括如下质量百分比的原料组分：环氧酯树脂30％，环氧改性丙烯酸树脂20％，消泡剂0.4％，二甲基乙醇胺0.4％，分散剂2％，三聚偏磷酸铝5％，硅酸锌为3％，磷酸锌铝3％，超细硫酸钡5％，炭黑14％，基材润湿剂1％，增稠剂1.3％，防沉剂0.5％，紫外线吸收剂3％，二丙二醇丁醚4％，催干剂0.4％和去离子水7％。

上述各组分的牌号与实施例1相同，不同的是：所述消泡剂为法国先创的941PL和毕克的BYK-028的混合物，其中941PL和BYK-028的质量比为1:1.2；所述分散剂为AFCONA4560；所述基材润湿剂为迪高的TEGO-100和毕克的BYK-331的混合物，其中TEGO-100和BYK-331的质量比为1:0.8。

上述底面合一水性涂料的制备步骤如下：

步骤a，按照所述底面合一水性涂料的设计配比称取各组分，将称取的环氧酯树脂、消泡剂、二甲基乙醇胺、分散剂、三聚偏磷酸铝、硅酸锌、磷酸锌铝、超细硫酸钡、炭黑、防沉剂，60wt％的二丙二醇丁醚、催干剂和50wt％的去离子水加入备料锅中，于800r/min搅拌20min，研磨，得细度≤20μm的第一浆料；

步骤b，将称取的环氧改性丙烯酸树脂、剩余的助溶剂和剩余的去离子水加入调漆罐中，于500r/min搅拌10min，加入所述第一浆料，将转速调节至600r/min搅拌25min，得第二浆料；

步骤c，将称取的基材润湿剂和紫外吸收剂加入所述第二浆料中，于600r/min搅拌15min，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为95KU，得底面合一水性涂料。

实施例5

本发明实施例提供一种底面合一水性涂料，包括如下质量百分比的原料组分：环氧酯树脂40％，环氧改性丙烯酸树脂10％，消泡剂0.3％，二甲基乙醇胺0.2％，分散剂2.5％，三聚偏磷酸铝4％，硅酸锌2％，磷酸锌铝4％，超细硫酸钡4％，钛白粉16％、基材润湿剂0.5％，增稠剂1％，防沉剂0.5％，防闪锈剂0.5％，紫外线吸收剂1％，二丙二醇丁醚3％，催干剂0.5％和去离子水10％。

上述各组分的牌号以及底面合一水性涂料的制备步骤与实施例1相同，此处不再赘述。

将实施例1制备的底面合一水性涂料按照行业标准进行质量检测，结果见表1。

表1

注：所检测标准按HG/T 4759-2014中华人民共和国化工行业标准-水性环氧树脂防腐涂料进行检(耐酸耐碱根据HG/T 4761-2014水性聚氨酯涂料耐酸耐碱性能检测)。

为了更好地说明本发明实施例提供的底面合一水性涂料的特性，下面对以上实施例1-5制备的底面合一水性涂料和市售产品，进行质量检测，结果见表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为市场常规有底漆的聚氨酯产品。

表2

综上所述，本发明制备的底面合一水性涂料，干燥速度快，硬度高，附着力好，具有良好的防腐性能，体系中不含任何重金属，VOC含量低，尤其适用于车桥表面装饰防护，既满足客户对基材防腐性能的要求，也满足客户对基材表面装饰需求，且施工简单，易操作上手，大大减少了施工周期，具有较高的实用价值。

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 (10)

1.一种底面合一水性涂料，其特征在于，包括如下质量百分比的原料组分：环氧酯树脂30-40％，环氧改性丙烯酸树脂10-20％，消泡剂0.3-0.4％，有机胺中和剂0.2-0.4％，分散剂2-3％，颜填料30-40％，基材润湿剂0.5-1％，增稠剂1-2％，防沉剂0.5-1％，防锈助剂0-0.5％，紫外线吸收剂1-3％，助溶剂3-5％，催干剂0.3-0.6％和去离子水7-10％。

2.如权利要求1所述的底面合一水性涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸酯类消泡剂和有机硅类消泡剂的混合物，其中，所述磷酸酯类消泡剂和有机硅类消泡剂的质量比为1:0.8-1.2。

3.如权利要求1所述的底面合一水性涂料，其特征在于，所述有机胺中和剂为二甲基乙醇胺；和/或

所述分散剂为改性聚丙烯酸酯聚合物。

4.如权利要求1所述的底面合一水性涂料，其特征在于，所述颜填料包括三聚偏磷酸铝、硅酸锌和磷酸锌铝，以及超细硫酸钡、钛白粉、硅酸钙或炭黑的一种或几种。

5.如权利要求4所述的底面合一水性涂料，其特征在于，以所述底面合一水性涂料的质量为100％计，所述三聚偏磷酸铝的含量为4-6％，所述硅酸锌的含量为2-4％，所述磷酸锌铝的含量为2-4％。

6.如权利要求1所述的底面合一水性涂料，其特征在于，所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物和聚醚改性聚二甲基硅氧烷的混合物，其中所述聚醚硅氧烷共聚物和聚醚改性聚二甲基硅氧烷的质量比为1:0.8-1.2。

7.如权利要求1所述的底面合一水性涂料，其特征在于，所述增稠剂为碱溶涨型增稠剂；和/或

所述防沉剂为改性乙烯醋酸乙烯共聚物蜡乳液。

8.如权利要求1所述的底面合一水性涂料，其特征在于，所述紫外吸收剂为羟基苯并三唑类紫外光吸收剂。

9.如权利要求1所述的底面合一水性涂料，其特征在于，所述助溶剂为二丙二醇丁醚；和/或

所述催干剂为有机锡催干剂。

10.一种底面合一水性涂料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

步骤a，按照权利要求1-9任一项所述底面合一水性涂料的设计配比称取各组分，将称取的环氧酯树脂、消泡剂、有机胺中和剂、分散剂、颜填料、防沉剂、50-70wt％的助溶剂、催干剂和50-70wt％的去离子水，搅拌均匀，研磨，得细度≤20μm的第一浆料；

步骤b，将称取的环氧改性丙烯酸树脂、剩余的助溶剂和剩余的去离子水，混合均匀，加入所述第一浆料中，搅拌混合均匀，得第二浆料；

步骤c，将称取的基材润湿剂、防闪锈剂和紫外吸收剂加入所述第二浆料中，搅拌均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为85-95KU，得底面合一水性涂料。