CN110343444B - 一种环氧富锌底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环氧富锌底漆及其制备方法，属于涂料领域，该环氧富锌底漆包括组分A和组分B，其中：所述组分A包含以下重量份的原料：乙二醇丙醚1~5份，固化剂2~10份，流变剂0.6~2.5份，消泡剂0.1~0.8份，锌粉40~90份，异丙醇2~10份；所述组分B包含以下重量份的原料：水性环氧树脂10~25份，增稠剂0.1~1份，水5~16份。本发明将传统的三组分水性环氧富锌底漆改为两组分，改善了施工工艺，并将锌粉分散在固化剂中，且选择改性膨润土作流变剂，使锌粉分散均匀；本发明采用水性环氧树脂分散液作为主要基料，制得的乳液稳定性好，VOC含量低；本发明的环氧富锌底漆防腐性能好，附着力强，固化性能优异。

Description

一种环氧富锌底漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，更具体地说，它涉及一种环氧富锌底漆及其制备方法。

背景技术

金属腐蚀遍布社会生产中的各个领域，消耗资源的同时造成巨大的经济损失。在金属表面涂覆防腐蚀涂层，隔绝金属与腐蚀介质接触，是有效防止金属腐蚀的一种方法。

富锌底漆由于富含锌粉，对钢材基底具有阴极保护作用，因此在钢结构防腐方面的作用至关重要。富锌底漆主要有三个类型：环氧富锌底漆、醇溶性无机富锌底漆和水性无机富锌底漆。环氧富锌底漆以环氧树脂为基料，聚酰胺为固化剂，超细锌粉为主要防腐颜料，加入一定量的助剂，具有极好的阴极保护作用和防腐性能，附着力强，耐磨耐水性能良好。

目前，市场上的水性环氧富锌底漆多以三组分(乳液、固化剂、锌粉)为主，三组分分别包装，在涂料施工前，将锌粉添加到水性底漆中，主要防止锌粉与水发生反应生成氢气。这种水性环氧富锌底漆施工不便，可能会造成锌粉混合分散不均匀，使漆膜外观受到影响，进而降低漆膜的防腐性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种两组分的环氧富锌底漆，通过将锌粉分散在固化剂中，使锌粉分散均匀。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种环氧富锌底漆，所述环氧富锌底漆由组分A和组分B组成，其中：

所述组分A包含以下重量份的原料：乙二醇丙醚1～5份，固化剂2～10份，流变剂0.6～2.5份，消泡剂0.1～0.8份，锌粉40～90份，异丙醇2～10份；

所述组分B包含以下重量份的原料：水性环氧树脂10～25份，增稠剂0.1～1份，水5-16份；

其中，所述固化剂为聚酰胺类固化剂；所述流变剂为改性膨润土；所述消泡剂为聚合物型消泡剂；所述锌粉颗粒度为800目；所述水性环氧树脂采用双酚A型环氧树脂；

所述的改性膨润土使用一定比例的HT-C919油水兼容有机膨润土活性增稠防沉流变剂及RHEOBYK-410液体流变助剂。

通过采用上述技术方案，乙二醇丙醚为无色液体，微有芳香气味，和乙二醇乙醚相似，与水互溶，用作硝基纤维漆等涂料溶剂。由于吸湿性小，作涂料溶剂使用时，涂膜不易产生乳化现象。

异丙醇为无色透明液体，能与水自由混合，是工业上比较廉价的溶剂，对亲油性物质的溶解力比乙醇强，可作为橡胶、涂料等的溶剂。

不同的酰胺类具有不同的反应活性，呈现良好的粘接性能，在潮湿条件下具有良好的固化性，酰胺改性后能得到更快的固化速度及化学稳定性。液体聚酰胺树脂分子结构中含有较长的脂肪烃碳链和极性酰胺基团，能使环氧树脂在室温或加热条件下起交联反应；脂肪烃碳链隔离了环氧树脂分子内刚性的内苯环，在受负荷或冲击时能使键有较大的自由度，有优异的柔韧性与环氧树脂配合；具有不产生副产物、无毒性、有较好的粘接性、柔韧性、绝缘性、耐水性、耐磨性及耐化学稳定性；对颜料和基材润湿性较好，能常温、水下固化，柔软不脆等一般胺类或酸酐类固化剂所达不到的优点；配比范围宽，操作方便，使用安全，是环氧树脂的优良固化剂。

液体流变助剂，用于改善中等极性溶剂型和无溶剂型体系的抗流挂性和防沉降性，增加触变性。改性膨润土在溶剂中分散但遇水可膨胀形成胶体达到理想的增稠触变和抗流挂效果，在醇醚类溶剂和水的混合溶剂体系中增稠、防沉性能突出。

聚合物型消泡剂，不含VOC和有机硅，用于水性涂料、胶粘剂和纸张涂料，尤其适用于高品质高光建筑涂料。

环氧树脂DER331是一种应用最为广泛的通用型液体环氧树脂，它是由环氧氯丙烷和双酚A反应生成的液体产品，有多种固化剂可在室温条件下固化液体环氧树脂，其中常用的为脂肪族多远胺、聚酰胺、酯环族胺做它们的改性固化剂。这些体系有时会在高温下进行固化，以提高涂层某些特定的性能，如耐化性和玻璃化温度。

进一步地，环氧富锌底漆的组分A包含以下重量份的原料：乙二醇丙醚1.5～4.5份，固化剂3～9份，流变剂0.8～2.2份，消泡剂0.15～0.6份，锌粉44～80份，异丙醇3～9份；环氧富锌底漆的组分B包含以下重量份的原料：水性环氧树脂12～22份，增稠剂0.15～0.8份，水6～15份；

进一步地，环氧富锌底漆的组分A包含以下重量份的原料：乙二醇丙醚2～4份，固化剂4～8份，流变剂1～2份，消泡剂0.2～0.5份，锌粉50～70份，异丙醇4～8份；环氧富锌底漆的组分B包含以下重量份的原料：水性环氧树脂15～20份，增稠剂0.2～0.6份，水8～13份。

又进一步地，环氧富锌底漆的组分A包含以下重量份的原料：乙二醇丙醚2.5～3.5份，固化剂4.5～6份，流变剂1.2～1.8份，消泡剂0.25～0.4份，锌粉52～65份，异丙醇5～7份；环氧富锌底漆的组分B包含以下重量份的原料：水性环氧树脂16～18份，增稠剂0.3～0.5份，水10～12份；

更进一步地，环氧富锌底漆的组分A包含以下重量份的原料：乙二醇丙醚3份，固化剂5份，流变剂1.5份，消泡剂0.3份，锌粉55份，异丙醇6份；环氧富锌底漆的组分B包含以下重量份的原料：水性环氧树脂17份，增稠剂0.4份，水11份；

本发明的第二个目的在于提供一种环氧富锌底漆的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，制备组分A中的固化剂：

将0.8～4份聚酰胺树脂140、0.2～1份表面活性剂、1～5份水在常温下混合均匀，得到固化剂，备用；

步骤二，制备组分B中的水性环氧树脂：

将5.4～13.5份环氧树脂DER331、1～2.5份表面活性剂、3.6～9份水混和均匀，得到水性环氧树脂，备用；

步骤三，制备组分A：

将步骤一制备的固化剂2～10份以及0.6～2.5份流变剂、0.1～0.8份消泡剂加入到1～5份乙二醇丙醚、2～10份异丙醇的混合溶剂中，分散均匀，在转速为2500r/min的搅拌速度下加入40～90份800目锌粉，搅拌分散50min，得到组分A；

步骤四，制备组分B：

将步骤二制备的水性环氧树脂10～25份以及0.1～1份增稠剂在转速为1500r/min的搅拌速度下均匀分散于5～16份水中，搅拌30min，得到组分B；

步骤五，将组分A和组分B在80～110℃搅拌混合均匀，得到环氧富锌底漆。

进一步地，步骤一中聚酰胺树脂140、表面活性剂、水的重量比为4：1：5。

进一步地，步骤一中聚酰胺树脂140、表面活性剂、水的重量比为5：1：4。

进一步地，步骤二中环氧树脂DER331、表面活性剂、水的重量比为27：5：18。

进一步地，步骤二中环氧树脂DER331、表面活性剂、水的重量比为25：4：21。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明将锌粉分散在固化剂中，并选择改性膨润土作流变剂，具有锌粉不沉降、分散均匀的优点；

2、本发明采用水性环氧树脂分散液作为主要基料，制得的乳液稳定性好，VOC含量低；

3、本发明的环氧富锌底漆将传统的三组分水性环氧富锌底漆改为两组分，改善了施工工艺，且防腐性能好、附着力强、固化性能优异。

具体实施方式

以下结合各实施例对本发明作进一步详细描述。

以下实施例中固化剂采用本公司工艺生产的HDH6119-WB固化剂；流变剂采用杭州海迪斯新材料有限公司生产的HT-C919油水兼容有机膨润土活性增稠防沉流变剂以及毕克助剂(上海)有限公司生产的RHEOBYK-410液体流变助剂；消泡剂选用毕克助剂(上海)有限公司生产的BYK-012消泡剂；水性环氧树脂选用本公司工艺生产的HDE8117-WB环氧水性分散体；增稠剂采用杭州海迪斯新材料有限公司生产的HT-W604膨润土。

实施例1

一种环氧富锌底漆，各组分及其相应的重量份数如表1所示。

制备实施例1的一种环氧富锌底漆的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制备组分A中的固化剂(本公司工艺生产的HDH6119-WB固化剂)：将0.8g聚酰胺树脂140、0.2g表面活性剂、1g去离子水混合均匀，得到HDH6119-WB固化剂，备用；

步骤二，制备组分B中的水性环氧树脂(本公司工艺生产的HDE8117-WB环氧水性分散体)：

将5.4g环氧树脂DER331、1g表面活性剂、3.6g去离子水混合均匀，得到HDE8117-WB水性环氧树脂，备用；

步骤三，制备组分A：

将步骤一制备的HDH6119-WB固化剂2g、0.4g HT-C919流变剂、0.2g RHEOBYK-410流变剂、0.1g BYK-012消泡剂加入到1g乙二醇丙醚、2g异丙醇的混合溶剂中，分散均匀，在转速为2500r/min的搅拌速度下加入40g 800目的锌粉，搅拌分散50min，得到组分A；

步骤四，制备组分B：

将步骤二制备的HDE8117-WB水性环氧树脂10g、0.1g HT-W604膨润土搅拌均匀分散于5g去离子水中，得到组分B；

步骤五，将组分A和组分B在100℃搅拌混合均匀，得到环氧富锌底漆。

表1实施例1-5中各组分及其重量份数

实施例2～9：一种环氧富锌底漆，与实施例1的不同之处在于：各组分及其相应的重量份数与实施例1不同，其具体成分和相对应的重量份数如表1所示，其制备方法与实施例1相同。

实施例10：一种环氧富锌底漆，与实施例1的不同之处在于：

组分A中的固化剂的原料含量为：1g聚酰胺树脂140、0.2g表面活性剂、0.8g去离子水；

组分B中的水性环氧树脂的原料含量为：5g环氧树脂DER331、0.8g表面活性剂、4.2g去离子水。

实施例11

一种环氧富锌底漆，与实施例1的不同之处在于：步骤五中搅拌温度为80℃。

实施例12

一种环氧富锌底漆，与实施例1的不同之处在于：步骤五中搅拌温度为110℃。

对比例1

将0.7g聚酰胺树脂140、0.3g表面活性剂、1g去离子水混合均匀，得到固化剂；将4g环氧树脂DER331、2g表面活性剂、4g去离子水混合均匀，得到水性环氧树脂；

将2g固化剂、0.4g HT-C919流变剂、0.2g RHEOBYK-410流变剂、0.1g BYK-012消泡剂、10g水性环氧树脂、0.1g HT-W604膨润土、40g锌粉加入到1g乙二醇丙醚、2g异丙醇、5g去离子水中的混合溶剂中，在100℃下搅拌至混合均匀，得到环氧富锌底漆。

对比例2

现有技术中的三组分水性环氧富锌底漆，A组分：水性环氧乳液，B组分：水性环氧固化剂，C组分：锌粉。

性能检测试验

对各实施例得到的环氧富锌底漆和对比例的环氧富锌底漆进行性能评价试验，测试结果见表2。

表2：各实施例及对比例的环氧富锌底漆的性能测试数据

从表2可以看出，实施例与对比例相比，本发明的环氧富锌底漆的表干和实干时间远低于HG/T3668-2009标准中的60min及24h，说明本发明的环氧富锌底漆的固化速度快，能够有效缩短施工工期；实施例1～9与对比例2相比，本发明采用两组分制备的环氧富锌底漆附着力以及耐盐雾性达到标准以上，比同行业的产品性能更加优良；实施例10与实施例1～9相比，各项性能指标均下降，说明本公司生产的HDH6119-WB固化剂以及HDE8117-WB环氧水性树脂的原料配比更加合理，能够有效提高环氧富锌底漆的性能。

上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (1)

1.一种环氧富锌底漆的制备方法，其特征在于，所述环氧富锌底漆包括组分A和组分B，其中：所述组分A包含以下重量份的原料：乙二醇丙醚3-3.5份，固化剂5-6份，流变剂1.5-1.8份，消泡剂0.3-0.4份，锌粉55-65份，异丙醇6-7份；所述组分B包含以下重量份的原料：水性环氧树脂17-18份，增稠剂0.4-0.5份，水11-12份；

其中，所述固化剂为聚酰胺类固化剂；所述流变剂为改性膨润土；所述消泡剂为聚合物型消泡剂；所述锌粉颗粒度为800目；所述水性环氧树脂采用双酚A型环氧树脂；

所述的改性膨润土由0.9份HT-C919油水兼容有机膨润土活性增稠防沉流变剂和0.6份RHEOBYK-410液体流变助剂组成或者由1.1份HT-C919油水兼容有机膨润土活性增稠防沉流变剂和0.7份RHEOBYK-410液体流变助剂组成；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤一，制备组分A中的固化剂：

将0.8份聚酰胺树脂140、0.2份表面活性剂、1份水在常温下混合均匀，得到固化剂，备用；

步骤二，制备组分B中的水性环氧树脂：

将5.4份环氧树脂DER331、1份表面活性剂、3.6份水混和均匀，得到水性环氧树脂，备用；

步骤三，制备组分A：

将步骤一制备的固化剂5-6份以及1.5-1.8份流变剂、0.3-0.4份消泡剂加入到3-3.5份乙二醇丙醚、6-7份异丙醇的混合溶剂中，分散均匀，在转速为2500 r/min的搅拌速度下加入55-65份800目锌粉，搅拌分散50 min，得到组分A；

步骤四，制备组分B：

将步骤二制备的水性环氧树脂17-18份以及0.4-0.5份增稠剂在转速为1500r/min的搅拌速度下均匀分散于11-12份水中，搅拌30 min，得到组分B；

步骤五，将组分A和组分B在100℃搅拌混合均匀，得到环氧富锌底漆。