CN110591505A - 厚涂型水性环氧富锌防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种厚涂型水性环氧富锌防腐涂料及其制备方法。本发明的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，包括甲组分和乙组分，所述甲组分按质量份数包含5～10份固化剂、0.5～2份分散剂、0.05～1份消泡剂、0.5～5份触变剂A、0.5～5份触变增效剂BYK‑P 2720、60～83份锌粉、8～20份助溶剂，所述乙组分按质量份数包括55～80份环氧树脂乳液、10～35份水、5～10份触变剂B、5～10份触变阻断剂BYK‑P 2710。本发明的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，同时具有优异的抗流挂性、附着力、耐盐雾和抗冲击性。

Description

厚涂型水性环氧富锌防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种厚涂型水性环氧富锌防腐涂料及其制备方法。

背景技术

传统的工业涂料含有大量的有机助溶剂，在施工和干燥的过程中，涂料中的有机助溶剂挥发出来造成污染，危害了人类健康，同时也是资源的浪费。资料显示，钢铁制品及其设施在涂装过程中挥发掉的VOC总量约占全球VOC总量的20％～25％，已经成为大气的主要污染源之一。所以，以水性涂料替代助溶剂型涂料应用于工业防护领域，对我国构建和谐社会和实现经济的可持续发展有着非常重要的现实意义。

水性环氧富锌防腐涂料因其环保型和高耐腐蚀性使得它在工业防护领域中起到重要的作用，水性环氧富锌涂料以环氧树脂作为成膜物质，交联密度高，屏蔽水和空气，锌粉作为填料，起到阴极保护作用，水性环氧富锌涂料以环氧乳液和可溶于水的固化剂做成膜物，比起助溶剂型环氧树脂，环氧乳液粘度很低，对锌粉的包覆和托浮效果不如助溶剂型环氧树脂明显，这常常导致涂料在存储时出现沉底，不易搅匀。

锌粉是较为活泼的金属，与水接触会发生反应，为了避免锌粉反应，提高存储稳定性，目前市场上的水性环氧富锌涂料技术通常将锌粉与无水固化剂作为甲组分，乳液作为乙组分，甲组分无水，乙组分含水，施工时两组分混匀，以水做稀释剂。在制漆时需要在甲组分中添加合适的触变剂来提高甲组分的粘度，防止锌粉沉降，此时甲组分是有机助溶剂体系，施工时两组分混合，转变为水相体系，原有的助溶剂相中触变剂的增稠防沉效应被破坏，需要引入新的水相增稠防沉体系，同时还需要兼顾触变性，常规触变剂搭配很难满足厚涂施工要求，导致流挂。

目前市场上的水性环氧富锌涂料产品，仅能满足干膜30～60μm厚度施工要求，这个膜厚可以满足轻度和中等程度的腐蚀要求，已经在集装箱涂装行业得到了推广和应用，但对于重防腐领域，水性环氧富锌涂料的厚度需要达到80μm以上，常规的水性环氧富锌涂料喷涂施工时会出现流挂，不能满足厚涂的施工要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，该厚涂型水性环氧富锌防腐涂料具有优异的厚涂性能。

本发明的第二个目的在于提供一种上述厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是:

一种厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，包括甲组分和乙组分，所述甲组分按质量份数包含5～10份固化剂、0.5～2份分散剂、0.05～1份消泡剂、0.5～5份触变剂A、0.5～5份触变增效剂BYK-P 2720、60～83份锌粉、8～20份助溶剂，所述乙组分按质量份数包括55～80份环氧树脂乳液、10～35份水、5～10份触变剂B、5～10份触变阻断剂BYK-P 2710。

所述触变剂A为膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡、聚脲、纤维素、聚氨酯增稠剂中的任意一种或几种。

所述触变剂B为硅酸镁锂、纤维素、改性聚脲、气相二氧化硅中的任意一种或几种。

上述厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，使用时，由甲组分和乙组分混合均匀制得。储存时，甲组分和乙组分分开放置。

所述助溶剂为丙二醇甲醚或乙二醇丁醚中的一种或两种。

所述固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺和聚酰胺中一种或两种加成物，所述固化剂固含50％～70％，活泼氢当量250～400g/eq。

所述环氧乳液由环氧树脂内乳化工艺合成，所述环氧乳液固含40％～60％，环氧当量450～600g/eq。

所述分散剂为聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚烷氧基化合物、脂肪酸以及磷酸酯盐中的一种或几种。

所述消泡剂为矿物油、聚醚、有机硅以及聚醚改性有机硅中的一种或几种。

所述锌粉为球状锌粉和片状锌粉中的一种或两种。

所述膨润土为有机膨润土1958和有机膨润土881中的一种或两种，所述二氧化硅为R972气相二氧化硅、R974气相二氧化硅和A200气相二氧化硅中的一种或几种，所述聚氨酯增稠剂为RM-8W、RM-12W、ATUR10、ATUR20和ATUR30中的一种或几种，所述聚脲为改性聚脲BYK-420，所述聚酰胺蜡为Luvotix HT和DeuRheo 229中的一种或者两种。

所述分散剂为BYK-ATU、BYK190、DP270和Additol VXW 6208中的一种或者几种。

所述消泡剂为BYK-053、BYK025、681F、Additol VXW 6393中的一种或者几种。

一种如上述厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)甲组分的制备

将固化剂和部分助溶剂加入分散罐中，以1000～1500rpm的转速搅拌分散12～17分钟，加入分散剂、消泡剂分散12～17分钟，再加入触变剂A和触变增效剂分散12～17分钟，最后加入剩下的助溶剂，加入锌粉，然后控制转速1800～2200rpm搅拌分散25～35分钟，制得甲组分；

2)乙组分的制备

将环氧乳液、触变剂B和水在分散罐内搅拌均匀，再加入触变阻断剂搅拌分散，得到乙组分；

3)厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备

将步骤1)制得的甲组分、步骤2)制得的乙组分以及水按照3～5：1：0.3～0.8混合均匀，制得厚涂型水性环氧富锌防腐涂料。

本发明厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的有益效果在于：

本发明提供的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，甲组分中的触变增效剂BYK-P 2720是一种提升固体触变剂触变能力的助剂，该触变增效剂用于胺类固化剂中，具有两性基团，可以有效促进增加固化剂和触变剂的接触，使得甲组分在存储期间粘度较大，锌粉不沉降；同时乙组分中选用触变阻断剂BYK-P 2710，通过BYK-P 2710阻断触变剂形成触变结构，防止体系初始粘度的大幅增加，使得粘度较小，有利于灌装和搅匀，同时当甲组分和乙组分混合时，BYK-P 2720与BYK-P 2710结合，BYK-P 2720分子与BYK-P 2710分子反应，将乙组分中触变剂B释放出来，提高整个体系的粘度并使整个体系达到预期的应用粘度。甲乙组分混匀后，触变剂A和触变剂B与整个体系均有氢键作用力，静止状态时粘度很大，有剪切力时氢键被破坏，粘度降低，使整个体系在厚涂时有良好的应用和极好的防流挂效果。

本发明选用触变剂A、触变剂B、触变增效剂、触变阻断剂的合理搭配，协同作用，施工时甲组分和乙组分混匀，触变增效剂与触变阻断剂反应，将触变剂释放出来，触变剂A和触变剂B均与体系产生氢键作用力提高了水性环氧富锌涂料的施工性能，喷涂施工干膜膜厚最高可以达到200μm不流挂，远高于常规水性环氧富锌漆只能喷涂80μm膜厚的施工限制，提高了形成的涂层的防腐性，为水性环氧富锌涂料在重防腐领域的应用提供了积极促进作用。

具体实施方式

实施例和对比例中所涉及到的原材料包括：

实施例及对比例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。

有机膨润土1958，工业级，洛克伍德公司；有机膨润土881，工业级，青虹新材料有限公司；R972气相二氧化硅、R974气相二氧化硅、A200气相二氧化硅，工业级，赢创公司；RM-8W聚氨酯增稠剂、RM-12W聚氨酯增稠剂、工业级，美国罗门哈斯公司；ATUR10聚氨酯增稠剂、ATUR20聚氨酯增稠剂、ATUR30聚氨酯增稠剂，工业级，中海油常州涂料化工研究院有限公司；W2N硅酸镁锂增稠剂、Luvotix HT聚酰胺蜡、W2N硅酸镁锂、EXILVA纤维素，工业级，雷孚斯公司；改性聚脲BYK-420、BYK-ATU、BYK190、BYK-053、BYK025，工业级，德国毕克化学公司；DeuRheo 229，工业级，海明斯德谦化学公司；Additol VXW 6208、Additol VXW 6393，工业级，湛新公司；DP270、681F，工业级，罗地亚公司；6250环氧乳液，工业级，美国瀚森化工公司。

实施例1

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，由甲组分、乙组分和水按照质量比为3:1:0.3混合制得，其中，所述甲组分按质量份数包含10份的脂肪胺和脂环胺的加成物、0.5份分散剂Additol VXW 6208、0.05份消泡剂Additol VXW 6393、2.1份有机膨润土881、0.1份触变剂RM-12W、0.05份触变剂ATUR10、0.2份触变剂DeuRheo 229、0.8份气硅A200、1.2份气硅R974、5份触变增效剂BYK-P 2720、60份球状锌粉(粒径5μm)、20份丙二醇甲醚；所述乙组分按质量份数包括55份6520环氧乳液、2份W2N硅酸镁锂、1份BYK420改性聚脲、2份A200气硅、5份触变阻断剂BYK-P 2710和35份水。

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)甲组分制备：将10份的脂肪胺和脂环胺的加成物以及6份丙二醇甲醚加入分散罐内以1000rpm的转速搅拌分散12分钟，加入0.5份分散剂Additol VXW 6208，0.05份消泡剂Additol VXW 6393分散12分钟，再加入2.1份有机膨润土881，0.1份触变剂RM-12W，0.05份触变剂ATUR 10，0.2份触变剂DeuRheo 229，0.8份气硅A200，1.2份气硅R974和5份触变增效剂BYK-P 2720，分散12分钟，加入剩下的14份丙二醇甲醚，加入60份球状锌粉，然后控制转速1800rpm搅拌分散25分钟，制得甲组分；

2)乙组分制备：将55份6520环氧乳液、2份W2N硅酸镁锂、1份BYK420改性聚脲、2份A200气硅以及35份水在分散罐内搅拌均匀，再加入5份触变阻断剂BYK-P 2710搅拌均匀，得到乙组分；

3)厚涂型水性环氧富锌防腐涂料制备：将步骤1)制得的甲组分、步骤2)制得的乙组分以及水按照3:1:0.3混合均匀，制得厚涂型水性环氧富锌防腐涂料；本实施例制得的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料使用时直接喷涂即可，本实施例中涂涂料储存过程中，甲组分和乙组分分开放置。

实施例2

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，由甲组分、乙组分和水按照质量比为4:1:0.5混合制得，其中，所述甲组分按质量份数包含7.5份芳香胺和聚酰胺的加成物、1份分散剂Additol VXW 6208、0.5份消泡剂Additol VXW 6393、2份有机膨润土881、1份触变剂ATUR10、2份触变剂DeuRheo 229、2份触变增效剂BYK-P 2720、69份球状锌粉(粒径5μm)、15份丙二醇甲醚；所述乙组分按质量份数包含63份6520环氧乳液、2份EXILVA纤维素、2份BYK420改性聚脲、4份A200气硅、9份触变阻断剂BYK-P 2710和20份水。

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)甲组分制备：将7.5份芳香胺和聚酰胺的加成物以及5份丙二醇甲醚加入分散罐内以1200rpm的转速搅拌分散15分钟，加入1份分散剂Additol VXW 6208，0.5份消泡剂Additol VXW 6393分散15分钟，再加入2份有机膨润土881，1份触变剂ATUR10，2份触变剂DeuRheo 229，2份触变增效剂BYK-P2720，分散15分钟，加入剩下的10份丙二醇甲醚，加入69份球状锌粉，然后控制转速2000rpm搅拌分散30分钟，制得甲组分；

2)乙组分制备：将63份6520环氧乳液、2份EXILVA纤维素、2份BYK420改性聚脲、4份A200气硅以及20份水在分散罐内搅拌均匀，再加入9份触变阻断剂BYK-P 2710搅拌均匀，得到乙组分；

3)厚涂型水性环氧富锌防腐涂料制备：将步骤1)制得的甲组分、步骤2)制得的乙组分以及水按照4:1:0.5混合均匀，制得厚涂型水性环氧富锌防腐涂料；本实施例制得的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料使用时直接喷涂即可，本实施例中涂涂料储存过程中，甲组分和乙组分分开放置。

实施例3

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，由甲组分、乙组分和水按照质量比为5:1:0.8混合制得，其中，所述甲组分按质量份数包含7.5份脂肪胺和芳香胺的加成物、1.2份分散剂Additol VXW 6208、0.8份消泡剂Additol VXW 6393、0.1份有机膨润土881、0.1份触变剂RM-12W、0.2份触变剂DeuRheo 229、0.1份气硅A2000、3份触变增效剂BYK-P 2720、75份球状锌粉(粒径5μm)、12份丙二醇甲醚；所述乙组分按质量份数包含80份6520环氧乳液、2份W2N硅酸镁锂、1份EXILVA纤维素、1份BYK420改性聚脲、1份A200气硅、5份触变阻断剂BYK-P 2710和10份水。

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)甲组分制备：将7.5份的脂肪胺和芳香胺的加成物，4份丙二醇甲醚加入分散罐内以1500rpm的转速搅拌分散17分钟，加入1.2份分散剂Additol VXW 6208，0.8份消泡剂Additol VXW 6393分散17分钟，再加入0.1份有机膨润土881，0.1份触变剂RM-12W，0.2份触变剂DeuRheo 229，0.1份气硅A2000，3份触变增效剂BYK-P 2720，分散17分钟，加入剩下的8份丙二醇甲醚，加入75份球状锌粉，然后控制转速2200rpm搅拌分散35分钟，制得甲组分；

2)乙组分制备：将80份6520环氧乳液、2份W2N硅酸镁锂、1份EXILVA纤维素、1份BYK420改性聚脲、1份A200气硅以及10份水在分散罐内搅拌均匀，再加入5份触变阻断剂BYK-P 2710搅拌均匀，得到乙组分；

3)厚涂型水性环氧富锌防腐涂料制备：将步骤1)制得的甲组分、步骤2)制得的乙组分以及水按照5:1：0.8混合均匀，制得厚涂型水性环氧富锌防腐涂料；本实施例制得的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料使用时直接喷涂即可，本实施例中涂涂料储存过程中，甲组分和乙组分分开放置。

实施例4

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，由甲组分、乙组分和水按照质量比为3.5:1:0.4混合制得，其中，所述甲组分按质量份数包含8份脂环胺、1.5份分散剂AdditolVXW 6208、0.5份消泡剂Additol VXW 6393、1份有机膨润土881、0.5份触变剂ATUR10、0.5份气硅R974、4份触变增效剂BYK-P 2720、74份球状锌粉(粒径5μm)、10份丙二醇甲醚；所述乙组分按质量份数包含65份6520环氧乳液、2份W2N硅酸镁锂、1份EXILVA纤维素、4份A200气硅、8份触变阻断剂BYK-P 2710和20份水。

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)甲组分制备：将8份脂环胺和3份丙二醇甲醚加入分散罐内以1400rpm的转速搅拌分散16分钟，加入1.5份分散剂Additol VXW 6208，0.5份消泡剂Additol VXW 6393分散14分钟，再加入1份有机膨润土881，0.5份触变剂ATUR10，0.5份气硅R974，4份触变增效剂BYK-P 2720，分散16分钟，加入剩下的7份丙二醇甲醚，加入74份球状锌粉，然后控制转速2100rpm搅拌分散30分钟，制得甲组分；

2)乙组分制备：将65份6520环氧乳液、2份W2N硅酸镁锂、1份EXILVA纤维素、4份A200气硅以及20份水在分散罐内搅拌均匀，再加入8份触变阻断剂BYK-P 2710搅拌均匀，得到乙组分；

3)厚涂型水性环氧富锌防腐涂料制备：将步骤1)制得的甲组分、步骤2)制得的乙组分以及水按照3.5:1:0.4混合均匀，制得厚涂型水性环氧富锌防腐涂料；本实施例制得的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料使用时直接喷涂即可，本实施例中涂涂料储存过程中，甲组分和乙组分分开放置。

实施例5

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，由甲组分、乙组分和水按照质量比为4:1:0.5混合制得，其中，所述甲组分按质量份数包括5份的脂肪胺和聚酰胺的加成物、2份分散剂Additol VXW 6208、1份消泡剂Additol VXW 6393、0.1份有机膨润土881、0.1份触变剂ATUR10、0.1份触变剂DeuRheo 229、0.2份气硅R974、0.5份触变增效剂BYK-P 2720、83份球状锌粉(粒径5μm)、8份丙二醇甲醚；所述乙组分按质量份数包含70份6520环氧乳液、3份W2N硅酸镁锂、3份EXILVA纤维素、4份BYK420改性聚脲、10份触变阻断剂BYK-P2710和10份水。

本实施例的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)甲组分制备：将5份的脂肪胺和聚酰胺的加成物、2份丙二醇甲醚加入分散罐内以1300rpm的转速搅拌分散15分钟，加入2份分散剂Additol VXW 6208，1份消泡剂AdditolVXW 6393分散13分钟，再加入0.1份有机膨润土881，0.1份触变剂ATUR10，0.1份触变剂DeuRheo 229，0.2份气硅R974，0.5份触变增效剂BYK-P 2720，分散15分钟，加入剩下的6份丙二醇甲醚，加入83份球状锌粉，然后控制转速2000rpm搅拌分散28分钟，制得甲组分；

2)乙组分制备：将70份6520环氧乳液、3份W2N硅酸镁锂、3份EXILVA纤维素、4份BYK420改性聚脲以及10份水在分散罐内搅拌均匀，再加入10份触变阻断剂BYK-P 2710搅拌均匀，得到乙组分；

3)厚涂型水性环氧富锌防腐涂料制备：将步骤1)制得的甲组分、步骤2)制得的乙组分以及水按照4:1:0.5混合均匀，制得厚涂型水性环氧富锌防腐涂料；本实施例制得的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料使用时直接喷涂即可，本实施例中涂涂料储存过程中，甲组分和乙组分分开放置。

实验例

涂料性能测试

把实施例1至实施例5制得的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料分别喷涂在相应的试板上，涂料性能主要考察涂料的膜厚测试、冲击试验、附着力以及耐盐雾性能。

膜厚测试：按GB/T13452.2-2008，试板为马口铁板，试板竖直喷涂，测试膜厚；

冲击试验：按GB/T1732-1993，试板为马口铁板，膜厚23±3μm；

附着力：GB/T5210-2006，试板为喷砂钢板，膜厚100μm；

耐盐雾：按GB/T1771-2007，试板为喷砂钢板，膜厚100μm。

涂料性能测试结果见表1。

表1实施例中的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料性能数据

由表1可见，本发明得到的厚涂型水性环氧富锌涂料具有优异的厚涂施工性能和防腐性能；触变剂A、触变剂B、触变增效剂、触变阻断剂协同作用，使得涂料形成的涂层抗流挂性得到提升，干膜厚度达到200μm以上，抗冲击性能较好，耐盐雾性能好，满足了重防腐领域的施工需求

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，包括甲组分和乙组分，所述甲组分按质量份数包含5～10份固化剂、0.5～2份分散剂、0.05～1份消泡剂、0.5～5份触变剂A、0.5～5份触变增效剂BYK-P 2720、60～83份锌粉、8～20份助溶剂，所述乙组分按质量份数包括55～80份环氧树脂乳液、10～35份水、5～10份触变剂B、5～10份触变阻断剂BYK-P2710。

2.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述触变剂A为膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡、聚脲、纤维素、聚氨酯增稠剂中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述触变剂B为硅酸镁锂、纤维素、改性聚脲、气相二氧化硅中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述助溶剂为丙二醇甲醚或乙二醇丁醚中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的固化剂是脂肪胺、脂环胺、芳香胺和聚酰胺中一种或两种加成物，所述固化剂固含50％～70％，活泼氢当量250～400g/eq。

6.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述的环氧乳液由环氧树脂内乳化工艺合成，所述环氧乳液固含40％～60％，环氧当量450～600g/eq。

7.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚烷氧基化合物、脂肪酸、磷酸酯盐中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油、聚醚、有机硅、聚醚改性有机硅中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述锌粉为球状锌粉、片状锌粉中的一种或两种。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)甲组分的制备

将固化剂和部分助溶剂加入分散罐中，以1000～1500rpm的转速搅拌分散12～17分钟，加入分散剂、消泡剂分散12～17分钟，再加入触变剂A和触变增效剂分散12～17分钟，最后加入剩下的助溶剂，加入锌粉，然后控制转速1800～2200rpm搅拌分散25～35分钟，制得甲组分；

2)乙组分的制备

将环氧乳液、触变剂B和水在分散罐内搅拌均匀，再加入触变阻断剂搅拌均匀，得到乙组分；

3)厚涂型水性环氧富锌防腐涂料的制备

将步骤1)制得的甲组分、步骤2)制得的乙组分以及水按照3～5：1：0.3～0.8混合均匀，制得厚涂型水性环氧富锌防腐涂料。