CN110819195B - 铁路货车用水性厚浆漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路货车用水性厚浆漆及其制备方法。由以下重量份数的原材料组成：水性改性树脂30‑40份、中和剂0.1‑0.3份、分散剂0.8‑1份、消泡剂0.5‑0.8份、颜料1.5‑2.5份、防锈颜料15‑25份、湿法绢云母粉5‑8份、滑石粉10‑13份、防沉剂1.0‑2.0份、润湿剂0.3‑0.5份、有机防锈剂1‑1.5份、防闪锈剂0.3‑0.8份、流变剂0.6‑1.0份、去离子水20‑30份。本发明所制备的产品干燥速度快，初期耐水好，机械性能和耐盐雾性能优异，在铁路货车车体或配件表面一次涂装干膜厚度可达100‑120μm，可满足货车涂装生产线快节奏生产效率的要求。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种铁路货车用水性厚浆漆，同时，本发明还涉及该涂料的制备方法。
背景技术
2018年-2020年铁路总公司计划购置铁路货车21.6万辆，铁路货车迎来了史无前例的大机会。我国铁路货车保有量在2018年已达到89万辆，每年在货车的新造和检修中，大约需要3万吨涂料。目前，铁路货车涂装使用的涂料大部分还是挥发性有机物(VOCs)含量较高的溶剂型涂料，在涂料的生产和使用过程中，这些VOCs排放到空气中，参与大气的光化学反应，对大气带造成了严重的污染。随着国家环保法规的日益严格以及人们环保意识的不断增强，对铁路货车的环保化涂装提出了更高的要求，铁路货车涂装的水性化也将在2019年全面展开。
水性厚浆漆由于其以水为稀释剂，VOCs含量低，不含甲醛、苯系物，无刺激性气味，对环境友好；不含铅、铬、镉、汞等重金属，对人体无害，而且干燥速度快，机械性能和耐盐雾性能优异，在铁路货车车体或配件表面一次涂装干膜厚度可达100-120μm，大幅度缩短了涂装周期，提高了涂装生产效率，近年来在铁路货车行业已开始应用。
发明内容
本发明提供一种铁路货车用水性厚浆漆，VOCs含量低，不含重金属，对环境友好，对人体无害，可常温自干，厚涂性好、易施工、机械性能和耐盐雾性能优异。
一种铁路货车用水性厚浆漆，由以下重量份数的原材料组成：水性改性树脂30-40份、中和剂0.1-0.3份、分散剂0.8-1份、消泡剂0.5-0.8份、颜料1.5-2.5份、防锈颜料15-25份、湿法绢云母粉5-8份、滑石粉10-13份、防沉剂1.0-2.0份、润湿剂0.3-0.5份、有机防锈剂1-1.5份、防闪锈剂0.3-0.8份、流变剂0.6-1.0份、去离子水20-30份
进一步的，所述水性改性树脂为丙烯酸改性环氧树脂。
进一步的，所述中和剂为N,N-二甲基乙醇胺；所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述颜料为碳黑和氧化铁黑；所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷类。
进一步的，所述防锈颜料为磷酸锌和有机改性磷酸锌铝钼水合物。
进一步的，所述防沉剂是一种有机改性锂蒙脱石粘土，为美国海明斯公司的BENTONE LT；所述流变剂是一种脲改性的聚氨酯溶液，为德国毕克公司的BYK-425。
进一步的，所述有机防锈剂为法国阿斯科迪公司的ASCONIUM-142DA；所述防闪锈剂为美国海明斯公司的NALZIN FA 179。
进一步的，所述的丙烯酸改性环氧树脂由以下重量份数的原材料组成：乙烯基酯树脂25份；乙二醇丁醚20份；丙烯酸丁酯10份；甲基丙烯酸甲酯5份；乙烯基三甲氧基硅烷2份；丙烯酸4份；三乙胺6份；BPO 0.1份；去离子水27.9份。
进一步的，所述的乙烯基酯树脂固含量为50％。
进一步的，所述的丙烯酸改性环氧树脂的制备方法：
(a)将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、BPO混合均匀，得丙烯酸单体混合物，备用；
(b)将乙烯基酯树脂加入到反应器中，加入乙二醇丁醚，升温至100-120℃，2h滴加完丙烯酸单体混合物，保温反应2h；
(c)降温到室温，加入三乙胺中和，即得到丙烯酸改性环氧树脂。
上述的铁路货车用水性厚浆漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配方将90％量的去离子水打入配料罐中，开启搅拌，加入中和剂调节pH值为8～9，转速调整为300r/min，依次加入消泡剂、分散剂，搅拌均匀后，再依次加入颜料、防锈颜料、湿法绢云母粉、滑石粉和防沉剂，调整转速为800r/min，搅拌至得到均匀漆浆；
(2)将所述漆浆进行上车研磨，直至研磨细度小于或等于25微米得到研磨料浆；
(3)按配方量将水性改性树脂打入兑稀罐中，转速调整为300r/min，打入漆浆，搅拌均匀后，加入润湿剂、有机防锈剂、防闪锈剂，用剩余的去离子水、流变剂调整黏度为5-6Pa·s，得到所述铁路货车用水性厚浆漆。
本发明所述铁路货车用水性厚浆漆具有以下有益效果：
(1)本发明利用不同防锈剂之间的协同效应，采用防锈颜料和有机防锈剂共同组成防锈体系。其中，防锈颜料磷酸锌和有机改性磷酸锌铝钼水合物属于磷酸盐类，该类防锈颜料的防腐机理主要是磷酸根离子水解生成氢氧化锌和二代磷酸盐离子，其水解产物形成附着和阻蚀络合物，使金属基材表面磷化，形成在阳极范围内特别有效的保护层，对金属基材的中后期防腐起主要作用；有机防锈剂是一种液体防锈剂，其活性分分子由极性和非极性两部分组成，极性基团可以牢固地吸附在金属基材的表面，非极性基团伸入涂层中，从而在涂层和基材之间形成一层致密的单分子定向吸附层，有效地阻滞水、氧等腐蚀介质的浸蚀，对金属基材的前期防腐起主要作用。两类防锈剂之间的协同效应极大地提高了厚浆漆的防腐性能。
(2)本发明采用有机改性锂蒙脱石粘土和脲改性的聚氨酯溶液组成防沉-防流挂体系。有机改性锂蒙脱石粘土是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，其层间带有的负电荷可吸附水和有机极性基团等。当其在水中分散均匀以后，后继加入的改性水性树脂，其分子链中的羟基、醚键等极性基团被有机改性锂蒙脱石粘土层间负电荷所吸引，而插入层间形成有机改性锂蒙脱石粘土-有机聚合物网状立体结构，使有机改性锂蒙脱石粘土发生膨胀，从而使涂料的粘度增大，表现出良好的抗流挂性和储存稳定性，但流平性较差；脲改性的聚氨酯溶液是一种缔合型聚氨酯类触变剂，具有流平性好、抗溅落性好、对光泽影响小等优点，但单独使用时抗流挂性和热储存稳定性不佳。本发明将二者复配使用，使厚浆漆兼有良好的防沉、防流挂及流平性能，可满足铁路货车用厚浆漆的施工性和储存稳定性要求。
(3)本发明一种铁路货车用水性厚浆漆，不含铅、铬、镉、汞等有毒致癌作用的重金属，不含甲醛、苯系物，无刺激性气味，对人体无害，对环境友好。在铁路货车车体或配件表面一次涂装干膜厚度可达100-120μm，可大幅度缩短涂装周期，提高涂装生产效率。
(4)本发明采用丙烯酸改性环氧树脂为成膜物质，该树脂以环氧树脂为主链，具有优异的附着力及耐盐雾性能，采用丙烯酸单体改性环氧，可以提高树脂的耐紫外老化性能及快干性能。采用乙烯基三甲氧基硅烷改性树脂，提高耐水性及耐老化性能，提高室温干性。从而使铁路货车用水性厚浆漆的耐盐雾达到720h以上，耐水性、耐紫外老化性能和机械性能及稳定性等都达到最佳。
具体实施方式
基于本发明的设计思想，下面，结合具体的实施例对本发明的一种铁路货车用水性厚浆漆做进一步的详细描述：
实施例1-3
丙烯酸改性环氧树脂的原料组成：乙烯基酯树脂25份；乙二醇丁醚20份；丙烯酸丁酯10份；甲基丙烯酸甲酯5份；乙烯基三甲氧基硅烷2份；丙烯酸4份；三乙胺6份；BPO 0.1份；去离子水27.9份。
上述的丙烯酸改性环氧树脂的制备方法：
(a)将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、BPO混合均匀，得丙烯酸单体混合物，备用；
(b)将乙烯基酯树脂加入到反应器中，加入乙二醇丁醚，升温至100-120℃，2h滴加完丙烯酸单体混合物，保温反应2h；
(c)降温到室温，加入三乙胺中和，即得到丙烯酸改性环氧树脂。
将制备的丙烯酸改性环氧树脂应用到铁路货车用水性厚浆漆中，各组分原料重量组成如下表所示：
实施例1-3的铁路货车用水性厚浆漆采用以下方法制备得到：
(1)按照配方将90％量的去离子水打入配料罐中，开启搅拌，加入中和剂调节pH值为8～9，转速调整为300r/min，依次加入消泡剂、分散剂，搅拌均匀后，再依次加入颜料、防锈颜料、湿法绢云母粉、滑石粉和防沉剂，调整转速为800r/min，搅拌至得到均匀漆浆；
(2)将所述漆浆进行上车研磨，直至研磨细度小于或等于25微米得到研磨料浆；
(3)按配方量将水性改性树脂打入兑稀罐中，转速调整为300r/min，打入漆浆，搅拌均匀后，加入润湿剂、有机防锈剂、防闪锈剂，用剩余的去离子水、流变剂调整黏度为5-6Pa·s，得到所述铁路货车用水性厚浆漆。
对实施例1-3制备的铁路货车用水性厚浆漆进行性能检测，检测结果如下表所示：
Claims (5)
1.一种铁路货车用水性厚浆漆，其特征在于，由以下重量份数的原材料组成：水性改性树脂30-40份、中和剂0.1-0.3份、分散剂0.8-1份、消泡剂0.5-0.8份、颜料1.5-2.5份、防锈颜料15-25份、湿法绢云母粉5-8份、滑石粉10-13份、防沉剂1.0-2.0份、润湿剂0.3-0.5份、有机防锈剂1-1.5份、防闪锈剂0.3-0.8份、流变剂0.6-1.0份、去离子水20-30份；所述水性改性树脂为丙烯酸改性环氧树脂；所述防锈颜料为磷酸锌和有机改性磷酸锌铝钼水合物；所述防沉剂是一种有机改性锂蒙脱石粘土，为美国海明斯公司的BENTONE LT；所述流变剂是一种脲改性的聚氨酯溶液，为德国毕克公司的BYK-425；所述有机防锈剂为法国阿斯科迪公司的ASCONIUM-142DA；所述防闪锈剂为美国海明斯公司的NALZIN FA 179；所述的丙烯酸改性环氧树脂由以下重量份数的原材料组成：乙烯基酯树脂25份；乙二醇丁醚20份；丙烯酸丁酯10份；甲基丙烯酸甲酯5份；乙烯基三甲氧基硅烷2份；丙烯酸4份；三乙胺6份；BPO 0.1份；去离子水27.9份。
2.根据权利要求1所述的铁路货车用水性厚浆漆，其特征在于，所述中和剂为N,N-二甲基乙醇胺；所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述颜料为碳黑和氧化铁黑；所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷类。
3.根据权利要求1所述的铁路货车用水性厚浆漆，其特征在于，所述的乙烯基酯树脂固含量为50%。
4.根据权利要求3所述的铁路货车用水性厚浆漆，其特征在于，所述的丙烯酸改性环氧树脂的制备方法：
（a）将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酸、BPO混合均匀，得丙烯酸单体混合物，备用；
（b）将乙烯基酯树脂加入到反应器中，加入乙二醇丁醚，升温至100-120℃，2h滴加完丙烯酸单体混合物，保温反应2h；
（c） 降温到室温，加入三乙胺中和，即得到丙烯酸改性环氧树脂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铁路货车用水性厚浆漆的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
（1）按照配方将90%量的去离子水打入配料罐中，开启搅拌，加入中和剂调节pH值为8～9，转速调整为300r/min，依次加入消泡剂、分散剂，搅拌均匀后，再依次加入颜料、防锈颜料、湿法绢云母粉、滑石粉和防沉剂，调整转速为800r/min，搅拌至得到均匀漆浆；
（2）将所述漆浆进行上车研磨，直至研磨细度小于或等于25微米得到研磨料浆；
（3）按配方量将水性改性树脂打入兑稀罐中，转速调整为300r/min，打入漆浆，搅拌均匀后，加入润湿剂、有机防锈剂、防闪锈剂，用剩余的去离子水、流变剂调整黏度为5-6Pa∙s，得到所述铁路货车用水性厚浆漆。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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