CN111073458B - 一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属涂料领域，特别涉及一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，包括：主剂的制备：S11.将氯化胆碱和丙三醇混合，加热搅拌直至形成均匀透明液体；S12.将步骤S11得到的透明液体和助溶剂按照体积比为1：(45～60)混合，超声30～40min；S13.将步骤S12得到的复合助溶剂与润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉剂混合搅拌均匀；固化剂制备：将酚醛改性胺、聚酰胺、分散剂、防沉剂溶于溶剂中搅拌均匀后，研磨至细度小于10μm。本发明通过低共熔溶剂与助溶剂通过超声分散的方法得到的复合助溶剂，低共熔溶剂促进助溶剂分子之间的相互作用，促进了涂层的干燥速率，提高了涂层机械性能更强。

Description

一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法
技术领域
本发明涉及金属涂料领域，特别涉及一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法。
背景技术
金属的腐蚀是金属受环境介质的电化学或化学作用而发生破坏的现象。金属腐蚀遍及国民经济的各个领域，给国民经济带来了巨大损失。在工业发达的国家中，金属腐蚀造成的直接经济损失占到国民经济总产值的1％～4％，每年由于腐蚀生锈的钢铁约占总产量的20％，约有30％的设备因金属腐蚀而报废。而在中国，每年由于金属腐蚀造成的经济损失占国民生产总值的4％。正因如此，具有优异的防锈性及耐化学介质腐蚀性的金属防腐涂料得以快速发展，在各行各业得到了广泛使用。要使防腐蚀涂料能够发挥充分的作用，选用的底漆和中间层尤为重要。现有的市售防锈底漆通用性较好，但是普遍干燥速度较慢，机械性能弱等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中防锈底漆干燥速度较慢，机械性能弱的问题，提供一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法。
本发明的另一个目的在于，提供上述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法所制备的水性环氧底漆。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，包括：
主剂的制备：
S11.将氯化胆碱和丙三醇按照摩尔比为1：(1～4)混合，在90～95℃条件下加热搅拌直至形成均匀透明液体；
S12.将步骤S11得到的透明液体和助溶剂按照体积比为1：(45～60)混合，在50～100Hz条件下超声30～40min，然后静置消去泡沫得到复合助溶剂；
S13.将步骤S12得到的复合助溶剂与润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉剂混合以600～800r/min的转速搅拌10～20min；然后再以600～800r/min的转速边搅拌边依次加入水性环氧树脂、颜填料，加料完毕以后再以600～800r/min转速搅拌20～30min；
固化剂制备：
将酚醛改性胺、聚酰胺、分散剂、防沉剂溶于溶剂中搅拌均匀后，研磨至细度小于10μm。
上述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，所制备的环氧底漆包括主剂和固化剂，主剂制备过程中使用氯化胆碱和丙三醇形成的低共熔溶剂添加到助溶剂中形成复合助溶剂。氯化胆碱和丙三醇形成的低共熔溶剂为强的氢键受体。助溶剂采用多羟基醚类物质，在助溶剂中添加少量的低共熔溶剂，可以增加不同助溶剂分子之间的相互作用，在底漆涂覆以后更有利于溶剂的挥发，从而可以提高涂层的干燥速度。通过调整固化剂的细度，获得的涂层机械性能更强。
优选地，所述步骤S11中氯化胆碱和丙三醇的摩尔比为1:3。
优选地，所述步骤S12中透明液体与助溶剂体积比为1：(48～55)。
优选地，助溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇己醚按照摩尔比为1：(1～2)：(2～3)混合而成。
优选地，颜填料为粒径为10～50nm的纳米锌。
优选地，所述主剂的细度小于40μm。
优选地，所述水性环氧树脂的环氧当量为500～800g/eq。
上述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法所制备的水性环氧底漆。
上述水性环氧底漆，包括主剂和固化剂；所述主剂按重量份计，包括：水性环氧树脂25～30份，润湿剂0.5～1份，分散剂0.5～1份，消泡剂0.1～0.5份，复合助溶剂0.2～0.5份，防沉剂0.1～0.3份，颜填料6～8份；所述固化剂按重量份计，包括：酚醛改性胺25～30份、聚酰胺28～32份、分散剂0.2～0.3份、防沉剂0.4～0.5份。
优选地，润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油中的一种。分散剂为水解聚马来酸酐、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种。消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种。防沉剂为气相二氧化硅、有机膨润土、防沉蜡浆中的一种或几种以任意比例的混合。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，通过低共熔溶剂与助溶剂通过超声分散的方法得到的复合助溶剂，低共熔溶剂促进助溶剂分子之间的相互作用，使得助溶剂分子之间的相互作用力增加，在涂覆以后溶剂在挥发过程中，可以增加助溶剂分子整体的挥发作用，从而增加了涂层的干燥速度。进一步，通过本方法获得的环氧底漆更加均匀，得到的涂层机械性能更强。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施例。
实施例1
一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，包括：
主剂的制备：
S11.将氯化胆碱和丙三醇按照摩尔比为1：1混合，在95℃条件下加热搅拌直至形成均匀透明液体；
S12.将步骤S11得到的透明液体和助溶剂按照体积比为1：60混合，在50Hz条件下超声40min，然后静置消去泡沫得到复合助溶剂；
S13.将步骤S12得到的复合助溶剂与润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉剂混合以600r/min的转速搅拌20min；然后再边搅拌边依次加入水性环氧树脂、颜填料，加料完毕以后再以600r/min转速搅拌30min；
固化剂制备：
将酚醛改性胺、聚酰胺、分散剂、防沉剂溶于溶剂中搅拌均匀后，研磨至细度小于10μm。
上述助溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇己醚按照摩尔比为1：1：2混合而成。颜填料为粒径为10nm的纳米锌。所述主剂的细度小于40μm。所述水性环氧树脂的环氧当量为500～800g/eq。
所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法所制备的水性环氧底漆。所述水性环氧底漆，包括主剂和固化剂，所述主剂按重量份计，包括：水性环氧树脂25份，润湿剂1份，分散剂1份，消泡剂0.1份，复合助溶剂0.5份，防沉剂0.3份，颜填料8份；所述固化剂按重量份计，包括：酚醛改性胺25份、聚酰胺32份、分散剂0.2份、防沉剂0.5份。
实施例2
一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，包括：
主剂的制备：
S11.将氯化胆碱和丙三醇按照摩尔比为1：4混合，在90℃条件下加热搅拌直至形成均匀透明液体；
S12.将步骤S11得到的透明液体和助溶剂按照体积比为1：45混合，在100Hz条件下超声30min，然后静置消去泡沫得到复合助溶剂；
S13.将步骤S12得到的复合助溶剂与润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉剂混合以800r/min的转速搅拌10min；然后再边搅拌边依次加入水性环氧树脂、颜填料，加料完毕以后再以800r/min转速搅拌20min；
固化剂制备：
将酚醛改性胺、聚酰胺、分散剂、防沉剂溶于溶剂中搅拌均匀后，研磨至细度小于10μm。
上述助溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇己醚按照摩尔比为1：2：3混合而成。颜填料为粒径为50nm的纳米锌。所述主剂的细度小于40μm。所述水性环氧树脂的环氧当量为500～800g/eq。
所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法所制备的水性环氧底漆。所述水性环氧底漆，包括主剂和固化剂，所述主剂按重量份计，包括：水性环氧树脂30份，润湿剂0.5份，分散剂1份，消泡剂0.5份，复合助溶剂0.2份，防沉剂0.1份，颜填料6份；所述固化剂按重量份计，包括：酚醛改性胺30份、聚酰胺28份、分散剂0.3份、防沉剂0.4份。
实施例3
一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，包括：
主剂的制备：
S11.将氯化胆碱和丙三醇按照摩尔比为1：3混合，在92℃条件下加热搅拌直至形成均匀透明液体；
S12.将步骤S11得到的透明液体和助溶剂按照体积比为1：50混合，在80Hz条件下超声35min，然后静置消去泡沫得到复合助溶剂；
S13.将步骤S12得到的复合助溶剂与润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉剂混合以700r/min的转速搅拌15min；然后再边搅拌边依次加入水性环氧树脂、颜填料，加料完毕以后再以700r/min转速搅拌25min；
固化剂制备：
将酚醛改性胺、聚酰胺、分散剂、防沉剂溶于溶剂中搅拌均匀后，研磨至细度小于10μm。
上述助溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇己醚按照摩尔比为1：1.5：2.4混合而成。颜填料为粒径为20nm的纳米锌。所述主剂的细度小于40μm。所述水性环氧树脂的环氧当量为500～800g/eq。
所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法所制备的水性环氧底漆。所述水性环氧底漆，包括主剂和固化剂，所述主剂按重量份计，包括：水性环氧树脂27份，润湿剂0.8份，分散剂0.8份，消泡剂0.3份，复合助溶剂0.3份，防沉剂0.2份，颜填料7份；所述固化剂按重量份计，包括：酚醛改性胺28份、聚酰胺29份、分散剂0.25份、防沉剂0.45份。
对比例1
与实施例3相比，本对比例中步骤S12中透明液体和助溶剂比例为1:40。
对比例2
与实施例3相比，本对比例中步骤S12中透明液体和助溶剂比例为1:65。
对比例3
与实施例3相比，本对比例中步骤S11中氯化胆碱和丙三醇的摩尔比为1:0.5。
对比例4
与实施例3相比，本对比例中步骤S11中氯化胆碱和丙三醇的摩尔比为1:5。
对比例5
与实施例3相比，本对比例中步骤S12中采用搅拌的方式促进分散，未采用超声的方式。
即本对比例的步骤S12为：将步骤S11得到的透明液体和助溶剂按照体积比为1：50混合，搅拌35min，然后静置消去泡沫得到复合助溶剂。
对比例6
与实施例3相比，本对比例中固化剂制备过程中研磨至细度大于10μm。
实验例
将主剂和固化剂按照质量比为4:1混合均匀，加入适量稀释剂喷涂在需要涂覆的底材上，采用室温(23±2℃)/湿度(50±5％)自干。测试各实施例和对比例获得的环氧底漆的表干时间、实干时间以及物理性能。测试结果见表1。表干时间测定参照GB/T1728-1979，实干时间测定参照GB/T1728-1979，柔韧性测定参照GB/T1731-93，冲剂强度测定参照GB/T1732-93。
表1涂层测试结果
Figure GDA0003085784900000061
从表1可以看出实施例各组的表干时间和实干时间均短于对比例组。对比例1和对比2由于低共熔溶剂和助溶剂的比例不在本发明的范围内，形成的复合助溶剂分子间作用力减小，涂层干燥时间变长。对比例3和对比例4中氯化胆碱和丙三醇的比例改变影响了低共熔溶剂结合助溶剂分子的能力，从而影响了干燥时间。对比例5未采用超声的方法，复合助溶剂分散的不够均匀从而影响了涂层的干燥时间。对比例6固化剂的细度大于实施例组，虽然对底漆干燥效果影响不大，但是由于固化剂细度增大形成的涂层不够均匀，形成的涂层的机械性能显著下降。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，其特征在于，包括：主剂的制备：
S11.将氯化胆碱和丙三醇按照摩尔比为1：(1～4)混合，在90～95℃条件下加热搅拌直至形成均匀透明液体；
S12.将步骤S11得到的透明液体和助溶剂按照体积比为1：(45～60)混合，在50～100Hz条件下超声30～40min，然后静置消去泡沫得到复合助溶剂；助溶剂采用多羟基醚类物质；助溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇己醚按照摩尔比为1：(1～2)：(2～3)混合而成；
S13.将步骤S12得到的复合助溶剂与润湿剂、分散剂、消泡剂、防沉剂混合以600～800r/min的转速搅拌10～20min；然后再边以600～800r/min的转速搅拌边依次加入水性环氧树脂、颜填料，加料完毕以后再以600～800r/min转速搅拌20～30min；
固化剂制备：将酚醛改性胺、聚酰胺、分散剂、防沉剂溶于溶剂中搅拌均匀后，研磨至细度小于10μm；
所述主剂按重量份计，包括：水性环氧树脂25～30份，润湿剂0.5～1份，分散剂0.5～1份，消泡剂0.1～0.5份，复合助溶剂0.2～0.5份，防沉剂0.1～0.3份，颜填料6～8份；所述固化剂按重量份计，包括：酚醛改性胺25～30份、聚酰胺28～32份、分散剂0.2～0.3份、防沉剂0.4～0.5份。
2.根据权利要求1所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中氯化胆碱和丙三醇的摩尔比为1:3。
3.根据权利要求1所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中透明液体与助溶剂体积比为1：(48～55)。
4.根据权利要求1所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，其特征在于，颜填料为粒径为10～50nm的纳米锌。
5.根据权利要求1所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，其特征在于，所述主剂的细度小于40μm。
6.根据权利要求1所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法，其特征在于，所述水性环氧树脂的环氧当量为500～800g/eq。
7.权利要求1至6任一项所述提高水性环氧底漆干燥速度的制备方法所制备的水性环氧底漆。
8.根据权利要求7所述水性环氧底漆，其特征在于，包括主剂和固化剂，所述主剂按重量份计，包括：水性环氧树脂25～30份，润湿剂0.5～1份，分散剂0.5～1份，消泡剂0.1～0.5份，复合助溶剂0.2～0.5份，防沉剂0.1～0.3份，颜填料6～8份；所述固化剂按重量份计，包括：酚醛改性胺25～30份、聚酰胺28～32份、分散剂0.2～0.3份、防沉剂0.4～0.5份。
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