CN111171673A - 一种适用于工程机械涂装的低voc环氧底漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆，按重量份计，其原料中包含如下组分：5‑10份环氧树脂1，15‑30份环氧树脂2，3‑8份活性稀释剂，3‑10份分散剂，1‑2份分散助剂，20‑60份颜填料，5‑15份有机溶剂；其中环氧树脂1的分子量为350‑550，环氧树脂2的分子量为1300‑1500。该环氧底漆具有良好的涂抹干燥性、流平性、分散稳定性以及较低的粘度，在保障底漆遮盖力、防腐性能、施工稳定性、耐候性的同时，实现了低VOC；其在工程机械(轻机和重机)领域具有良好的应用前景。

Description

一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备领域。更具体地，涉及一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆。
背景技术
传统溶剂型涂料的施工VOC较高(一般大于420g/L)，因此在施工过程中给环境带来大量的污染物。施工过程中产生的大量挥发性有机物(VOC)排放到环境中，导致环境污染并给人类健康带来极大的危害，因此世界各国对各种化工产品的挥发性有机物(VOC)的控制日益严格。
在严格的环保政策要求下，机械涂装产生高挥发性有机物(VOC)的现状面临沉重的压力，传统型的高挥发性有机物(VOC)环氧底漆涂料(施工VOC大于420g/L)被国家新法律法规限制使用，而现有的涂装设备条件又无法满足水性环氧底漆涂料的施工标准，因此势必对低挥发性有机物(VOC)(施工VOC小于420g/L)的溶剂涂料产生大量需求。
为此，本领域迫切需要一种低挥发性有机物(VOC)的底漆用途的环氧涂料，满足用于工业领域(轻机和重机)的表面防护和装饰，同时减少施工过程中产生的大量VOC，满足涂装客户适合国家环保需求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆，该环氧底漆同时包含不同分子量的环氧树脂，配合具有特殊表面特性的颜料、分散助剂，在保障底漆遮盖力、防腐性能、施工稳定性、耐候性的同时，实现了低VOC。
本发明的第二个目的在于提供上述适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆的制备方法。
为达到上述第一个目的，本发明采用了如下技术方案：
一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆，按重量份计，其原料中包含如下组分：
Figure BDA0002369080780000011
Figure BDA0002369080780000021
其中环氧树脂1的分子量为350-550，环氧树脂2的分子量为1300-1500。
可选地，所述环氧树脂1为128环氧树脂，所述环氧树脂2为1001X75环氧树脂。
可选地，所述活性稀释剂为带有环氧基团的活性稀释剂。
可选地，所述活性稀释剂为501稀释剂。
可选地，所述分散剂选自聚氨酯类高分子嵌段共聚物或聚丙烯酸酯类高分子嵌段共聚物；优选地，所述分散剂为K-sperse 152分散剂、DISPERBYK-163分散剂或Tego670分散剂。
可选地，所述分散助剂为颜填料衍生物。
可选地，所述分散助剂选自毕克公司的BYK110。
可选地，所述颜填料为可用于工业涂料的防锈填料以及有机颜料或无机颜料。
可选地，所述有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的混合物，其中丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的质量比为1-3：9-15。
为实现上述第二个目的，本发明采用了如下技术方案：
一种如权利要求1-9任一所述的适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆的制备方法，包括如下步骤：
S1：将5-10份的环氧树脂1、15-30份的环氧树脂2、3-8份的活性稀释剂、3-10份的分散剂、1-2份的分散助剂、2.5-7.5份的有机溶剂，400-600rpm下搅拌10-15min；
S2：搅拌状态下继续加入20-60份颜填料，400-600rpm下继续搅拌10-15min；
S3：搅拌状态下继续加入2.5-7.5份的有机溶剂，搅拌至混合均匀，接着研磨分散，得所述低VOC环氧底漆。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆，包含不同分子量的环氧树脂、带有环氧基团的活性稀释剂、具有特殊表面特性的颜料、分散助剂。该环氧底漆具有良好的涂抹干燥性、流平性、分散稳定性以及较低的粘度，在保障底漆遮盖力、防腐性能、施工稳定性、耐候性的同时，实现了低VOC；且在50℃下经过30天后，底漆体系的粘度、细度以及外观基本没有变化；其在工程机械(轻机和重机)领域具有良好的应用前景。
具体实施方式
为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体的实施方式和实施例对其进行说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
需要说明的是，本发明中所采用的试剂除了有特殊说明之外，其他均可以通过商业方式购买得到。
本发明提供了一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆，按重量份计，其原料中包含如下组分：
Figure BDA0002369080780000031
其中环氧树脂1的分子量为350-550，环氧树脂2的分子量为1300-1500。
需要说明的是，本发明提供的低VOC环氧底漆中同时包括了特定重量份数的分子量不同的两种环氧树脂，两种环氧树脂中间存在相互补充的作用。小分子的环氧树脂可使体系的粘度降低，同时因其固化时有更好致密性的特点从而为涂膜提供了更好的耐化学性能；大分子量树脂的加入可以使涂膜的柔韧性得到加强，同时也使涂膜的表干时间得到缩短。两种不同分子量树脂之间的搭配可以使获得的底漆在涂膜干燥性、流平性以及降低VOC方面具有明显的优势。
在一个优选的实施方式中，所述环氧树脂1为128环氧树脂，所述环氧树脂2为1001X75环氧树脂。
一个可能的实现方式是，所述活性稀释剂为带有环氧基团的活性稀释剂。带有环氧基团的活性稀释剂能够参与环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物的交联网络结构的一部分，能够降低所得体系的粘度。在一个优选的实施方式中，所述活性稀释剂为501稀释剂。
分散剂有利于维持底漆体系的稳定性，使环氧底漆不分层，其粘度、细度以及外观能够维持较长时间，在一个优选的实施方式中，所述分散剂选自聚氨酯类高分子嵌段共聚物或聚丙烯酸酯类高分子嵌段共聚物。所述分散剂选自K-sperse 152分散剂、DISPERBYK-163分散剂和Tego670分散剂。
一个可能的实现方式是，所述助分散剂为颜填料衍生物，该助分散剂具有润湿作用。所述助分散剂为毕克公司的BYK110。
在本发明中，分散剂促使不同种类的树脂相互配合形成柔韧性好同时具有钢性的涂膜，其一端与极性颜料具有良好的亲和性，能够快速润湿颜料表面并产生较强的吸附作用，同时另一端引入的长链烷基/芳基犹如锚沟结构，与环氧树脂分子链具有良好的相容性，进而降低了底漆体系再度絮凝或聚集的可能性，使底漆体系长时间内不分层，且具有稳定的粘度和分散性，保证底漆使用过程中的遮盖力和稳定性。
一个可能的实现方式是，所述颜填料为可用于工业涂料的防锈填料以及有机颜料或无机颜料。防锈填料的加入能够提高底漆的防腐功能，提高其耐候性。在具体的实施过程中，技术人员可以根据需要选择颜填料的种类，本发明对此不作限制。
本发明中，所述有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的混合物，优选地，其中丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的质量比为1-3：9-15。
一个可能的实施方式是，上述适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆的制备方法，包括如下步骤：
S1：将5-10份的环氧树脂1、15-30份的环氧树脂2、3-8份的活性稀释剂、3-10份的分散剂、1-2份的分散助剂、2.5-7.5份的有机溶剂，400-600rpm下搅拌10-15min；
S2：搅拌状态下继续加入20-60份颜填料，400-600rpm下继续搅拌10-15min；
S3：搅拌状态下继续加入2.5-7.5份的有机溶剂，搅拌至混合均匀，接着研磨分散，得所述低VOC环氧底漆。
在制备过程中，有机混合溶剂是分两部分加入的，这两部分混合溶剂中都同时包含了丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮，且两者的比例也都是相同的。
下面将结合具体的实施例对上述技术方案进行说明。
实施例1
适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆，按重量份计，其原料中包含如下组分：
5kg质量百分数为100％的128环氧树脂；20kg质量百分数为75％的1001环氧树脂，3kg带环氧基团的501活性稀释剂，2kg丙二醇甲醚醋酸酯，8kg甲基乙基酮，颜填料58kg,分散剂K-sperse 152为1.5kg、DISPERBYK-163为1kg、Tego670为0.5kg，以及助分散剂BYK110为1kg。
制备过程：
S1：将5kg质量百分数为100％的128环氧树脂，20kg质量百分数为75％的1001环氧树脂、3kg带环氧基团的501活性稀释剂、1.5kg的K-sperse 152、1kg的DISPERBYK-163、0.5kg的Tego670以及1kg的BYK110、5kg的丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的混合物共同加入到大小合适的容器内，搅拌(400-600rpm)10-15分钟；
S2：边搅拌边加入颜填料58kg，加完颜填料后，搅拌(400-600rpm)10-15分钟；
S3：边搅拌边沿容器壁加入5kg的丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的混合溶剂，继续搅拌30分钟至均匀，然后在指定的砂磨机上开始研磨分散，得所述低VOC环氧底漆。
实施例2-4
实施例2-4中低VOC环氧底漆的原料组分如表1所示，其制备过程与实施例1相同。
对比例1
对比例1中是一种常规溶剂型底漆，其原料组成如表1所示。
表1实施例2-4中低VOC环氧底漆的原料组分
Figure BDA0002369080780000051
Figure BDA0002369080780000061
对实施例1-4所得的低VOC环氧底漆以及对比例1中常规涂料的相关参数进行检测，所得结果如表2所示。
表2实施例1-4中低VOC环氧底漆以及对比例1中常规溶剂底漆的参数
Figure BDA0002369080780000062
由表2的数据可见，本发明中实施例1-4中环氧底漆的细度、固含、粘度都能够达到要求，且VOC较低，比420g/L的标准降低了超过100g/L。
检测实施例1-4中的低VOC环氧底漆以及对比例1中常规溶剂底漆的施工过程中的一些工艺参数，以及形成的漆膜的性能，结果如表3所示。
表3实施例1-4与对比例1中底漆的性能测试指标对比
Figure BDA0002369080780000063
Figure BDA0002369080780000071
表3结果显示本发明提供的低VOC底漆的形成漆膜的物理性能和化学性能都满足要求，同时施工VOC低于420g/L。对比例1中的常规溶剂型底漆的施工VOC为750g/L，远大于标准420g/L。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆，其特征在于，按重量份计，其原料中包含如下组分：
Figure FDA0002369080770000011
其中环氧树脂1的分子量为350-550，环氧树脂2的分子量为1300-1500。
2.根据权利要求1所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述环氧树脂1为128环氧树脂，所述环氧树脂2为1001X75环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述活性稀释剂为带有环氧基团的活性稀释剂。
4.根据权利要求1所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述活性稀释剂为501稀释剂。
5.根据权利要求1所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述分散剂选自聚氨酯类高分子嵌段共聚物或聚丙烯酸酯类高分子嵌段共聚物；优选地，所述分散剂为K-sperse 152分散剂、DISPERBYK-163分散剂或Tego670分散剂。
6.根据权利要求1所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述分散助剂为颜填料衍生物。
7.根据权利要求1所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述分散助剂选自毕克公司的BYK110。
8.根据权利要求1所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述颜填料为可用于工业涂料的防锈填料以及有机颜料或无机颜料。
9.根据权利要求1的所述的低VOC环氧底漆，其特征在于，所述有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的混合物，其中丙二醇甲醚醋酸酯和甲基乙基酮的质量比为1-3：9-15。
10.一种如权利要求1-9任一所述的适用于工程机械涂装的低VOC环氧底漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将5-10份的环氧树脂1、15-30份的环氧树脂2、3-8份的活性稀释剂、3-10份的分散剂、1-2份的分散助剂、2.5-7.5份的有机溶剂，400-600rpm下搅拌10-15min；
S2：搅拌状态下继续加入20-60份颜填料，400-600rpm下继续搅拌10-15min；
S3：搅拌状态下继续加入2.5-7.5份的有机溶剂，搅拌至混合均匀，接着研磨分散，得所述低VOC环氧底漆。
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