CN111925709A - 一种铁路货车用预涂底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路货车用预涂底漆及其制备方法，上述铁路货车用预涂底漆由环氧改性丙烯酸树脂、去离子水、pH调节剂、消泡剂、分散剂、磷酸锌、硅微粉、氧化铁红、丙二醇、增稠剂制成。本发明提供的铁路货车用预涂底漆具有干燥速度快、防腐性能好、VOC含量低及配套性良好的优点。

Description

一种铁路货车用预涂底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种铁路货车用预涂底漆及其制备方法。

背景技术

预涂底漆，也称为车间底漆或预处理底漆，是钢板或型钢经抛丸预处理除锈后在流水线上喷涂的一层具有可焊性的防锈漆。车间底漆的作用是对经过抛丸处理的钢材表面提供短期保护，防止钢材在加工及组装期间发生锈蚀。

铁路货车用预涂底漆必须具有以下特点：

1)、干膜厚度在10μm-20μm范围内，防锈周期应达到至少9个月。

2)、干燥速度快，要求喷涂后5min内达到实干状态，以适合自动化流水线连续生产；

3)、涂覆在钢材表面后，不应对钢材后续的焊接产生不良影响；

4)、以单组分型为宜，以方便喷涂施工；

5)、应与铁路货车使用的醇酸类、环氧类防锈底漆有良好的配套性。

在铁路货车制造行业的钢材抛丸预处理工艺中，目前使用的预涂底漆都为溶剂型油漆，上述溶剂型预涂底漆在使用过程中，为了控制喷涂漆膜厚度，需要用大量的溶剂型稀释剂(一般接近油漆用量的2倍)兑稀，这些溶剂型稀释剂一般都为甲苯、二甲苯、丙酮、异丙醇和酯类等低沸点的有机溶剂的混合物，为有毒有害物质，且易燃易爆，同时，也属于挥发性有机化合物(即VOC)的范畴。在预涂底漆的干燥过程中，这些大量的溶剂型稀释剂最终都会挥发到周围环境，造成环境污染、人员安全健康及材料浪费等一系列问题。

发明内容

针对上述问题，现提供一种铁路货车用预涂底漆及其制备方法，旨在提供一种既可满足预涂底漆防锈、快干、可焊性及配套性等性能要求的同时还具有绿色环保、安全健康优点的铁路货车用水性预涂底漆。

具体技术方案如下：

本发明的第一个方面是提供一种铁路货车用预涂底漆，具有这样的特征，由如下组分制成：

其中，环氧改性丙烯酸树脂由环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯在过氧化苯甲酰引发下共聚形成。

上述的铁路货车用预涂底漆，还具有这样的特征，环氧改性丙烯酸树脂由如下组分混合并共聚形成：

上述的铁路货车用预涂底漆，还具有这样的特征，环氧树脂的分子量为400-1400，环氧值<0.25。

试验及测试表明，本发明中分子量400-1400、环氧值<0.25的环氧树脂的选用可提高底漆的附着力和防腐性能的同时还能使赋予底漆一定的硬度和机械强度；相应的，本发明中利用丙烯酸丁酯以提高漆膜的柔韧性，促进漆膜成膜；利用丙烯酸异辛酯提高漆膜的耐水性和保色性；利用甲基丙烯酸甲酯提高漆膜的硬度和提高漆膜的耐水性；利用甲基丙烯酸缩水甘油酯提高漆膜的交联密度，以增强漆膜的附着力；利用甲基丙烯酸异冰片酯提高树脂的耐候性和对颜料的分散性。

上述的铁路货车用预涂底漆，还具有这样的特征，pH调节剂选自MA-95。

上述的铁路货车用预涂底漆，还具有这样的特征，消泡剂选自聚二甲基硅氧烷或磷酸三丁酯中的一种。

上述的铁路货车用预涂底漆，还具有这样的特征，分散剂选自脂肪酸聚乙二醇。

上述的铁路货车用预涂底漆，还具有这样的特征，增稠剂选自疏水基改性乙氧基聚氨酯聚合物。

本发明的第二个方面是提供一种上述铁路货车用预涂底漆的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：

1)、按计量将环氧改性丙烯酸树脂、去离子水、氨水、分散剂、消泡剂、磷酸锌、硅微粉和氧化铁红依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30μm；

2)、按计量将丙二醇、增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至4-6Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用预涂底漆。

上述的制备方法，还具有这样的特征，环氧改性丙烯酸树脂的制备方法为：按计量将正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜中，升温一定温度后于搅拌下将环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯及过氧化苯甲酰的混合液缓慢滴加到反应釜中，再于该温度下保温反应一段时间后降温出料，即得所述环氧改性丙烯酸树脂。

上述的制备方法，还具有这样的特征，环氧改性丙烯酸树脂的制备中保温反应温度为110-130℃，搅拌速度为300-400r/min，滴加时间为3.5-4h，保温反应时间为1.5-2.5h。

上述方案的有益效果是：

1)、本发明提供的铁路货车用预涂底漆具有固化速度快的优点(涂膜在室温下5min即可表干，不需烘烤)；且该底漆涂覆在钢材表面后，在涂层干膜厚度不大于20μm的条件下，可不用去除油漆而直接施焊，且不影响焊接质量；

2)、本发明提供的铁路货车用预涂底漆与铁路货车用的醇酸、环氧类防锈底漆和水性防锈底漆的层间附着力不小于5MPa，其具有配套性良好的优点；

3)、本发明提供的铁路货车用预涂底漆可以水做稀释剂，且其VOC含量小于150g/L，与溶剂型预涂底漆相比，其具有环保、安全及健康的优点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例1

一种铁路货车用预涂底漆的制备方法，包括如下步骤：

1)、将20kg环氧改性丙烯酸树脂、15kg去离子水、0.8kg MA-95、0.5kg分散剂(疏水基改性乙氧基聚氨酯聚合物)、0.2kg消泡剂(聚二甲基硅氧烷)、3kg磷酸锌、15kg硅微粉和10kg氧化铁红依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30μm；

2)、将0.2kg丙二醇、0.2kg增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至4Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用预涂底漆；

其中，上述环氧改性丙烯酸树脂的制备方法为：将15kg正丁醇、10kg丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜中，升温至110℃后于300r/min搅拌下将10kg环氧树脂、15kg丙烯酸、10kg丙烯酸丁酯、5kg丙烯酸异辛酯、10kg甲基丙烯酸甲酯、2kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、15kg甲基丙烯酸异冰片酯及1kg过氧化苯甲酰的混合液于3.5h内缓慢滴加到反应釜中，再于110℃下保温反应1.5h后降温出料，即得上述环氧改性丙烯酸树脂；其中，环氧树脂的分子量为400-1400,环氧值<0.25。

实施例2

一种铁路货车用预涂底漆的制备方法，包括如下步骤：

1)、将25kg环氧改性丙烯酸树脂、30kg去离子水、0.9kg MA-95、0.7kg分散剂(疏水基改性乙氧基聚氨酯聚合物)、0.35kg消泡剂(聚二甲基硅氧烷)、6kg磷酸锌、22kg硅微粉和15kg氧化铁红依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30μm；

2)、将0.6kg丙二醇、0.35kg增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至5Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用预涂底漆；

其中，上述环氧改性丙烯酸树脂的制备方法为：将17kg正丁醇、15kg丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜中，升温至120℃后于350r/min搅拌下将15kg环氧树脂、20kg丙烯酸、13kg丙烯酸丁酯、7kg丙烯酸异辛酯、15kg甲基丙烯酸甲酯、3kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、25kg甲基丙烯酸异冰片酯及3kg过氧化苯甲酰的混合液于3.5h缓慢滴加到反应釜中，再于120℃下保温反应2h后降温出料，即得上述环氧改性丙烯酸树脂；其中，环氧树脂的分子量为400-1400，环氧值<0.25。

实施例3

一种铁路货车用预涂底漆的制备方法，包括如下步骤：

1)、将30kg环氧改性丙烯酸树脂、40kg去离子水、1.0kg MA-95、1kg分散剂(疏水基改性乙氧基聚氨酯聚合物)、0.5kg消泡剂(聚二甲基硅氧烷)、8kg磷酸锌、30kg硅微粉和20kg氧化铁红依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30μm；

2)、将1kg丙二醇、0.5kg增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至6Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用预涂底漆；

其中，上述环氧改性丙烯酸树脂的制备方法为：将20kg正丁醇、20kg丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜中，升温至130℃后于400r/min搅拌下将20kg环氧树脂、25kg丙烯酸、15kg丙烯酸丁酯、10kg丙烯酸异辛酯、20kg甲基丙烯酸甲酯、4kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、30kg甲基丙烯酸异冰片酯及5kg过氧化苯甲酰的混合液于4h内缓慢滴加到反应釜中，再于130℃下保温反应2.5h后降温出料，即得上述环氧改性丙烯酸树脂；其中，环氧树脂的分子量为400-1400，环氧值<0.25。

上述实施例1-3及空白案例(空白案例中的制备方法与实施例1种植被方法相同，区别在于本空白案例中并未添加环氧树脂)中提供的铁路货车用预涂底漆性能测试如下表所示：

由上表可知，空白案例中漆膜划格试验测试仅为2级，不符合标准要求的≤1级，且其耐盐水(3％NaCl，3d)和耐中性盐雾(48h)测试都不合格，达不到标准要求；相应的，本发明实施例1-3提供的铁路货车用预涂底漆具有干燥速度快、防腐性能好、VOC含量低的优点。

本发明中将实施例1-3制备的铁路货车用预涂底漆喷涂在3mm钢板上，恒温室自干12h后再在其上喷涂不同配套底漆，恒温室放置7天后进行检测，检测数据如下表所示：

由上表可知，本发明提供的铁路货车用预涂底漆具有配套性良好(与其它油漆配套使用时附着力优良)的优点。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铁路货车用预涂底漆，其特征在于，由如下组分制成：

其中，所述环氧改性丙烯酸树脂由环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯在过氧化苯甲酰引发下共聚形成。

2.根据权利要求1所述的铁路货车用预涂底漆，其特征在于，所述环氧改性丙烯酸树脂由如下组分混合并共聚形成：

3.根据权利要求2所述的铁路货车用预涂底漆，其特征在于，所述环氧树脂的分子量为400-1400，环氧值<0.25。

4.根据权利要求1-3任一项所述的铁路货车用预涂底漆，其特征在于，所述pH调节剂选自MA-95。

5.根据权利要求1-3任一项所述的铁路货车用预涂底漆，其特征在于，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷或磷酸三丁酯中的一种。

6.根据权利要求1-3任一项所述的铁路货车用预涂底漆，其特征在于，所述分散剂选自脂肪酸聚乙二醇。

7.根据权利要求1-3任一项所述的铁路货车用预涂底漆，其特征在于，所述增稠剂选自疏水基改性乙氧基聚氨酯聚合物。

8.一种权利要求1-7任一项所述铁路货车用预涂底漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、按计量将环氧改性丙烯酸树脂、去离子水、氨水、分散剂、消泡剂、磷酸锌、硅微粉和氧化铁红依次投入分散罐中，将物料分散均匀后再研磨至细度≤30μm；

2)、按计量将丙二醇、增稠剂依次加入至步骤1)中研磨后物料中，搅拌均匀后过滤除杂，将过滤后物料粘度调节至4-6Pa·S，再次过滤除杂，出料，即得一种铁路货车用预涂底漆。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述环氧改性丙烯酸树脂的制备方法为：按计量将正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜中，升温一定温度后于搅拌下将环氧树脂、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯及过氧化苯甲酰的混合液缓慢滴加到反应釜中，再保温反应一段时间后降温出料，即得所述环氧改性丙烯酸树脂。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述环氧改性丙烯酸树脂的制备中保温反应温度为110-130℃，搅拌速度为300-400r/min，滴加时间为3.5-4h，保温反应时间为1.5-2.5h。