CN114133837A - 一种水性耐盐雾氨基底漆及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性耐盐雾氨基底漆，其原料组成按重量配比关系计包括：改性丙烯酸树脂5‑25份、双酚A型树脂分散体15‑40份、甲醚化氨基树脂4‑10份、溶剂5‑15份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂1‑6份、颜填料15‑30份、防锈填料6‑15份、去离子水5‑20份、增稠剂0‑1份。该底漆不含重金属填料，绿色环保，避免了传统水性氨基底漆无法长期在高盐雾腐蚀地区长期使用的弊端。

Description

一种水性耐盐雾氨基底漆及制备方法
技术领域
本发明涉及一种水性耐盐雾氨基底漆及其制备方法。
背景技术
水性涂料因以水作为主溶剂，施工时大大减少了苯类等溶剂的使用，VOC排放量得到降低。因此，水性涂料在保护健康安全的同时，减小了对大气环境的污染。
水性氨基底漆因固化交联密度低，漆膜涂层施工薄等原因，相较于环氧底漆等其他类型底漆，耐盐雾性能相对较弱。为改善耐盐雾性能，常规做法是加入大量重金属型防锈填料来改善耐盐雾性能，而重金属元素会对人体及环境造成严重危害。
公开号CN111440495A的专利文献中提供了一种水性耐盐雾氨基烤漆，其耐盐雾性能仅做到240小时，难以满足近海地区等盐雾腐蚀较强地区的使用要求。公开号CN112876927A的专利文献中提供了一种耐腐蚀水性氨基烤漆及其制备方法，其耐盐雾性能最高做到500小时，但其添加的改性氧化石墨烯难以在水性涂料中分散均匀。
基于此，有必要本发明一种不含重金属防锈填料，能够在近海等高盐雾腐蚀地区提供良好耐盐雾性能的氨基底漆。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种水性耐盐雾氨基底漆，其原料组成按重量配比关系计包括：
改性丙烯酸树脂5-25份、双酚A型树脂分散体15-40份、甲醚化氨基树脂4-10份、溶剂5-15份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂1-6份、颜填料15-30份、防锈填料6-15份、去离子水5-20份、增稠剂0-1份。
进一步，水性耐盐雾氨基底漆的原料组成按重量配比关系计包括：
改性丙烯酸树脂10-15份、双酚A型树脂分散体25-35份、甲醚化氨基树脂6-8份、溶剂6-10份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂2-5份、颜填料20-25份、防锈填料8-12份、去离子水10-15份、增稠剂0.3-0.7份。
所述改性丙烯酸树脂为聚酯改性丙烯酸树脂、醇酸改性丙烯酸树脂和环氧改性丙烯酸树脂中的任一种或者两种以上任意比例中的组合。
所述双酚A型树脂分散体为双酚A型树脂分散在混合溶剂中而成的乳浊液，其中混合溶剂是由水、乙二醇单丁醚、异丙醇、二甲基乙醇胺组成的混合物，乳浊液中双酚A型树脂液滴的粒径为0.1-0.3μm；所述双酚A型树脂的结构如下：
Figure 739082DEST_PATH_IMAGE002
。
双酚A型树脂分散体可选用迪爱生合成树脂有限公司的代号为H-502-42W的双酚A型树脂分散体。
甲醚化氨基树脂可选用福建三木集团有限公司所产代号为5717的氨基树脂、美国湛新公司所产代号为325、303的氨基树脂。
所述溶剂为醇类、醚类和醇酯类成膜助剂中的任一种或者两种以上任意比例中的组合：其中：醇类成膜助剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的任一种或者两种以上任意比例中的组合；醚类成膜助剂为乙二醇丁醚和丙二醇甲醚中的任一种或二者任意比例的组合；醇酯类成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯中的任一种或二者任意比例的组合。
所述分散剂采用聚醚磷酸酯系阴离子聚合物；例如可以采用：美国毕克公司所产、代号为BYK-190的分散剂、德国迪高公司所产、代号为TEGO-760W、TEGO-755W的分散剂。
所述消泡剂采用聚醚改性硅氧烷共聚物；例如可以采用：德国迪高公司所产、代号为901W、902W的消泡剂、美国毕克公司所产、代号为BYK-024的消泡剂。
所述流平剂采用聚醚改性聚二甲基硅氧烷；例如可以采用：德国迪高公司所产、代号为TEGO-100、TEGO-450的流平剂，美国毕克公司所产、代号为BYK-333的流平剂。
所述基材润湿剂采用聚醚硅氧烷共聚物；例如可以采用：德国迪高公司所产、代号为TEGO-270、TEGO-4100的基材润湿剂，美国毕克公司所产、代号为BYK-3455的基材润湿剂。
所述附着力促进剂采用环氧磷酸酯类基材促进剂；例如可以采用：长兴化学工业有限公司所产、代号为4901-B-72的附着力促进剂，美国OMG Borchers GmbH公司所产、代号为Gen HMP-F的附着力促进剂。
分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂的质量比为1-3:1-2:0.4-1:0.6-1:1-3。
所述颜填料为氧化铁红和沉淀硫酸钡；氧化铁红和沉淀硫酸钡的质量比为8-15:10-15。
所述防锈填料为防锈填料为ZP60和EAPP， ZP60与EAPP质量比为1.5-3.0:1；防锈填料ZP60和防锈填料EAPP为杭州思坦颜料化学有限公司的产品。
所述增稠剂为改性脲流变助剂；例如可以采用美国毕克公司公司所产、代号为BYK-420的增稠剂。
本发明的目的之二是提供一种水性耐盐雾氨基底漆的制备方法，包括以下步骤：
（1）将部分改性丙烯酸树脂、溶剂、一半的蒸馏水、分散剂、消泡剂、颜填料、防锈填料依次加入搅拌器中搅拌混合均匀，然后经研磨，制得混合液A；
（2）将剩余改性丙烯酸树脂、双酚A型树脂分散体与甲醚化氨基树脂混匀，然后加入基材润湿剂、流平剂、附着力促进剂、剩余蒸馏水，再混匀后，制得混合液B；
（3）向混合液B中加入混合溶液A，混匀后再过滤，制得氨基底漆；或者向混合液B中加入混合溶液A、增稠剂，混匀后再过滤，制得氨基底漆。
本发明的氨基底漆将一种本身具有非常优异耐盐雾性能的双酚A型树脂分散体引入至配方体系中，其与改性丙烯酸树脂共同作为主体树脂。涂覆本发明的氨基底漆的工件在烘干过程中，两种主体树脂在加热条件下分别与甲醚化氨基树脂反应，形成分子互穿网络结构，使得漆膜耐盐雾性能大大提升；同时防锈颜填料与防锈填料组合在防止锈蚀生成与防止锈蚀扩散起到协同作用，使漆膜的耐盐雾性能进一步得到提升。本发明的氨基底漆不含重金属填料，绿色环保，避免了传统底漆水性氨基底漆无法长期在高盐雾腐蚀地区长期使用的弊端。
附图说明
图1为采用实施例3的样板经650小时盐雾测试后的图片；
图2为采用对比例3的样板经240小时盐雾测试后的图片。
具体实施方式
以下通过实施例说明本发明技术方案的可实施性，而不应将本发明的保护范围限制在以下的具体实施例上。
实施例1
1、水性耐盐雾氨基底漆的原料组成
原料组成按重量配比关系计为：
改性丙烯酸树脂14份、双酚A型树脂分散体25份、甲醚化氨基树脂6份、溶剂6.5份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂4.5份、颜填料25份、防锈填料9份、去离子水10份、增稠剂0.5份。
其中：改性丙烯酸树脂为环氧改性丙烯酸树脂，选用湖南智涂环保科技有限公司所产的代号为ZTC-02的环氧改性丙烯酸树脂。双酚A型树脂分散体选用迪爱生合成树脂有限公司的代号为H-502-42W的双酚A型树脂分散体。甲醚化氨基树脂选用美国湛新公司所产代号为325的氨基树脂。溶剂为乙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比4：2的配比关系混合而成。分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂的质量比为1：0.7：0.7：0.6：1.5；分散剂选用德国迪高公司的TEGO-760W，消泡剂选用德国迪高公司的901W，流平剂选用德国迪高公司的TEGO-100，基材润湿剂选用德国迪高公司的TEGO-4100，附着力促进剂选用长兴化学工业有限公司所产代号为4901-B-72的附着力促进剂。颜填料为氧化铁红和沉淀硫酸钡按质量比为12：13的配比关系混合而成；选用天津互力化工的氧化铁红Y130和山东旗屹化工的沉淀硫酸钡；防锈填料为ZP60和EAPP，ZP60和EAPP质量比为6:3。增稠剂为美国毕克公司的产品，代号BYK-420。
2、水性耐盐雾氨基底漆的制备方法
（1）将部分（一般为总量的一半）改性丙烯酸树脂、溶剂、一半的蒸馏水、分散剂、消泡剂、颜填料、防锈填料依次加入搅拌器中以1500r/min的速度搅拌均匀，然后经研磨机研磨1-2小时，制得混合液A；
（2）将剩余改性丙烯酸树脂、双酚A型树脂分散体与甲醚化氨基树脂加入搅拌器中以1000r/min速度搅拌均匀，然后加入基材润湿剂、流平剂、附着力促进剂、剩余蒸馏水，再以1500r/min的速度搅拌均匀，制得混合液B；
（3）向混合液B中加入混合溶液A、增稠剂，混匀后再过滤，制得氨基底漆。
实施例2
1、水性耐盐雾氨基底漆的原料组成
原料组成按重量配比关系计为：
改性丙烯酸树脂12份、双酚A型树脂分散体28份、甲醚化氨基树脂7份、溶剂7份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂3份、颜填料22份、防锈填料10份、去离子水10.3份、增稠剂0.7份。
其中：改性丙烯酸树脂为环氧改性丙烯酸树脂，选用湖南智涂环保科技有限公司所产的代号为ZTC-02的环氧改性丙烯酸树脂。双酚A型树脂分散体选用迪爱生合成树脂有限公司的代号为H-502-42W的双酚A型树脂分散体。甲醚化氨基树脂选用福建三木集团有限公司所产代号为5717的氨基树脂。溶剂为乙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比5：2的配比关系混合而成。分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂的质量比为0.9:0.5:0.3:0.3:0.5；分散剂选用德国迪高公司的TEGO-760W，消泡剂选用德国迪高公司的901W，流平剂选用德国迪高公司的TEGO-100，基材润湿剂选用德国迪高公司的TEGO-4100，附着力促进剂选用长兴化学工业有限公司所产代号为4901-B-72的附着力促进剂。颜填料为氧化铁红和沉淀硫酸钡按质量比为11：12的配比关系混合而成；选用天津互力化工的氧化铁红Y130和山东旗屹化工的沉淀硫酸钡；防锈填料为ZP60和EAPP，ZP60和EAPP质量比为7:3。增稠剂为美国毕克公司的产品，代号BYK-420。
2、水性耐盐雾氨基底漆的制备方法
制备方法同实施例1。
实施例3
1、水性耐盐雾氨基底漆的制备方法的原料组成
原料组成按重量配比关系计为：
改性丙烯酸树脂10份、双酚A型树脂分散体32份、甲醚化氨基树脂7.5份、溶剂6份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂3.1份、颜填料20份、防锈填料11份、去离子水10份、增稠剂0.4份。
其中：改性丙烯酸树脂为环氧改性丙烯酸树脂，选用湖南智涂环保科技有限公司所产的代号为ZTC-02的环氧改性丙烯酸树脂。双酚A型树脂分散体选用迪爱生合成树脂有限公司的代号为H-502-42W的双酚A型树脂分散体。甲醚化氨基树脂选用美国湛新公司所产的代号为325的氨基树脂。溶剂为乙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯按质量比4：2的配比关系混合而成。分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂的质量比为1:0.7:0.3:0.4:0.9；分散剂选用德国迪高公司的TEGO-760W，消泡剂选用德国迪高公司的901W，流平剂选用德国迪高公司的TEGO-100，基材润湿剂选用德国迪高公司的TEGO-4100，附着力促进剂选用长兴化学工业有限公司所产代号为4901-B-72的附着力促进剂。颜填料为氧化铁红和沉淀硫酸钡按质量比为7:13的配比关系混合而成；选用天津互力化工的氧化铁红Y130和山东旗屹化工的沉淀硫酸钡；防锈填料为ZP60和EAPP，ZP60和EAPP质量比为8:3。增稠剂为美国毕克公司的产品，代号BYK-420。
2、水性耐盐雾氨基底漆的制备方法
制备方法同实施例1。
对比例1
原料组成和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例用水性环氧酯树脂替代实施例1的双酚A型树脂分散体。
对比例2
原料组成和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例用锶铬黄替换实施例1的防锈填料。
对比例3
对比例3为市售浅灰色水性氨基耐盐雾底漆。
按照相关标准对实例1-3制得的产品和对比例1-3所述的产品进行性能测试，测试结果见表1和说明书附图1和图2。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
从表1中可以看出，实施例1-3除附着力指标与对比例1-3基本接近外，其它性能指标都远高于对比实施例1-3。图1为采用实施例3制备的氨基底漆的测试样板经过650小时盐雾试验后的图片，图2为采用对比例3的市售浅灰色水性氨基耐盐雾底漆的测试样板经过240小时雾试验后的图片。实施例3的测试样板，无明显起泡现象，单边锈蚀1mm左右；而对比例3的已发生严重锈蚀。测试结果表明，本发明的氨基底漆具备优异的耐腐蚀性能；可用于近海等严苛环境条件，可以完全替代通用重金属防锈填料。

Claims (10)

1.一种水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：其原料组成按重量配比关系计包括：
改性丙烯酸树脂5-25份、双酚A型树脂分散体15-40份、甲醚化氨基树脂4-10份、溶剂5-15份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂1-6份、颜填料15-30份、防锈填料6-15份、去离子水5-20份、增稠剂0-1份。
2.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：其原料组成按重量配比关系计包括：
改性丙烯酸树脂10-15份、双酚A型树脂分散体25-35份、甲醚化氨基树脂6-8份、溶剂6-10份、由分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂组成的助剂2-5份、颜填料20-25份、防锈填料8-12份、去离子水10-15份、增稠剂0.3-0.7份。
3.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：所述改性丙烯酸树脂为聚酯改性丙烯酸树脂、醇酸改性丙烯酸树脂和环氧改性丙烯酸树脂中的任一种或者两种以上任意比例中的组合。
4.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：所述双酚A型树脂分散体为双酚A型树脂分散在混合溶剂中而成的乳浊液，乳浊液中双酚A型树脂液滴的粒径为0.1-0.3μm；所述双酚A型树脂的结构如下：
Figure 705731DEST_PATH_IMAGE002
。
5.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：所述溶剂为醇类、醚类和醇酯类成膜助剂中的任一种或者两种以上任意比例中的组合：其中：醇类成膜助剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的任一种或者两种以上任意比例中的组合；醚类成膜助剂为乙二醇丁醚和丙二醇甲醚中的任一种或二者任意比例的组合；醇酯类成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯中的任一种或二者任意比例的组合。
6.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：所述分散剂采用聚醚磷酸酯系阴离子聚合物；所述消泡剂采用聚醚改性硅氧烷共聚物；所述流平剂采用聚醚改性聚二甲基硅氧烷；所述基材润湿剂采用聚醚硅氧烷共聚物；所述附着力促进剂采用磷酸酯类基材促进剂；分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和附着力促进剂的质量比为0.5-3:0.5-2:0.2-1:0.2-1:0.5-3。
7.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：所述颜填料为氧化铁红和沉淀硫酸钡；氧化铁红和沉淀硫酸钡的质量比为8-15:10-15。
8.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：所述防锈填料为ZP60和EAPP， ZP60与EAPP质量比为1.5-3.0:1。
9.根据权利要求1或2所述的水性耐盐雾氨基底漆，其特征在于：所述增稠剂为改性脲流变助剂。
10.一种权利要求1-9中任一权利求所述的水性耐盐雾氨基底漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将部分改性丙烯酸树脂、溶剂、一半的蒸馏水、分散剂、消泡剂、颜填料、防锈填料依次加入搅拌器中搅拌混合均匀，然后经研磨，制得混合液A；
（2）将剩余改性丙烯酸树脂、双酚A型树脂分散体与甲醚化氨基树脂混匀，然后加入基材润湿剂、流平剂、附着力促进剂、剩余蒸馏水，再混匀后，制得混合液B；
（3）向混合液B中加入混合溶液A，混匀后再过滤，制得氨基底漆；或者向混合液B中加入混合溶液A、增稠剂，混匀后再过滤，制得氨基底漆。
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