CN114456694A - 一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，包括湿固化聚氨酯底漆及面漆；湿固化聚氨酯底漆包括以下重量份数的原料：含有NCO‑端基的聚氨酯树脂8‑35份，硅烷0‑2份，锌粉30‑85份，防腐填料0‑20份，溶剂8‑50份，助剂1‑6份；面漆包括重量比为(2‑8):1的A、B两组分，A组分包括：天门冬氨酸脂树脂18‑60份，羟基丙烯酸树脂0‑42，防腐填料20‑50份，分子筛0‑2份，助剂0‑4份，溶剂0‑10份；面漆B组分包括HDI聚氨酯固化剂。上述各组分之间的反应，使涂层体系与基材和原涂层粘结强度高、封闭性能好，耐盐雾、抗化学药剂、抗水蒸气渗透、耐磨损、耐冲击、耐太阳曝晒、耐候、耐老化、耐久，涂层使用年限可达3年以上，解决了维修涂层需频繁重涂的问题。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，主要涉及一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料。
背景技术
目前在船舶、海工装备、海洋设备管道、石化设备管道、汽车、家电、废水处理、钢结构、桥梁、铁路等钢材防护方面，常用的醇酸涂料体系、环氧聚氨酯涂料体系、氨基烤漆体系、环氧聚酯粉末涂料体系，在涂层达到一定的使用年限后，涂层都会出现不同腐蚀情况，特别是难以完全涂敷的螺栓、螺帽、法兰接口等部位。现在普遍的处理方案为：
旧涂料涂层为醇酸体系涂料维修方案为打磨后涂装醇酸漆，锈蚀后再次涂装，每年需重复涂装2-4次，维修成本很高。
旧涂料涂层为环氧聚氨酯体系维修方案为将生锈部位打磨，重新涂装环氧底漆、丙烯酸面漆。但是寿命较短，在腐蚀不严重环境基本每年再次生锈后再重涂；在腐蚀严重环境，基本每年重复涂装2-4次，维修成本很高。
旧涂料涂层为氨基烤漆体系或聚酯粉末体系基本无法维修，主要原因是氨基树脂涂料和聚酯粉末涂料都需要高温烘烤成膜，若采用自干涂料维修，涂层也易腐蚀。
使用上述各体系的涂层维修后易于腐蚀原因主要为新旧涂层之间本身的附着力不好，以及表面处理达不到要求使涂层和基材附着力不良，基于这些缺陷，涂层必需要不断维修，导致两个主要问题：一是每次维修重涂时设备管道钢结构可能需要停工；二是由于维修涂层防腐蚀效果很差，维修次数多，累计成本很高。上述问题已成为涂料行业痛点问题，因此很多客户要求涂层经过维修后可以达到3年以上使用寿命，以缩短维护周期，增加设备利用率，节约成本。
发明内容
针对现有维修涂料易腐蚀的缺陷，本发明旨在提供一种与维修底材和原涂层粘结强度高、封闭性能好、耐盐雾、抗化学药剂、抗水蒸气渗透、耐磨损、耐冲击、耐太阳曝晒、耐候、耐老化的性能优异的涂料来解决涂层维修维护痛点问题，涂层使用年限可达3年以上。
本发明提供的技术方案为：一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，包括湿固化聚氨酯底漆及面漆；
其中，湿固化聚氨酯底漆包括以下重量份数的原料：
含有NCO-端基的聚氨酯树脂8-35份，
硅烷0-2份，
锌粉30-85份，
防腐填料0-20份，
溶剂8-50份，
助剂1-6份；
面漆包括重量比为(2-8):1的A、B两组分，
A组分包括以下重量份数的原料：
天门冬氨酸脂树脂18-60份，
羟基丙烯酸树脂0-42，
防腐填料20-50份，
分子筛0-2份，
助剂0-4份，
溶剂0-10份；
B组分包括六亚甲基二异氰酯(HDI)聚氨酯固化剂。
进一步地，所述六亚甲基二异氰酯聚氨酯固化剂包括科思创3900、科思创3390、科思创3600、科思创3800、科思创3800和万华HT100中的至少一种；优选科思创3900、科思创E21中的至少一种；所述含有NCO-端基的聚氨酯树脂包括科思创E21。
进一步地，其特征在于，所述防腐填料包括钛白粉、长石粉、石英粉、碳化硅、滑石粉、硫酸钡、硅微粉和碳酸钙中的至少一种，优选钛白粉、石英粉、硫酸钡、滑石粉、硅微粉中的至少一种。
进一步地，其特征在于，所述硅烷为迈图A187、迈图MP200、DOWCORNING6040、莫尔化工1306和莫尔化工1868中的至少一种，优选迈图MP200。
进一步地，所述溶剂包括二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸乙酯和二羧酸脂中的至少一种，优选二甲苯、醋酸丁酯、三甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
进一步地，所述助剂包括增稠剂0-1份，消泡剂0-2份、分散剂0-1份和吸水剂0-2份。
进一步地，所述增稠剂包括海明斯SD-2、海明斯BENTONE34、海明斯BENTONE38、海明斯BENTONE27中的至少一种；
所述分散剂包括BYK110、BYK163、ANTI-TERRAU、ANTITERRA203、AFCONA116、TEGO270、TEGO250和EFKA4010中的至少一种，优选ANTI-TERRAU、ANTITERRA203、BYK110和BYK163中的至少一种；
所述消泡剂包括BYK-A501、BYK-052N、BYK-054、BYK-306、BYK-066、BYK-A530、AIREX944、EFKA-2722和巴斯夫2012中的至少一种，优选BYK-A530、BYK306、BYK-054、AIREX944和巴斯夫2012中的至少一种；
吸水剂包括ADDITIVE TI和ADDITIVE OF中的至少一种。
进一步地，所述天门冬氨酸脂树脂包括科思创NH1420、飞扬420和飞扬520中的至少一种，优选科思创NH1420。
进一步地，所述羟基丙烯酸树脂为纽佩斯1753SS-70，SYNOCURE854BA80、湛新365中的至少一种，优选纽佩斯1753SS-70或SYNOCURE854BA80中的至少一种。
进一步地，所述湿固化聚氨酯底漆的制备方法，包括以下步骤：
增稠剂浆的制备：将溶剂加入搅拌釜中，400-600rpm转速下加入分散剂、增稠剂搅拌5-10min，在1000-1500rpm高速分散25-35min混合均匀，得到增稠剂浆；
将含有NCO-端基的聚氨酯树脂、溶剂、增稠剂浆加入分散搅拌釜中，400-600rpm转速下加入锌粉和防腐填料，在1000-1500rpm高速分散25-35min，降低转速至400-600rpm，加入硅烷和吸水剂，搅拌均匀。
进一步地，所述的面漆制备方法包括以下步骤：
面漆A组分的制备：将天门冬氨酸酯树脂、溶剂加入分散釜中，400-600rpm转速下加入分散剂、消泡剂和增稠剂，搅拌5-10min，加入防腐料、分子筛，在1000-1500rpm高速分散25-35min混合均匀，砂磨至要求的细度。
面漆B组分直接采用购入的六亚甲基二异氰酯聚氨酯固化剂产品。
与现有产品相比，本发明提供的涂层施工简便，维修后涂层性能优异，克服了市场上产品维修后涂层性能差需要不断重复维修的缺陷。
本涂料体系采用湿固化聚氨酯底漆，该底漆的异氰酸酯和空气中水蒸气反应生成脲，形成弹性涂膜；该涂料渗透很好，能充分渗透到基材和基材充分接触，且硅烷和基材之间会生成硅醇基和醚键，从而提供良好的附着力；形成的弹性涂膜还具有极好的封闭性能，保护基材免受湿气、水汽、水、油、燃料、化学物质浸蚀。同时该涂料中的湿固化聚氨酯树脂具有与需维修的旧涂层中活泼羟基和胺基反应的特性，因此涂层不仅对基材有很高附着力，还对需维修的旧涂层有很好的附着力，对基材表面处理要求低，解决了现有维修方案中新旧涂层附着力不好导致维修涂层封闭性能不好的缺陷，锌粉的添加进一步增强了该涂层的防电化学腐蚀性能。
面漆中具有活泼羟基、胺基，会和湿固化聚氨酯底漆中的异氰酸酯产生反应生成聚氨酯或取代脲，因此，湿固化聚氨酯底漆和面漆具有极好的层间附着力；同时，面漆具有极好的耐候性和耐太阳暴晒性能，和抗化学药剂、抗水蒸气渗透、耐磨损、抗冲击性能。
上述各组分之间的反应，使涂层体系与基材和原涂层粘结强度高、封闭性能好，耐盐雾、抗化学药剂、抗水蒸气渗透、耐磨损、耐冲击、耐太阳曝晒、耐候、耐老化、耐久，涂层使用年限可达3年以上，解决了维修涂层需频繁重涂的问题。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
湿固化聚氨酯底漆及面漆的制备：
湿固化聚氨酯底漆的制备：
增稠剂浆的制备：将85kg二甲苯溶剂加入分散搅拌釜中，400rpm转速下加入BYK163分散剂5kg，增稠剂10kg搅拌10min，在1000rpm高速分散35min混合均匀备用。
湿固化聚氨酯底漆的制备：将9.35kg科思创E21湿固化聚氨酯树脂、3.7kg二甲苯溶剂、4.5kg增稠剂浆加入分散搅拌釜中，400rpm转速下加入锌粉81.73kg、4kg石英粉，在1500rpm高速分散25min，降低转速至400rpm，加入0.5kg吸水剂ADDITIVE TI、1kg迈图MP200硅烷，搅拌均匀即可。
面漆的制备
面漆A组分的制备：将50kg科思创NH1420天门冬氨酸酯树脂、2kg二甲苯溶剂加入分散釜中，400rpm转速下加入BYK110分散剂1.4kg，消泡剂0.4kg，增稠剂0.25kg搅拌10min，加入30kg钛白粉、0.6kg分子筛、15kg硅微粉，在1000rpm高速分散35min混合均匀，砂磨至要求的细度。
面漆B组分采用市购科思创3900固化剂。
使用方法如下：
首先将湿固化聚氨酯底漆搅拌均匀，然后将其涂装于已经进行去除浮锈的钢板上和原涂层表面，形成湿固化聚氨酯涂料底涂层，湿固化聚氨酯涂料用量为0.5kg/m2；湿固化聚氨酯底漆的总厚度为50-60μm.
首先将面漆A、B按A：B＝3：1组分混合搅拌均匀，然后将其涂装于湿固化聚氨酯涂料底涂层表面，形成耐候耐久面涂层，面漆用量为0.23kg/m2；面漆的总厚度为50-60μm。
实施例2
湿固化聚氨酯底漆及面漆的制备：
增稠剂浆的制备：将85kg醋酸丁酯溶剂加入分散搅拌釜中，600rpm转速下加入ANTITERRA 203分散剂5kg、BENTONE27增稠剂10kg搅拌5min，在1000rpm高速分散35min混合均匀备用。
湿固化聚氨酯底漆的制备：将30kg科思创E21湿固化聚氨酯树脂、18kg醋酸丁酯溶剂、20kg增稠剂浆加入分散搅拌釜中，500rpm转速下加入锌粉32kg、4kg硫酸钡，在1200rpm高速分散30min，降低转速至500rpm，加入0.5kg吸水剂ADDITIVE OF、1kg迈图A187硅烷，搅拌均匀即可。
面漆的制备
面漆A组分的制备：将38kg飞扬F520天门冬氨酸酯树脂、4kg醋酸丁酯溶剂加入分散釜中，500rpm转速下加入ANTITERRA 203分散剂1.6kg，巴斯夫2012消泡剂0.3kg，BENTONE27增稠剂0.3kg搅拌8min，加入25kg钛白粉、0.6kg分子筛、20kg硅微粉，5kg滑石粉在1300rpm高速分散30min混合均匀，砂磨至要求的细度。
面漆B组分采用市购科思创3390固化剂。
使用方法如下：
首先将湿固化聚氨酯底漆搅拌均匀，然后将其涂装于已经进行去除浮锈的钢板上和原涂层表面，形成湿固化聚氨酯涂料底涂层，湿固化聚氨酯涂料用量为0.6kg/m2；湿固化聚氨酯底漆的总厚度为50-60μm.
首先将面漆A、B按A：B＝4：1组分混合搅拌均匀，然后将其涂装于湿固化聚氨酯涂料底涂层表面，形成耐候耐久面涂层，面漆用量为0.2kg/m2；面漆的总厚度为50-60μm.
实施例3
湿固化聚氨酯底漆及面漆的制备：
增稠剂浆的制备：将85kg三甲苯溶剂加入分散搅拌釜中，600rpm转速下加入BYK110分散剂5kg，海明斯SD-2增稠剂10kg搅拌10min，在1500rpm高速分散25min混合均匀备用。
湿固化聚氨酯底漆的制备：将10kg科思创E21湿固化聚氨酯树脂、14kg三甲苯溶剂、16kg增稠剂浆加入分散搅拌釜中，600rpm转速下加入锌粉60kg、2kg硫酸钡，在1500rpm高速分散35min，降低转速至600rpm，加入0.5kg吸水剂ADDITIVE TI、1kg迈图A187硅烷，搅拌均匀即可。
面漆的制备
面漆A组分的制备：将18kg飞扬420天门冬氨酸酯树脂、42kg纽佩斯1753羟基丙烯酸树脂、4kg三甲苯溶剂加入分散釜中，600rpm转速下加入BYK110分散剂1.0kg，AIREX944消泡剂0.5kg，海明斯SD-2增稠剂0.2kg搅拌10min，加入20kg钛白粉、0.6kg分子筛、15kg硅微粉在1500rpm高速分散35min混合均匀，砂磨至客户要求的细度即可。
面漆B组分采用市购万华HT100固化剂。
使用方法如下：
首先将湿固化聚氨酯底漆搅拌均匀，然后将其涂装于已经进行去除浮锈的钢板上和原涂层表面，形成湿固化聚氨酯涂料底涂层，湿固化聚氨酯涂料用量为0.4kg/m2；湿固化聚氨酯底漆的总厚度为50-60μm。
首先将面漆A、B按A：B＝2.5：1组分混合搅拌均匀，然后将其涂装于湿固化聚氨酯涂料底涂层表面，形成耐候耐久面涂层，面漆用量为0.25kg/m2；面漆的总厚度为50-60μm。
对比例1
底漆A组分的制备：将36kg901×75环氧树脂、14kg二甲苯和正丁醇混合溶剂(二甲苯：正丁醇＝2:1)加入分散搅拌釜中，600rpm转速下加入、1kgSD-2增稠剂，在1500rpm高速分散35min，然后加入锌粉60kg，在1500rpm高速分散35min即可。
底漆B组分的制备：350-70聚酰胺固化剂包装备用；
面漆A组分的制备：将60kg飞扬420天门冬氨酸酯树脂、4kg二甲苯溶剂加入分散釜中，600rpm转速下加入BYK110分散剂1.0kg，AIREX944消泡剂0.5kg，海明斯SD-2增稠剂0.2kg搅拌10min，加入20kg钛白粉、0.6kg分子筛、15kg硅微粉在1500rpm高速分散35min混合均匀，砂磨至要求的细度。
面漆B组分采用市购万华HT100固化剂。
使用方法如下：
首先将底漆按A:B＝5:1混合搅拌均匀，然后将其涂装于已经进行去除浮锈的钢板上和原涂层表面，形成底涂层，涂料用量为0.4kg/m2；底漆的总厚度为50-60μm。
首先将面漆A、B按A：B＝2.5：1组分混合搅拌均匀，然后将其涂装于底涂层表面，形成耐候耐久面涂层，面漆用量为0.25kg/m2；面漆的总厚度为50-60μm。
实施例1-3及对比例1制备的湿固化聚氨酯底漆、单组份面漆组合及环氧富锌底漆、面漆组合，涂敷于去除浮锈钢板上，形成的漆膜性能测试对比数据如表1所示：
表1
由表1可以看出，对比例1中的底漆采用不含有NCO-端基的树脂产品，导致涂层附着力大幅降低，耐老化、耐久性能差，因其形成的底漆涂层无法和基材或旧涂层之间反应产生良好的结合力，封闭性能差，而本发明制备的底漆能同时与基材旧涂层、面漆之间反应，有优异的附着力，维修后防护效果优异。
Claims (10)
1.一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，包括湿固化聚氨酯底漆及面漆；
其中，湿固化聚氨酯底漆包括以下重量份数的原料：
含有NCO-端基的聚氨酯树脂8-35份，
硅烷0-2份，
锌粉30-85份，
防腐填料0-20份，
溶剂8-50份，
助剂1-6份；
面漆包括重量比为(2-8):1的A、B两组分，
A组分包括以下重量份数的原料：
天门冬氨酸脂树脂18-60份，
羟基丙烯酸树脂0-42，
防腐填料20-50份，
分子筛0-2份，
助剂0-4份，
溶剂0-10份；
B组分包括六亚甲基二异氰酯聚氨酯固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述六亚甲基二异氰酯聚氨酯固化剂包括科思创3900、科思创E21、科思创3390、科思创3600、科思创3800和万华HT100中的至少一种；所述含有NCO-端基的聚氨酯树脂包括科思创E21。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述防腐填料包括钛白粉、长石粉、石英粉、碳化硅、滑石粉、硫酸钡、硅微粉和碳酸钙中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述溶剂包括二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸乙酯和二羧酸脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述助剂包括增稠剂0-1份，消泡剂0-2份、分散剂0-1份和吸水剂0-2份。
6.根据权利要求5所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述硅烷包括迈图A187、迈图MP200、DOWCORNING6040、莫尔化工1306和莫尔化工1868中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述天门冬氨酸脂树脂包括科思创NH1420、飞扬F420和飞扬F520中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂为纽佩斯1753SS-70，SYNOCURE854BA80、湛新365中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述湿固化聚氨酯底漆的制备方法，包括以下步骤：
增稠剂浆的制备：将溶剂加入搅拌釜中，400-600rpm转速下加入分散剂、增稠剂搅拌5-10min，在1000-1500rpm高速分散25-35min混合均匀，得到增稠剂浆；
将湿固化聚氨酯树脂、溶剂、增稠剂浆加入搅拌釜中，400-600rpm转速下加入锌粉和防腐填料，在1000-1500rpm分散25-35min，降低转速至400-600rpm，加入硅烷和吸水剂，搅拌均匀。
10.根据权利要求1所述的一种聚氨酯底漆及面漆组合涂料，其特征在于，所述的面漆制备方法包括以下步骤：
面漆A组分的制备：将天门冬氨酸酯树脂、溶剂加入搅拌釜中，400-600rpm转速下加入分散剂、消泡剂和增稠剂，搅拌5-10min，加入防腐填料，在1000-1500rpm分散25-35min，砂磨至要求的细度；
面漆B组分采用市购产品。
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