CN114854280A - 用于汽车后市场的水性环氧底漆的制备方法及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于汽车后市场的水性环氧底漆的制备方法及使用方法。该制备方法包括如下步骤：向环氧乳液中加入粉料和分散剂，再加入助溶剂、润湿剂、抗闪绣剂、消泡剂、水和色浆，得到A组份；将酸酐或将特定脂肪胺与水的混合物作为B组份，所述特定脂肪胺为水分散型或聚醚改性脂肪胺；其中，所述A组份中的助溶剂包括至少三种不同沸点的助溶剂，且至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异。使用在汽车后市场的车辆时具有快干、低VOC、高硬度以及高附着力的特点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车后市场涂料技术领域，尤其涉及一种用于汽车后市场的水性环氧底漆的制备方法及使用方法。
背景技术
汽车后市场对涂料的要求与汽车主机厂不同，这是由汽车主机厂与汽车后市场的涂料应用场景不同导致的。汽车主机厂中，对车辆喷涂涂料后是在100℃以上的温度下进行烘烤。而汽车后市场中，对车辆喷涂涂料后烘烤的温度不能过高，否则会造成汽车零部件的损坏，因此，一般是在55-70℃下进行烘烤。基于此，应用于汽车主机厂上的涂料不能被直接应用于汽车后市场，或者即便直接应用于汽车后市场，其效果也会较差。
目前，应用于汽车后市场的涂料大多是油性涂料，但是随着环保政策的收紧和碳减排的压力日益加大，汽车后市场喷涂的全水性化已经是大势所趋。应用于汽车后市场喷涂的涂料有底漆等。但是，作为底层的防腐环氧底漆因其用量少、涂覆工艺简单以及性能要求低普遍得不得重视。现有的水性环氧底漆与油性底漆相比具有干燥速度慢、底材易闪锈、硬度低、不耐冲击等缺点。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一款具有快干、高硬度、高附着力、底材不易闪绣等性能的应用于汽车后市场的环保型水性底漆。
特别地，本发明提供了用于汽车后市场的水性环氧底漆的制备方法，包括如下步骤：
向环氧乳液中加入粉料和分散剂，再加入助溶剂、润湿剂、抗闪绣剂、消泡剂、水和色浆，得到A组份；
将酸酐或将特定脂肪胺与水的混合物作为B组份，所述特定脂肪胺为水分散型或聚醚改性脂肪胺；
其中，所述A组份中的助溶剂包括至少三种不同沸点的助溶剂，且至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异。
可选地，所述A组份中的助溶剂为醇类和醇醚类助溶剂的组合。
可选地，所述A组份中的助溶剂包括至少一种醇类溶剂以及至少两种醇醚类助溶剂。
可选地，所述粉料包括二氧化钛、滑石粉和硫酸钡。
可选地，所述A组份各个组份的重量百分比为：
环氧乳液20-40％；
二氧化钛10-20％；
滑石粉20-40％；
硫酸钡0-10％；
分散剂1-5％；
助溶剂0.1-10％；
润湿剂0.01-1.5％；
抗闪绣剂1-3％；
消泡剂0-1％；
水3-15％；
色浆1-5％。
可选地，所述B组份为所述特定脂肪胺与水的混合物时，所述脂肪胺的重量百分比为15-50％，所述水的重量百分比为余量。
特别地，本发明提供了一种利用前述的制备方法制备获得的水性环氧底漆的使用方法，包括如下步骤：
混合A组份和B组份，并加入A组份重量的10-70％的水。
可选地，所述A组份和所述B组份的重量百分比为1-10:1。
根据本发明实施例的方案，该A组份中包含环氧乳液、粉料、助溶剂、分散剂、润湿剂、抗闪绣剂、消泡剂、水和色浆，B组份为酸酐或特定脂肪胺与水的混合物，特定脂肪胺为水分散型或聚醚改性脂肪胺，并且，A组份中的助溶剂包括至少三种不同沸点的助溶剂，且至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异，由此获得的水性环氧底漆，其使用在汽车后市场的车辆时具有快干、低 VOC(Volatile Organic Compounds)、高抗冲击性以及高附着力的特点。究其原因，经过实验发现，至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异可以极大提高底漆的干燥速度，并且合适的浓度梯度差值在保证快的干燥速度外，还可以避免由于干燥速度快导致的裂纹、起痱子现象。同时，至少三种不同沸点的助溶剂的加入导致环氧乳液与B组份中的酸酐或特定脂肪胺与水的混合物发生协同作用，使底漆具有高的硬度和附着力，并且相比于单独的抗闪绣剂，增加了至少三种不同沸点的助溶剂的抗闪绣性能明显提升，成膜性也明显提升。多种助溶剂通过沸点及挥发速度的差异可以有效调节漆膜的沉降层次并提升漆膜的致密性，进而有效对抗了外界水、空气对底材的锈蚀作用。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的用于汽车后市场的水性环氧底漆的制备方法的示意性流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的结构而非按照实际实施时的结构数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各结构的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其结构布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
图1示出了根据本发明一个实施例的用于汽车后市场的水性环氧底漆的制备方法的示意性流程图。如图1所示，该制备方法包括：
步骤S100，向环氧乳液中加入粉料和分散剂，再加入助溶剂、润湿剂、抗闪绣剂、消泡剂、水和色浆，得到A组份，其中，A组份中的助溶剂包括至少三种不同沸点的助溶剂，且至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异；
步骤S200，将酸酐或将特定脂肪胺与水的混合物作为B组份，该特定脂肪胺为水分散型或聚醚改性脂肪胺。
根据本发明实施例的方案，该A组份中包含环氧乳液、粉料、助溶剂、分散剂、润湿剂、抗闪绣剂、消泡剂、水和色浆，B组份为酸酐或特定脂肪胺与水的混合物，并且，A组份中的助溶剂包括至少三种不同沸点的助溶剂，且至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异，由此获得的，其使用在汽车后市场的车辆时具有快干、低VOC(Volatile OrganicCompounds)、高硬度以及高附着力的特点。究其原因，经过实验发现，至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异可以极大提高底漆的干燥速度，并且合适的浓度梯度差值在保证快的干燥速度外，还可以避免由于干燥速度快导致的起泡、裂纹、起痱子现象。同时，至少三种不同沸点的助溶剂的加入导致环氧乳液与B组份中的酸酐或特定脂肪胺与水的混合物发生协同作用，使底漆具有高的硬度和附着力，并且相比于单独的抗闪绣剂，增加了至少三种不同沸点的助溶剂的抗闪绣性能明显提升，成膜性也明显提升。多种助溶剂通过沸点及挥发速度的差异可以有效调节漆膜的沉降层次并提升漆膜的致密性，进而有效对抗了外界水、空气对底材的锈蚀作用。
特别地，本发明实施例还提供了一种利用前述的制备方法制备获得的水性环氧底漆的使用方法，包括如下步骤：
混合A组份和B组份，并加入A组份重量的10-70％的水。
该A组份和B组份的重量百分比为1:1、2:1、5:1、7:1、8:1、9:1或10:1，也可以是1-10:1中任一其他值。
以下以具体实施例来详细说明：
在该实施例中，步骤S100中，A组份中的助溶剂为醇类和醇醚类助溶剂的组合。优选地，该A组份中的助溶剂包括至少一种醇类溶剂以及至少两种醇醚类助溶剂。该醇类溶剂例如可以为正丁醇、异丙醇等。该醇醚类助溶剂例如可以为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚等。选择助溶剂时，要求所选择的至少三种助溶剂呈现沸点差异，并且沸点选择在120℃-230℃范围内。并且，这种沸点差异需要有较大的差异，例如至少相差10℃，比如120℃和126℃，这种就不属于本申请中请求保护的范围。这个选择要求在整个水性环氧底漆的制备方法中占有非常重要的作用，后续会详细阐述。
该粉料包括二氧化钛、滑石粉和硫酸钡。A组份中环氧乳液的重量百分比例如可以为20％、30％或40％，也可以为20-40％中任一其他值。二氧化钛的重量百分比例如可以为10％、12％、15％、18％或20％，也可以为10-20％中任一其他值。滑石粉例如可以为20％、25％、30％、35％或40％，也可以为20-40％中任一其他值。硫酸钡例如可以为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、 4％、6％、8％或10％，也可以为0-10％中任一其他值。分散剂例如可以为1％、 1.5％、2％、2.5％、3％、4％或5％，也可以为1-5％中任一其他值。助溶剂例如可以为0.1％、1％、2％、3％、4％或5％，也可以为0.1-5％中任一其他值。该助溶剂例如可以包括乙醇、丙二醇甲醚和二乙二醇丁醚，或者包括丙醇、乙二醇丁醚和丙二醇丁醚，或者可以包括丙二醇、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚。然而，该助溶剂并不限于上述三种的组合，也可以是两种醇类溶剂以及三种醇醚类助溶剂的组合，当然也可以是至少一种醇类溶剂和至少两种醇醚类助溶剂的其他组合。该助溶剂中醇类溶剂占所有助溶剂的重量百分比的20-30％，醇醚类助溶剂占所有助溶剂的重量百分比的70-80％。
该润湿剂例如可以为0.01％、0.05％、1％、1.2％或1.5％，也可以为0.01-1.5％中任一其他值。抗闪绣剂例如可以为1％、2％或3％，也可以为1-3％中任一其他值。消泡剂例如可以为0.1％、0.5％或1％，也可以为0-1％中任一其他值。水例如可以为3％、5％、8％、10％、13％或15％，也可以为3-15％中任一其他值。色浆例如可以为1％、2％、3％、4％或5％，也可以为1-5％中任一其他值。
该步骤S200中，该B组份中仅包含酸酐，或者仅包含特定脂肪胺和水的混合物。该特定脂肪胺为水分散型或聚醚改性脂肪胺，改成其他脂肪胺也不能达到本申请所声称的技术效果。该酸酐或者特定脂肪胺和水的混合物在B组份中的作用是固化剂。该B组份为特定脂肪胺和水的混合物时，特定脂肪胺的重量百分比为15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，也可以是15-50％中任一其他值。该B组份中水的重量百分比为余量，即除特定脂肪胺外，其余全是水。
根据本发明实施例的方案，按照上述步骤S100和步骤S200制备获得的水性环氧底漆使用在汽车后市场的车辆时具有快干、低VOC、高硬度以及高附着力的特点。为了验证各个组份发挥的作用以及效果，本发明实施例进行了空白对照以及对比例测试。
进行测试时，使用的实施例a各个组份的重量百分比为：A组份中环氧乳液40％、二氧化钛15％、滑石粉20％、硫酸钡5％、分散剂4％、助溶剂5％、润湿剂0.5％、抗闪绣剂1％、消泡剂0.5％、水7％和色浆2％，酸酐作为B组份，5％的助溶剂为正丁醇、丙二醇甲醚和二乙二醇丁醚的组合，其中，正丁醇占所有助溶剂的重量百分比为30％，丙二醇甲醚占所有助溶剂的重量百分比为 55％，二乙二醇丁醚占所有助溶剂的重量百分比为15％。实施例a中，水性环氧底漆的使用方法中，A组份和B组份的重量百分比为5:1。
使用的空白对照a1中，助溶剂仅具有醇类溶剂，实验中试验了正丁醇、异丙醇和乙醇，实验结果相同，因此均归类为空白对照a1，其他与测试用的实施例a保持一致。
使用的空白对照a2中，助溶剂仅为醇醚类助溶剂，实验中试验了丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和二乙二醇丁醚，实验结果相同，因此均归类为空白对照a1，其他与测试用的实施例a保持一致。
使用的空白对照a3中，助溶剂仅为两种助溶剂，分别为醇类和醇醚类，其他与测试用的实施例a保持一致，实验中，醇类和醇醚类的助溶剂选择了上述实施例中的多种，但结果相同，因此均归类为空白对照a3。
使用的对比例a1中，助溶剂有三种，三种助溶剂分别为乙二醇甲醚、正丁醇和丙二醇甲醚，这三种助溶剂的沸点均为120℃左右，由此可知，这三种助溶剂基本上没有沸点差异，其他与测试用的实施例a保持一致。
使用的对比例a2中，A组份和B组份的重量百分比为1:3，其他与测试用的实施例a保持一致。
使用的对比例a3中，B组份为二氨基二苯甲烷(DDM)固化剂，其他与测试用的实施例a保持一致。
使用的对比例a4中，A组份中环氧乳液的重量百分比为10％，其他与测试用的实施例a保持一致。
使用的对比例a5中，A组份中助溶剂的重量百分比为30％，其他与测试用的实施例a保持一致。
经过实验发现，上述实施例a、空白对照a1、空白对照a2、空白对照a3、对比例a1、对比例a2、对比例a3、对比例a4以及对比例a5中，其性能对比如下表1所示：
表1
经过对比发现，实施例a、空白对照a1至a3以及对比例a1的棉签测试均小于1h，说明它们的表面干燥时间均小于1h，表面干燥时间均小于其他对比例，由此说明，各个组份之间的存在相互作用，共同作用达到车辆表面的快速干燥。但是，在实干测试中，即整车实际干燥测试中，可以理解为整车完全干燥，实施例a是最快的，其他均慢于实施例a，经过分析发现，对比例a3至对比例a4 中，涂料均未固化，因此影响了实干时间，除此之外的空白对照a1至a3，以及对比例a1，实干时间均超过了24h，且空白对照a1至a3均出现起泡现象，这与助溶剂的种类以及沸点有极大关系，因此，可以说明至少三种不同沸点的助溶剂呈现沸点差异可以极大提高底漆的干燥速度，并且合适的浓度梯度差值在保证快的干燥速度外，还可以避免由于干燥速度快导致的起泡、裂纹、起痱子现象。
划格测试可以测出涂料与车辆的附着力，且划格级别越低说明涂料与车辆的附着力越强。从表1中可看出，实施例a和对比例a2的划格级别最低，达到 0，空白对照a1至a3以及对比例a1的划格级别均为1，由此可知，涂料与车辆的附着力不仅与至少三种助溶剂的沸点有关，还与助溶剂的种类有关。
在抗冲击试验中，除对比例a3至对比例a5外，其他均达到50kg.cm以上，因此，B组份的种类以及A组份中环氧乳液的重量百分比均对能否顺利固化起着重要作用。
盐雾测试可以测试涂料的耐腐蚀性以及抗闪绣性，实施例a可以达到900h 以上，其他的空白对照以及对比例中时间均较短，说明至少三种助溶剂的沸点以及助溶剂种类对涂料的耐腐蚀性以及抗闪绣性具有重要影响。因此，相比于单独的抗闪绣剂，增加了至少三种不同沸点的助溶剂的抗闪绣性能明显提升。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明常用理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (8)
1.用于汽车后市场的水性环氧底漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
向环氧乳液中加入粉料和分散剂，再加入助溶剂、润湿剂、抗闪绣剂、消泡剂、水和色浆，得到A组份；
将酸酐或将特定脂肪胺与水的混合物作为B组份，所述特定脂肪胺为水分散型或聚醚改性脂肪胺；
其中，所述A组份中的助溶剂包括至少三种不同沸点的助溶剂，且至少三种不同沸点的助溶剂的沸点在120℃-230℃范围内。
2.根据权利要求1所述的水性环氧底漆的制备方法，其特征在于，所述A组份中的助溶剂为醇类和醇醚类助溶剂的组合。
3.根据权利要求2所述的水性环氧底漆的制备方法，其特征在于，所述A组份中的助溶剂包括至少一种醇类溶剂以及至少两种醇醚类助溶剂。
4.根据权利要求2所述的水性环氧底漆的制备方法，其特征在于，所述粉料包括二氧化钛、滑石粉和硫酸钡。
5.根据权利要求4所述的水性环氧底漆的制备方法，其特征在于，所述A组份各个组份的重量百分比为：
环氧乳液20-40％；
二氧化钛10-20％；
滑石粉20-40％；
硫酸钡0-10％；
分散剂1-5％；
助溶剂0.1-10％；
润湿剂0.01-1.5％；
抗闪绣剂1-3％；
消泡剂0-1％；
水3-15％；
色浆1-5％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述B组份为所述特定脂肪胺与水的混合物时，所述脂肪胺的重量百分比为15-50％，所述水的重量百分比为余量。
7.一种利用权利要求1-5中任一项所述的制备方法制备获得的水性环氧底漆的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
混合A组份和B组份，并加入A组份重量的10-70％的水。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述A组份和所述B组份的重量百分比为1-10:1。
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