CN115895381A - 一种水性快干防锈汽车底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性快干防锈汽车底漆及其制备方法，属于汽车涂料技术领域，其包括如下质量比例成分：水性改性环氧树脂30～60份、胺类固化剂10～30份、防锈颜料5～20份、填料5～30份、催干剂1～10份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、分散剂2～6份、成膜助剂1～10份、防闪锈剂0.8～1.5份、膨润土2～5份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、杀菌剂0.1～0.5份、pH调节剂1～6份、去离子水10～35份。本发明提供的一种水性快干防锈汽车底漆及其制备方法，其具有良好的耐候性、耐盐雾、抗腐蚀、防锈性、快干性等性能，还有非常好的环保性，是一款非常适合于汽车底漆使用的水性防护涂料。

Description

一种水性快干防锈汽车底漆及其制备方法

技术领域

本发明属于汽车涂料技术领域，具体为一种水性快干防锈汽车底漆及其制备方法。

背景技术

目前，国内汽车所用防锈底漆的耐盐雾腐蚀性能一般都不是很理想，只有在涂膜很厚时才达到防锈耐盐雾的作用，而且以溶剂型居多，有机挥发物比较高，有些产品含有苯类、酮类等有害溶剂，对于制造和涂装人员的身体伤害较大，对环境破坏比较严重。虽然有一部分进口产品的效果比较理想，但进口产品的价格昂贵，对中低档汽车的客户来说很难接受和使用。研究环保、性能优异的水性防锈底漆符合国内涂料发展的趋势。环氧体系防锈底漆由于其具有优异的耐盐雾性能而在防腐领域有着广泛应用。环氧树脂与醇酸树脂相比，耐水解性更突出，同时具有优良的耐腐蚀性能、附着力优异，且干燥性快。在国内环保政策的驱动下，将环氧树脂水性化制备环保、防锈性能优异、快干的水性环氧防锈体系涂料已经受到国内涂料行业的广泛关注，是一种具有很大发展前景的涂料品种之一。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提出了一种水性快干防锈汽车底漆及其制备方法，本发明的主要特点是通过以改性水性环氧树脂为主体树脂，搭配快干型固化剂，再辅以不同的助剂，制成了一种水性快干防锈汽车底漆涂料，其具有环保性、快干性、耐候性好、附着力好、机械性能优良、耐腐蚀以及施工性能好、流平效果好等特点。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，包括如下质量比例成分：水性改性环氧树脂30～60份、胺类固化剂10～30份、防锈颜料5～20份、填料5～30份、催干剂1～10份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、分散剂2～6份、成膜助剂1～10份、防闪锈剂0.8～1.5份、膨润土2～5份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、杀菌剂0.1～0.5份、pH调节剂1～6份、去离子水10～35份。

对于本发明提出的一种水性快干防锈汽车底漆的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)水性改性环氧树脂的合成：依次按重量量取环氧树脂E-20、E-44、E-51，将其粉碎后的粉末投入反应釜中，加入一定量的乙二醇单丁醚作溶剂，通氮气保护，升温至120℃，按配方量将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、BPO溶解在适当比例的苯乙烯单体中，然后一起滴加，滴加时间为一个小时左右，在氮气的保护下继续反应，一个小时后补加配方量的BPO，总反应时间控制在4个小时左右；加入阻聚剂，之后再加入GMA，充分反应后，然后降温至55℃，进入下一步反应；

将上述反应液在55℃条件下搅拌按配方量加入N，N—二甲基乙醇胺，对反应液进行中和，调至pH值为7～8后升温至65℃，按配方量滴加去离子水进行乳化，同时加大搅拌速度，最后得到丙烯酸改性环氧树脂乳液；

(2)按重量份依次称取水性改性环氧树脂20～40份、防锈颜料5～20份、填料5～10份、分散剂2～8份、水10～40份、消泡剂0.2～0.6份、pH调节剂1～4份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(3)按重量份依次称取水性改性环氧树脂30～50份、催干剂1～10份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、成膜助剂1～10份、防闪锈剂0.8～1.5份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、杀菌剂0.1～0.5份、pH调节剂1～6份、去离子水10～35份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(4)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入膨润土进行分散，直到分散均匀，最后再加入胺类固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性快干防锈汽车底漆。

与现有的相关技术相比，本发明具有以下优势：

1、本发明在采用以E-20、E-44、E-51环氧树脂的基础上，用丙烯酸单体进行改性，提高了树脂的Tg值，降低了涂料在温度大于30℃时软化的情况，进而有利于耐盐雾性能的提高；

2、本发明在加入快干型胺固化剂的基础上，加入了一定量的催干剂，更进一步提高了涂层的干燥速度，且提高了涂料的交联密度，有利于耐盐雾防腐性能的提高；

3、本发明所选用的性能优异的防锈颜料，都属于环保无重金属防锈颜料，对环境无毒无害，且进一步提到了底漆的耐盐雾防腐性能。

4、本发明的一种水性快干防锈汽车底漆，其VOC小于35g/m³，更加绿色环保，且施工固含量高，粘度适中，可以喷涂进行一次性厚涂，湿膜厚度60μm以上而不流挂，很好的解决了水性涂料因施工固含低而导致丰满度和外观差等的技术难题。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，下面将结合本发明实施例中的例子，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其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，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方法，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

(1)水性改性环氧树脂的合成：依次按重量量取10份环氧树脂E-20、20份环氧树脂E-44，将其粉碎后的粉末投入反应釜中，加入一定量的乙二醇单丁醚作溶剂，通氮气保护，升温至120℃，按配方量将甲基丙烯酸10份、甲基丙烯酸甲酯8份，丙烯酸丁酯12份，丙烯酸异冰片酯9份、2份BPO溶解在适当比例的苯乙烯单体中，然后一起滴加，滴加时间为一个小时左右，在氮气的保护下继续反应，一个小时后补加配方量的BPO，总反应时间控制在4个小时左右；加入阻聚剂，之后再加入15份的GMA，充分反应后，然后降温至55℃，进入下一步反应；

将上述反应液在55℃条件下搅拌按配方量加入N，N—二甲基乙醇胺3份，对反应液进行中和，调至pH值为7～8后升温至65℃，按配方量滴加去离子水35份进行乳化，同时加大搅拌速度，最后得到水性丙烯酸改性环氧树脂乳液；

(2)按重量份依次称取水性改性环氧树脂40份、防锈颜料10份、填料10份、分散剂4份、水40份、消泡剂0.2份、pH调节剂2份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(3)按重量份依次称取水性改性环氧树脂50份、催干剂4份、流平剂0.6份、附着力促进剂0.3份、成膜助剂8份、防闪锈剂0.8份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份、杀菌剂0.3份、pH调节剂3份、去离子水35份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(4)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入适量膨润土BENTONE LT进行分散，直到分散均匀，最后再加入脂肪族多胺固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性快干防锈汽车底漆。

实施例二：

(1)水性改性环氧树脂的合成：依次按重量量取12份环氧树脂E-20、17份E-44，将其粉碎后的粉末投入反应釜中，加入一定量的二丙二醇甲醚作溶剂，通入氮气进行保护，升温至120℃，按配方量将甲基丙烯酸12份、甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸丁酯15份，丙烯酸异冰片酯8份、2份BPO溶解在适当比例的苯乙烯单体中，然后一起滴加，滴加时间为一个小时左右，在氮气的保护下继续反应，一个小时后补加配方量的BPO，总反应时间控制在4个小时左右；加入阻聚剂，之后再加入12份的GMA，充分反应后，然后降温至55℃，进入下一步反应；

将上述反应液在55℃条件下搅拌按配方量加入N，N—二甲基乙醇胺2.8份，对反应液进行中和，调至pH值为7～8后升温至65℃，按配方量滴加去离子水38份进行乳化，同时加大搅拌速度，最后得到水性丙烯酸改性环氧树脂乳液；

(2)按重量份依次称取水性改性环氧树脂45份、防锈颜料8份、填料10份、分散剂3.5份、水37份、消泡剂0.2份、pH调节剂2份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(3)按重量份依次称取水性改性环氧树脂45份、催干剂4份、流平剂0.4份、附着力促进剂0.3份、成膜助剂7份、防闪锈剂0.7份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份、杀菌剂0.3份、pH调节剂3份、去离子水32份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(4)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入适量膨润土BENTONE OC进行分散，直到分散均匀，最后再加入芳香族多胺固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性快干防锈汽车底漆。

实施例三：

(1)水性改性环氧树脂的合成：依次按重量量取12份环氧树脂E-20、18份环氧树脂E-51，将其粉碎后的粉末投入反应釜中，加入一定量的二丙二醇乙醚作溶剂，通入氮气进行保护，升温至120℃，按配方量将甲基丙烯酸11份、甲基丙烯酸甲酯13份，丙烯酸丁酯13份，丙烯酸异冰片酯10份、3份BPO溶解在适当比例的苯乙烯单体中，然后一起滴加，滴加时间为一个小时左右，在氮气的保护下继续反应，一个小时后补加配方量的BPO，总反应时间控制在4个小时左右；加入阻聚剂，之后再加入15份的GMA，充分反应后，然后降温至55℃，进入下一步反应；

将上述反应液在55℃条件下搅拌按配方量加入N，N—二甲基乙醇胺2.5份，对反应液进行中和，调至pH值为7～8后升温至65℃，按配方量滴加去离子水36份进行乳化，同时加大搅拌速度，最后得到丙烯酸改性环氧树脂乳液；

(2)按重量份依次称取水性改性环氧树脂45份、防锈颜料10份、填料10份、分散剂3.5份、水36份、消泡剂0.2份、pH调节剂2份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(3)按重量份依次称取水性改性环氧树脂44份、催干剂5份、流平剂0.3份、附着力促进剂0.3份、成膜助剂7份、防闪锈剂0.8份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份、杀菌剂0.3份、pH调节剂3份、去离子水32份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(4)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入适量膨润土SMP进行分散，直到分散均匀，最后再加入芳香族多胺固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性快干防锈汽车底漆。

实施例四：

(1)水性改性环氧树脂的合成：依次按重量量取14份环氧树脂E-44、17份环氧树脂E-51，将其粉碎后的粉末投入反应釜中，加入一定量的丙二醇甲醚作溶剂，通入氮气进行保护，升温至120℃，按配方量将甲基丙烯酸13份、甲基丙烯酸甲酯13份，丙烯酸丁酯10份，丙烯酸异冰片酯12份、3份BPO溶解在适当比例的苯乙烯单体中，然后一起滴加，滴加时间为一个小时左右，在氮气的保护下继续反应，一个小时后补加配方量的BPO，总反应时间控制在4个小时左右；加入阻聚剂，之后再加入14份的GMA，充分反应后，然后降温至55℃，进入下一步反应；

将上述反应液在55℃条件下搅拌按配方量加入N，N—二甲基乙醇胺2.5份，对反应液进行中和，调至pH值为7～8后升温至65℃，按配方量滴加去离子水36份进行乳化，同时加大搅拌速度，最后得到水性丙烯酸改性环氧树脂乳液；

(2)按重量份依次称取水性改性环氧树脂42份、防锈颜料10份、填料12份、分散剂3.5份、水35份、消泡剂0.2份、pH调节剂2份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(3)按重量份依次称取水性改性环氧树脂43份、催干剂6份、流平剂0.3份、附着力促进剂0.3份、成膜助剂8份、防闪锈剂0.8份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份、杀菌剂0.3份、pH调节剂3份、去离子水32份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(4)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入适量膨润土SMF-HV进行分散，直到分散均匀，最后再加入芳香族多胺固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性快干防锈汽车底漆。

对照例一：

(1)按重量份依次称取水性环氧树脂42份、防锈颜料10份、填料12份、分散剂3.5份、水35份、消泡剂0.2份、pH调节剂2份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(2)按重量份依次称取水性环氧树脂43份、流平剂0.3份、附着力促进剂0.3份、成膜助剂8份、防闪锈剂0.8份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份、杀菌剂0.3份、pH调节剂3份、去离子水32份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(3)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入适量膨润土进行分散，直到分散均匀，最后再加入芳香族多胺固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性汽车底漆。

对照例二：

(1)按重量份依次称取水性环氧树脂45份、防锈颜料8份、填料12份、分散剂3.5份、水35份、消泡剂0.2份、pH调节剂2份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(2)按重量份依次称取水性环氧树脂45份、流平剂0.3份、附着力促进剂0.3份、成膜助剂8份、防闪锈剂0.7份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份、杀菌剂0.3份、pH调节剂3份、去离子水32份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(3)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入适量膨润土进行分散，直到分散均匀，最后再加入脂肪族胺固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性汽车底漆。

对实施例一～四与对照例一～二所述产品制得漆膜涂层的性能进行对比测试，测试结果如表1所示，在耐盐雾、耐酸碱、快干性、底材附着力、耐水性等性能上，实施例明显好于对照例，这是由于实施例相比较于对照例，使用了改性的水性环氧树脂，主体树脂的改性对于性能的提高起到了很大的帮助作用，另外在实施例中又添加了一些防锈等特种助剂，对涂料的耐腐蚀等性能的提升起到了更好的促进作用。

表1

上述实施例仅仅是为更加清楚地说明本发明所作的举例，而非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的相关技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变动、修改，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于：按重量百分比计，其组成为：水性改性环氧树脂30～60份、胺类固化剂10～30份、防锈颜料5～20份、填料5～30份、催干剂1～10份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、分散剂2～6份、成膜助剂1～10份、防闪锈剂0.8～1.5份、膨润土2～5份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、0.1～0.5份杀菌剂、pH调节剂1～6份、去离子水10～35份。

2.根据权利要求1所述的一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，所述的水性改性环氧树脂为丙烯酸改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，所述的胺类固化剂为脂肪族多胺、芳香族多胺、聚酰胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，所述的防锈颜料为铁红粉、复合铁钛粉、三聚磷酸铝锌粉、四盐基锌黄、钼酸锌中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，所述的附着力促进剂为：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，所述的所述的成膜助剂为：丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇乙醚、丙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或多种混合。

7.根据权利要求1所述的一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，所述的pH调节剂为：氨水、AMP95、一乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、丁醇胺、N,N-二乙基乙醇胺中的一种或多种混合。

8.根据权利要求1所述的一种水性快干防锈汽车底漆，其特征在于，所述的膨润土为海明斯德谦膨润土BENTONE LT、BENTONE EW、BENTONE OC、丰虹SMP、SMP-HV2、SMF-HV、SMP-X40中的一种或多种混合。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种水性快干防锈汽车底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)水性改性环氧树脂的合成：依次按重量量取环氧树脂E-20、E-44、E-51，将其粉碎后的粉末投入反应釜中，加入一定量的乙二醇单丁醚作溶剂，通氮气保护，升温至120℃，按配方量将甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、BPO溶解在适当比例的苯乙烯单体中，然后一起滴加，滴加时间为一个小时左右，在氮气的保护下继续反应，一个小时后补加配方量的BPO，总反应时间控制在4个小时左右；加入阻聚剂，之后再加入GMA，充分反应后，然后降温至55℃，进入下一步反应；

将上述反应液在55℃条件下搅拌按配方量加入N，N—二甲基乙醇胺，对反应液进行中和，调至pH值为7～8后升温至65℃，按配方量滴加去离子水进行乳化，同时加大搅拌速度，最后得到水性丙烯酸改性环氧树脂乳液；

(2)按重量份依次称取水性改性环氧树脂20～40份、防锈颜料5～20份、填料5～10份、分散剂2～8份、水10～40份、消泡剂0.2～0.6份、pH调节剂1～4份到分散缸里面，在800r/min的条件下将以上物料分散30min直到将其分散均匀，之后将以上物料用砂磨机研磨到一定细度做成浆料A作为备用；

(3)按重量份依次称取水性改性环氧树脂30～50份、催干剂1～10份、流平剂0.1～0.6份、附着力促进剂0.1～0.8份、成膜助剂1～10份、防闪锈剂0.8～1.5份、消泡剂0.1～0.5份、润湿剂0.2～0.6份、杀菌剂0.1～0.5份、pH调节剂1～6份、去离子水10～35份，在1200r/min的条件下将以上物料分散均匀做成中间体B作为备用；

(4)将浆料A和中间体B按照一定的比例进行混合，再加入膨润土进行分散，直到分散均匀，最后再加入胺类固化剂进行分散直到均匀，用水调整到一定粘度，就做成了一种水性快干防锈汽车底漆。