CN115895396B - 水性醛酮改性环氧乳液、双组份涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性醛酮改性环氧乳液及由该乳液制备的双组份涂料，按重量百分比计，该乳液包括环氧树脂40％‑45％、醛酮树脂6％‑8％、助溶剂6％‑8％、乳化剂5％‑7％、分散剂0.2％‑0.4％、润湿剂0.2％‑0.4％和去离子水35％‑40％。本发明的改进在于，在一般的树脂组分中添加醛酮树脂，对颜料有良好的润湿、分散作用，能有效提高涂料的初干性、附着力、硬度及光泽性，使形成的漆膜具有良好的耐水性、耐盐性及耐候性。

Description

水性醛酮改性环氧乳液、双组份涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性醛酮改性环氧乳液及其应用和制备方法。

背景技术

环氧树脂对各种金属材料、非金属材料、热固性高分子材料等具有粘接作用。环氧树脂涂料作为一种新型涂料，原料易得、配制容易、工艺简单、使用温度宽、毒害性很低，适应性强，不含挥发性溶剂，不需加压即可固化，且固化收缩率低，耐环境性好，在许多领域得到应用。目前使用最为广泛的是溶剂型双组份环氧涂料，尤其是水性双组份环氧涂料，具有VOC含量低、闪点高、气味少等优点，深受市场欢迎。

但是，现有的双组份环氧涂料的耐候性往往较差，且涂膜光泽度不高，其适用工况受到较大限制。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种水性醛酮改性环氧乳液及由其制备的双组份涂料，以获得涂膜光泽度更高、耐候性更好的水性双组份环氧涂料。

一方面，本发明提供一种水性醛酮改性环氧乳液，按重量百分比计，包括以下组分：环氧树脂40%-45%，醛酮树脂6%-8%，助溶剂6%-8%，乳化剂5%-7%，分散剂0.2%-0.4%,润湿剂0.2%-0.4%和去离子水35%-40% 。

具体的，环氧树脂为采购自中国台湾南亚的液体环氧树脂E51，醛酮树脂为采购自济南云佰汇生物科技有限公司的醛酮树脂A81，助溶剂为乙二醇丁醚或丙二醇甲醚，乳化剂为采购自索尔维的0092环氧树脂乳化剂或AP470Z环氧乳化剂，分散剂为采购自美国湛新的Allnex6208分散剂或采购自英国优卡的UNIQSPERSE 586U分散剂，润湿剂为采购自美国空气化学的104E或204E。

另一个方面，本发明提供一种水性醛酮改性环氧乳液的制备方法，包括如下步骤：

S1.将环氧树脂、醛酮树脂、助溶剂和乳化剂混合加热；

S2.加入分散剂，进行第一次分散；加入第一批去离子水，进行第二次分散；加入润湿剂，进行第三次分散；加入第二批去离子水，进行第四次分散；加入第三批去离子水，进行第五次分散；五次分散的转速均设置为2000r/min；

S3.过滤出料，得到水性醛酮改性环氧乳液。

具体的，该制备方法包括以下步骤：

S1.将环氧树脂、醛酮树脂、助溶剂和乳化剂混合置于反应釜中，升温至110-120℃，待环氧树脂和醛酮树脂均溶解时，停止加热；

S2.加入分散剂，进行持续10分钟的第一次分散；加入第一批去离子水，进行持续30分钟的第二次分散；加入润湿剂，进行持续5分钟的第三次分散；加入第二批去离子水，进行持续20分钟的第四次分散；加入第三批去离子水，进行持续30分钟的第五次分散；

S3.过滤出料，得到水性醛酮改性环氧乳液。

再一个方面，本发明提供一种双组份涂料，其包括A组份和B组份，按重量百分比计，A组份包括水性醛酮改性环氧乳液35%-45%、丙二醇甲醚A 1%-2%、消泡剂0.1%-0.2%、分散剂0.4%-0.5%、润湿流平剂0.1%-%0.2、防闪锈剂0.5%-1%、蒙脱石黏土0.1%-0.2%、二丙二醇丁醚0.3%-0.5%、防锈颜料5%-8%、钛白3%-5%、炭黑0.1%-0.2%、硫酸钡20%-23%、增稠剂0.3%-0.5%和去离子水A 24%-27%；B组份包括环氧固化剂43%-45%、丙二醇甲醚B 8%-10%和去离子水B 45%-47%；

其中，A组份中的水性醛酮改性环氧乳液为前述内容提供或按前述制备方法制备的水性醛酮改性环氧乳液。

具体的，防闪锈剂为采购自霍夫曼化学公司的Defors T750，蒙脱石黏土为采购自海明斯德谦的流变粉助剂LT，防锈颜料为采购自湖南瑞石科技发展有限公司的改性三聚磷酸铝，硫酸钡为粒径1500目的天然硫酸钡，环氧固化剂为采购自江苏富琪森新材料有限公司的AQUAEPO-3126。

又一个方面，本发明提供一种双组份涂料的制备方法，包括以下步骤：

X1.称取组分量一半的消泡剂，将其与去离子水A、分散剂及丙二醇甲醚A混合，再加入蒙脱石黏土、防锈颜料、炭黑、钛白、防闪锈剂和硫酸钡，搅拌并研磨，得前期浆；

X2.取水性醛酮改性环氧乳液、二丙二醇丁醚、前期浆、润湿流平剂与剩余消泡剂混合搅拌，再加入增稠剂，得到A组份；

Y.称取环氧固化剂，与丙二醇甲醚B混合，加入去离子水B，搅拌均匀，得到B组份。

具体的，该制备方法包括以下步骤：

X1.称取组分量一半的消泡剂，将其与去离子水A、分散剂及丙二醇甲醚A混合，以400-500r/min的转速搅拌均匀，再加入蒙脱石黏土、防锈颜料、炭黑、钛白、防闪锈剂和硫酸钡，以700-800r/min的转速搅拌15-20分钟得到混合浆，再将混合浆研磨至细度≤25μm，得前期浆；

X2.取水性醛酮改性环氧乳液、二丙二醇丁醚、前期浆、润湿流平剂与剩余消泡剂混合，以400-500r/min的转速搅拌15分钟，再加入增稠剂，得到A组份；

Y.称取环氧固化剂，与丙二醇甲醚B混合，加入去离子水B，搅拌均匀，得到B组份。

本发明的有益效果是：醛酮树脂由环己酮与甲醛在一定条件下共缩合而成，树脂硬度高、粘度低，且具有光泽性好、抗降解、在阳光下不变色等特性。由于有醛酮树脂结构中不含酯键，因而耐水性较好；又因其分子结构中含有羰基，端基为羟基，与涂料用的树脂与溶剂具有良好的兼容性，对颜料有良好的润湿、分散作用，能有效提高涂料的初干性、附着力、硬度及光泽性，使形成的漆膜具有良好的耐水性、耐盐性及耐候性。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

①水性醛酮改性环氧乳液的制备

按表1中的用量配比，取环氧树脂E51、醛酮树脂A81、丙二醇甲醚和乳化剂0092，混合置于反应釜中，升温至110-120℃，待环氧树脂和醛酮树脂均溶解时，停止加热。加入分散剂Allnex6208，进行持续10分钟的第一次分散；加入第一批去离子水16g，进行持续30分钟的第二次分散；加入润湿剂，进行持续5分钟的第三次分散；加入第二批去离子水9g，进行持续20分钟的第四次分散；加入第三批去离子水13.5g，进行持续30分钟的第五次分散；五次分散的转速均设置为2000r/min。过滤出料，得到水性醛酮改性环氧乳液。

表1

②双组份涂料的制备

按表2中的配比量，先取组分量一半的消泡剂DEGO830，将其与去离子水A、分散剂BYK190及丙二醇甲醚A混合，以400-500r/min的转速搅拌均匀，再加入蒙脱石黏土LT、改性三聚磷酸铝、炭黑、钛白、防闪锈剂Defors T750和天然硫酸钡，以700-800r/min的转速搅拌15-20分钟得到混合浆，再将混合浆研磨至细度≤25μm，得前期浆；取①中制备的水性醛酮改性环氧乳液、二丙二醇丁醚、前期浆、润湿流平剂Tego270与剩余消泡剂DEGO830混合，以400-500r/min的转速搅拌15分钟，再加入增稠剂，得到A组份。

按表2中的配比量，称取AQUAEPO-3126，与丙二醇甲醚B混合，加入去离子水B，搅拌均匀，得到B组份。

按7:1的重量比将A组份与B组份混合，得到双组份涂料试样1。

表2

实施例2

①水性醛酮改性环氧乳液的制备

按表3中的用量配比，取环氧树脂E51、醛酮树脂A81、丙二醇甲醚和乳化剂0092，混合置于反应釜中，升温至110-120℃，待环氧树脂和醛酮树脂均溶解时，停止加热。加入分散剂Allnex6208，进行持续10分钟的第一次分散；加入第一批去离子水16g，进行持续30分钟的第二次分散；加入润湿剂，进行持续5分钟的第三次分散；加入第二批去离子水9g，进行持续20分钟的第四次分散；加入第三批去离子水12g，进行持续30分钟的第五次分散；五次分散的转速均设置为2000r/min。过滤出料，得到水性醛酮改性环氧乳液。

表3

②双组份涂料的制备

按表4中的配比量，先取组分量一半的消泡剂DEGO830，将其与去离子水A、分散剂BYK190及丙二醇甲醚A混合，以400-500r/min的转速搅拌均匀，再加入蒙脱石黏土LT、改性三聚磷酸铝、炭黑、钛白、防闪锈剂Defors T750和天然硫酸钡，以700-800r/min的转速搅拌15-20分钟得到混合浆，再将混合浆研磨至细度≤25μm，得前期浆；取①中制备的水性醛酮改性环氧乳液、二丙二醇丁醚、前期浆、润湿流平剂Tego270与剩余消泡剂DEGO830混合，以400-500r/min的转速搅拌15分钟，再加入增稠剂，得到A组份。

按表4中的配比量，称取AQUAEPO-3126，与丙二醇甲醚B混合，加入去离子水B，搅拌均匀，得到B组份。

按7:1的重量比将A组份与B组份混合，得到双组份涂料试样2。

表4

实施例3

①水性醛酮改性环氧乳液的制备

按表5中的用量配比，取环氧树脂E51、醛酮树脂A81、丙二醇甲醚和乳化剂0092，混合置于反应釜中，升温至110-120℃，待环氧树脂和醛酮树脂均溶解时，停止加热。加入分散剂Allnex6208，进行持续10分钟的第一次分散；加入第一批去离子水16g，进行持续30分钟的第二次分散；加入润湿剂，进行持续5分钟的第三次分散；加入第二批去离子水9g，进行持续20分钟的第四次分散；加入第三批去离子水11.5g，进行持续30分钟的第五次分散；五次分散的转速均设置为2000r/min。过滤出料，得到水性醛酮改性环氧乳液。

表5

②双组份涂料的制备

按表6中的配比量，先取组分量一半的消泡剂DEGO830，将其与去离子水A、分散剂BYK190及丙二醇甲醚A混合，以400-500r/min的转速搅拌均匀，再加入蒙脱石黏土LT、改性三聚磷酸铝、炭黑、钛白、防闪锈剂Defors T750和天然硫酸钡，以700-800r/min的转速搅拌15-20分钟得到混合浆，再将混合浆研磨至细度≤25μm，得前期浆；取①中制备的水性醛酮改性环氧乳液、二丙二醇丁醚、前期浆、润湿流平剂Tego270与剩余消泡剂DEGO830混合，以400-500r/min的转速搅拌15分钟，再加入增稠剂，得到A组份。

按表6中的配比量，称取AQUAEPO-3126，与丙二醇甲醚B混合，加入去离子水B，搅拌均匀，得到B组份。

按7:1的重量比将A组份与B组份混合，得到双组份涂料试样3。

表6

性能测试

取双组份涂料试样1-3，按照相关标准进行性能测试，测试结果如下表所示。

本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。

Claims (9)

1.水性醛酮改性环氧乳液，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：

环氧树脂40%-45%，

醛酮树脂6%-8%，

助溶剂6%-8%，

乳化剂5%-7%，

分散剂0.2%-0.4%,

润湿剂0.2%-0.4%，和

去离子水35%-40% 。

2.根据权利要求1所述的水性醛酮改性环氧乳液，其特征在于，

所述环氧树脂为采购自中国台湾南亚的液体环氧树脂E51，

所述醛酮树脂为采购自济南云佰汇生物科技有限公司的醛酮树脂A81，

所述助溶剂为乙二醇丁醚或丙二醇甲醚，

所述乳化剂为采购自索尔维的0092环氧树脂乳化剂或AP470Z环氧乳化剂，

所述分散剂为采购自美国湛新的Allnex6208分散剂或采购自英国优卡的UNIQSPERSE586U分散剂，

所述润湿剂为采购自美国空气化学的104E或204E。

3.如权利要求1所述水性醛酮改性环氧乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将环氧树脂、醛酮树脂、助溶剂和乳化剂混合加热；

S2.加入分散剂，进行第一次分散；加入第一批去离子水，进行第二次分散；加入润湿剂，进行第三次分散；加入第二批去离子水，进行第四次分散；加入第三批去离子水，进行第五次分散；

S3.过滤出料，得到水性醛酮改性环氧乳液。

4.根据权利要求3所述的水性醛酮改性环氧乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将环氧树脂、醛酮树脂、助溶剂和乳化剂混合置于反应釜中，升温至110-120℃，待环氧树脂和醛酮树脂均溶解时，停止加热；

S2.加入分散剂，进行持续10分钟的第一次分散；加入第一批去离子水，进行持续30分钟的第二次分散；加入润湿剂，进行持续5分钟的第三次分散；加入第二批去离子水，进行持续20分钟的第四次分散；加入第三批去离子水，进行持续30分钟的第五次分散；五次分散的转速均设置为2000r/min；

S3.过滤出料，得到水性醛酮改性环氧乳液。

5.双组份涂料，其特征在于，包括A组份和B组份；

A组份中，按重量百分比计，包括：水性醛酮改性环氧乳液35%-45%、丙二醇甲醚A 1%-2%、消泡剂0.1%-0.2%、分散剂0.4%-0.5%、润湿流平剂0.1%-%0.2、防闪锈剂0.5%-1%、蒙脱石黏土0.1%-0.2%、二丙二醇丁醚0.3%-0.5%、防锈颜料5%-8%、钛白3%-5%、炭黑0.1%-0.2%、硫酸钡20%-23%、增稠剂0.3%-0.5%和去离子水A 24%-27%；

B组份中，按重量百分比计，包括：环氧固化剂43%-45%、丙二醇甲醚B 8%-10%和去离子水B 45%-47%；

其中，水性醛酮改性环氧乳液为权利要求1或2中所述的水性醛酮改性环氧乳液。

6.双组份涂料，其特征在于，包括A组份和B组份；

A组份中，按重量百分比计，包括：水性醛酮改性环氧乳液35%-45%、丙二醇甲醚A 1%-2%、消泡剂0.1%-0.2%、分散剂0.4%-0.5%、润湿流平剂0.1%-%0.2、防闪锈剂0.5%-1%、蒙脱石黏土0.1%-0.2%、二丙二醇丁醚0.3%-0.5%、防锈颜料5%-8%、钛白3%-5%、炭黑0.1%-0.2%、硫酸钡20%-23%、增稠剂0.3%-0.5%和去离子水A 24%-27%；

B组份中，按重量百分比计，包括：环氧固化剂43%-45%、丙二醇甲醚B 8%-10%和去离子水B 45%-47%；

其中，水性醛酮改性环氧乳液为按照权利要求3或4所述方法制备的水性醛酮改性环氧乳液。

7.根据权利要求5或6所述的双组份涂料，其特征在于，

所述防闪锈剂为采购自霍夫曼化学公司的Defors T750，

所述蒙脱石黏土为采购自海明斯德谦的流变粉助剂LT，

所述防锈颜料为采购自湖南瑞石科技发展有限公司的改性三聚磷酸铝，

所述硫酸钡为粒径1500目的天然硫酸钡，

所述环氧固化剂为采购自江苏富琪森新材料有限公司的AQUAEPO-3126。

8.如权利要求5或6所述双组份涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

X1.称取组分量一半的消泡剂，将其与去离子水A、分散剂及丙二醇甲醚A混合，再加入蒙脱石黏土、防锈颜料、炭黑、钛白、防闪锈剂和硫酸钡，搅拌并研磨，得前期浆；

X2.取水性醛酮改性环氧乳液、二丙二醇丁醚、前期浆、润湿流平剂与剩余消泡剂混合搅拌，再加入增稠剂，得到A组份；

Y.称取环氧固化剂，与丙二醇甲醚B混合，加入去离子水B，搅拌均匀，得到B组份。

9.根据权利要求8所述的双组份涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

X1.称取组分量一半的消泡剂，将其与去离子水A、分散剂及丙二醇甲醚A混合，以400-500r/min的转速搅拌均匀，再加入蒙脱石黏土、防锈颜料、炭黑、钛白、防闪锈剂和硫酸钡，以700-800r/min的转速搅拌15-20分钟得到混合浆，再将混合浆研磨至细度≤25μm，得前期浆；

X2.取水性醛酮改性环氧乳液、二丙二醇丁醚、前期浆、润湿流平剂与剩余消泡剂混合，以400-500r/min的转速搅拌15分钟，再加入增稠剂，得到A组份；

Y.称取环氧固化剂，与丙二醇甲醚B混合，加入去离子水B，搅拌均匀，得到B组份。