CN115926582A - 一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低碳排放环保涂料技术领域，具体来说是一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆及其制备方法。包括A、B组分，所述A组分包括：10‑30％质量份改性环氧树脂，0.3‑1.0％质量份丙烯酸改性润湿分散剂，10‑20%质量份小分子活性环氧树脂，40‑50％质量份颜填料，5‑15％质量份防锈颜料，0.05‑0.1％质量份消泡剂，0.1‑1.0％质量份丙烯酸润湿流平剂，余量为溶剂；所述B组分包括：30‑50%质量份的聚酰胺固化剂，10‑20%质量份的改性胺固化剂，1‑5%环氧酯类硅氧烷偶联剂，余量为溶剂。本发明所优点包括但不限于：本发明为油性产品，性能比水性产品更加优越，其VOC排放量仅为284g/L，远低于国家法律法规要求的420g/L；正常施工时，本发明稀释剂添加量仅为油漆质量的0%‑7%。

Description

一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及低碳排放环保涂料技术领域，具体来说是一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆及其制备方法。

背景技术

随着国家基建的发展，制造、建筑和工业领域对各种金属材质的应用越来越广泛，对金属材质与工程机械表面进行有效的防护十分必要。尤其北方冬天温度低，高固环氧底漆漆膜更易于受金属材质低温下收缩率高的应力影响，导致漆膜脆、附着力差，造成金属不能有效防护。

中国专利授权公告号CN112175502B公开了一种无铬高固体含量聚氨酯改性环氧底漆，由A组分、B组分和C组分组成。该发明为聚氨酯改性环氧树脂为成膜物质，其耐腐蚀性不如双酚A环氧树脂。且A和B组分固体分为70-75%，C组分为溶剂，配漆比例为7：1：3，得到的质量固体分为54%，VOC大大超过550g/L，属于国家征税得溶剂型涂料范围。

中国专利申请公告号CN113150648A公开了水性双组分可厚涂超低VOC高固体份清底漆及其制备方法，包括主漆和固化剂，主漆按质量百分比由以下组分构成：液体环氧树脂55-70％，分散剂0.2-0.4％，防沉剂0.5-1％，消泡剂0.2-0.4％，润湿流平剂0.2-0.4％，填料15-25％，活性稀释剂8-12％，助溶剂3-8％。该发明的油漆干燥性能差、防腐蚀性能差，没有防腐蚀颜填料、施工漆膜需要烘烤，对于大型构件不合适、低温附着力差。着重低VOC忽略了其他性能。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种反应速度快、附着力优异、低VOC排放的高固环氧底漆及其制备方法，既可以满足低温条件下反应速度快，短时间内烘烤即可下线打磨，转运下一施工环节，同时有效解决了高固体系相对反应速率慢、北方冬季超低温下附着力差的难题。

为了实现上述目的，本发明的一方面设计一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆，具体配方内容包括A、B组分：

所述A组分包括：

10-30％质量份改性环氧树脂，0.3-1.0％质量份丙烯酸改性润湿分散剂，10-20%质量份小分子活性环氧树脂，40-50％质量份颜填料，5-15％质量份防锈颜料，0.05-0.1％质量份消泡剂，0.1-1.0％质量份丙烯酸润湿流平剂，余量为溶剂；

所述B组分包括：

30-50%质量份的聚酰胺固化剂，10-20%质量份的改性胺固化剂，1-5%环氧酯类硅氧烷偶联剂，余量为溶剂。

本发明的另一方面，还包括一种用于制备上述高固环氧底漆的方法，所述方法包括以下步骤：

制备A组分包含以下步骤：

S1.将通过迈克尔加成改性的柔性环氧树脂、小分子活性环氧树脂、丙烯酸润湿分散剂和溶剂加入篮式研磨设备，低速充分分散10-30min，补加颜填料与消泡剂研磨2-3h至细度＜30um；

S2.研磨细度合格后，加入流平润湿剂，低速混合均匀，即可得到所述A组分;

制备B组分包含以下步骤：

S3.取干燥容器，分别加入聚酰胺固化剂、高效改性胺固化剂和溶剂，低速分散10-30min，加入硅氧烷偶联剂，补加余下溶剂，低速分散均匀，即制得所述B组分。

之后，还包括步骤S4.将A、B组分按6－8:1混合至正常喷涂粘度进行涂布。

本发明还具有如下优选的技术方案：

进一步的，所述A组分的所述改性环氧树脂为双酚A性环氧树脂，固含为70-85%，粘度4000-6000mpa·s，环氧当量g/eq：450-500；所述小分子活性环氧树脂为双酚A型环氧聚合物，固含为90-100%，粘度＜2500mpa·s，环氧当量g/eq：180-220；所述颜填料是钛白粉、313氧化铁黄、硫酸钡、滑石粉、高岭土、铁钛粉、超细硅微粉中的一种或几种；所述防锈颜料是三聚磷酸铝、三聚磷酸锌、复合三聚磷酸铝锌、中的一种或几种。

进一步的，所述B组分的所述聚酰胺固化剂固含为100%，粘度：30000-50000mpa·s，活泼氢当量AHEW：160-180；所述改性胺固化剂固含为90-100%，粘度：3000-5000mpa·s，活泼氢当量AHEW：110-130；所述环氧酯类硅氧烷偶联剂固含为90-100%。

本发明所提供的一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆的优点包括但不限于：

1.本发明为油性产品，性能比水性产品更加优越，其VOC排放量仅为284g/L，远低于国家法律法规要求的420g/L；

2.正常施工时，本发明稀释剂添加量仅为油漆质量的0%-7%；

3.通过A组分中环氧树脂的端部高活性环氧基与B组分的胺基树脂中的高活性伯氨基反应生产大分子结构（反应原理为环氧当量越低的反应越快速，胺基树脂中活泼氢当量越低反应越迅速）所以低温下反应速度更快；

4.65℃*15min下线可打磨，满足现实中工程机械施工涂覆需求；

5.综合性能强，保证低VOC的前提下干燥速度快、防腐蚀效果好，以及零下10℃超低温下附着力0级。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

本发明实施例所用环氧树脂来自于上海元邦与南通星辰化工有限公司，该改性环氧树脂是通过酯交换与迈克尔加成接枝柔性分子链段，小分子活性环氧树脂来自上海德坤。聚酰胺固化剂来自于空气化学与亨斯曼，颜填料来自市售普通材料，防锈颜料来自河北有容与杭州斯坦尔，稀释剂材料来自陶氏化学与市售普通材料。丙烯酸改性润湿分散剂来自德国毕克、德国BASF、荷兰AFCONA，如：BYK110、BYK161、BYK180、BYK2150、BYK163、BASF4010、BASF4050、AFCONA4010、AFCONA4050、AFCONA4071、AFCONA4063等其中一种。消泡剂来自德国毕克、德国BASF、荷兰AFCONA，如：BYK025、BYK028、BYK088、BYK0、BYK066、BYK022、BYK-A530、BASF2035、BASF2022、BASF2028、BASF2045、AFCONA2035、AFCONA2045等其中的一种。A组分与B组分的溶剂均为来源市售的甲苯、二甲苯、三甲苯、工业酒精、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、碳酸二甲酯、150#溶剂油、100#溶剂油、丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮等中的2到5种。

实施例1

本发明实施例提供了一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆的制备方法，包括以下步骤：

将大于75%固含的改性柔性环氧树脂与溶剂混合，加入分散剂、消泡剂后，继续加入固含大于90%的小分子活性环氧树脂，高速分散30min后，补加颜填料与防锈颜料后，800r/min高速分散10min，混合均匀，研磨至细度＜30um得到原漆固含大于80%的油漆A1。

实施例2

制备方法与实施例1相同，所不同的是所述环氧树脂选用其他厂家固含＞75%的双酚A型环氧树脂树脂与固含大于90%的小分子活性环氧树脂。得到油漆A2。

实施例3

制备方法与实施例1相同，所不同的是所选用的高固含改性柔性环氧树脂为其他厂家生产的环氧柔性树脂与小分子柔性环氧树脂。得到油漆A3。

实施例4

制备方法与实施例1相同，所不同的是所选用的高固含环氧树脂为其他厂家生产的双酚A环氧树脂与小分子柔性环氧树脂。得到油漆A4。

实施例5

制备方法与实施例1相同，所不同的是所选用的功能助剂及流平剂为其他厂家。得到油漆A5。

实施例6

制备方法与实施例1相同，所不同的是所选用的颜填料为其他厂家的氧化铁黄、硫酸钡、铁钛粉、滑石粉、硅微粉中的一种或几种。得到油漆A6。

实施例7

制备方法与实施例1相同，所不同的是所选用的防锈颜填料为其他厂家的三聚磷酸铝、三聚磷酸锌、复合三聚磷酸铝锌、防锈颜料中一种或几种。得到油漆A7。

实施例8

取干燥容器，分别加入空气化学聚酰胺固化剂221、261A、351A、305、261A中的一种或两种，改性胺固化剂为空气化学2353、2050、353N中的一种或几种，再加入适量溶剂，低速分散10-30min，加入硅氧烷偶联剂，补加余下溶剂，低速分散均匀，即制得所述B组分。

实施例9

制备方法与实施例8相同，所不同的是所选用的聚酰胺固化剂为其他厂家等同聚酰胺115、124等类似产品，低速分散10-30min，加入硅氧烷偶联剂，补加余下溶剂，低速分散均匀，即制得所述B2组分。

实施例10

制备方法与实施例8相同，所不同的是所选用的改性胺固化剂为其他厂家的改性聚酰胺或者改性胺固化剂为空气化学的脂肪胺类，低速分散10-30min，加入硅氧烷偶联剂，补加余下溶剂，低速分散均匀，即制得所述B3组分。

实施例11

制备方法与实施例8相同，所不同的是所加入硅氧烷偶联剂为国内其他厂家，补加余下溶剂，低速分散均匀，即制得所述B4组分。

本发明通过配方合理设计实现了高固体分低VOC，本发明油漆施工VOC低至284g/L，远低于国家标准规定的420g/L。因为本发明的 A组分除使用常规双酚A环氧树脂外，添加小分子活性环氧稀释剂降低粘度增加固含；选择使用低吸油量的颜填料；B组分选择使用低粘高活性100%固含的改性胺固化剂为原材料制备。

本发明漆膜在低温下具有高附着力，在零下10℃下附着力仍然能保持在0级，一般现有常规技术附着力都在3级及以上。因为本发明选用的改性双酚A环氧树脂具有比常规双酚A环氧树脂更好的柔韧性，TG值比常规双酚A环氧树脂更低；小分子环氧活性稀释剂一般为脂肪族缩水甘油醚，其也可以增强漆膜的柔韧性；另外b组分中脂肪胺可以使得漆膜低温下更加柔韧。

本发明干燥快，65摄氏度下烘烤15分钟即可下线打磨。因为双酚A环氧树脂与聚酰胺为产品主要成膜反应物质，在常温和高温下有很好的反应活性，能够快速硬化反应形成网状结构，保证了产品干燥性能。虽然活性稀释剂和脂肪胺的加入增加了漆膜的柔性，降低了漆膜的反应速度，但通过配方优化设计同样可以兼顾漆膜的快速干燥性能。

以上所述，仅为此发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案和新型的构思加于等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆，包括A、B组分，其特征在于

所述A组分包括：

10-30％质量份改性环氧树脂，0.3-1.0％质量份丙烯酸改性润湿分散剂，10-20%质量份小分子活性环氧树脂，40-50％质量份颜填料，5-15％质量份防锈颜料，0.05-0.1％质量份消泡剂，0.1-1.0％质量份丙烯酸润湿流平剂，余量为溶剂；

所述B组分包括：

30-50%质量份的聚酰胺固化剂，10-20%质量份的改性胺固化剂，1-5%环氧酯类硅氧烷偶联剂，余量为溶剂。

2.一种如权利要求1所述高固环氧底漆的制备方法，其特征在于

制备A组分的步骤如下：

S1. 将通过迈克尔加成改性的柔性环氧树脂、小分子活性环氧树脂、丙烯酸润湿分散剂和溶剂按权利要求1所述质量比加入篮式研磨设备，低速充分分散10-30min，补加颜填料与消泡剂研磨2-3h至细度＜30um；

S2. 研磨细度合格后，加入流平润湿剂，低速混合均匀，即可得到所述A组分;

制备B组分的步骤如下：

S3. 取干燥容器，按权利要求1所述质量比分别加入聚酰胺固化剂、高效改性胺固化剂和溶剂，低速分散10-30min，加入硅氧烷偶联剂，补加余下溶剂，低速分散均匀，即制得所述B组分。

3.如权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于还包括步骤：

S4.将A、B组分按6－8:1混合至正常喷涂粘度进行涂布。

4.如权利要求1所述的一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆，其特征在于所述A组分的所述改性环氧树脂为双酚A性环氧树脂，固含为70-85%，粘度4000-6000mpa·s，环氧当量g/eq：450-500；所述小分子活性环氧树脂为双酚A型环氧聚合物，固含为90-100%，粘度＜2500mpa·s，环氧当量g/eq：180-220；所述颜填料是钛白粉、313氧化铁黄、硫酸钡、滑石粉、高岭土、铁钛粉、超细硅微粉中的一种或几种；所述防锈颜料是三聚磷酸铝、三聚磷酸锌、复合三聚磷酸铝锌、中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的一种高反应速度高附着力的高固环氧底漆，其特征在于所述B组分的所述聚酰胺固化剂固含为100%，粘度：30000-50000mpa·s，活泼氢当量AHEW：160 -180；所述改性胺固化剂固含为90-100%，粘度：3000-5000mpa·s，活泼氢当量AHEW：110-130；所述环氧酯类硅氧烷偶联剂固含为90-100%。