CN116355494A - 一种双组份环氧防腐漆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双组份环氧防腐漆及其制备方法和应用，所述双组份环氧防腐漆包括A组分和B组分，所述A组分包括双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、复配溶剂A、填料和紫外线吸收剂的组合，所述B组分包括特定份数的脂肪胺和复配溶剂B的组合；通过上述特定的A组分和B组分进行搭配，使得到的双组份环氧防腐漆具有高固低粘的优势，进而具有优异的耐候性、防腐性、耐热性以及耐老化性，可用于工业防腐领域。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种双组份环氧防腐漆及其制备方法和应用。
背景技术
随着人们环保意识的不断增强，降低有机物的排放是大趋势，全球变暖是人类面临的巨大挑战。溶剂是涂料配方中重要的组成部分，其用途主要为降低涂料的粘度，方便于施工，但是在涂料成膜时，溶剂会挥发到大气中，挥发类的溶剂会对大气环境产生污染以及对人身体产生疾病困扰，所以降低涂料配方中的溶剂与其施工中的溶剂刻不容缓。
无溶剂涂料、水性工业涂料与高固低粘涂料是目前广受客户青睐的三种涂料；其中，高固低粘涂料相对于无溶剂涂料在施工中加入的溶剂更少，与水性工业涂料相对来讲耐腐蚀性更好，且对水土的污染也更小。环氧防腐漆是目前常用的防腐漆种类，对其研究和报道也有很多。CN113337182A公开了一种水性双组份防腐漆及其制备方法与应用，该发明提供的水性双组份防腐漆是由A组分和B组分组成；所述A组分包括水性环氧乳液；所述B组分包括水性复合固化剂；其中，所述水性环氧乳液是由含非离子亲水链段的双酚A环氧树脂分散水中形成的乳液，该发明提供的防腐漆在具有良好防腐性能的同时还对铝合金基体产生较高的附着力，从而减少现有铝合金表面防腐处理工艺中蚀刻涂料工序，避免了蚀刻涂料的质量隐患问题，并缩短了施工周期；同时该防腐漆还具有良好的耐水性及安全环保的优点，满足了铝合金车体车内、车底等结构复杂、表面不易打磨或打砂处理的表面防腐要求。
但是，环氧漆的耐候性相对较差，所以在使用时不得不再重涂丙烯酸面漆来提高涂膜的耐候性，这极大地增加了客户的成本，并且由于部分产品的使用环境较严苛，环氧底漆在使用一定年限后会被腐蚀，客户就不得不重涂或重新涂装环氧底漆，而由于使用了丙烯酸面漆则会导致了环氧重涂底漆附着力较差，从而影响涂膜的性能。
因此，急需开发一种固含高粘度低，具有优异耐候性且有机溶剂排放较少的双组份环氧防腐漆。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双组份环氧防腐漆及其制备方法和应用，所述双组份环氧防腐漆具有高固含和低粘度，在使用时对稀释剂的需求量较少，进而有机溶剂的排放较低，且形成的漆膜厚度高、机械强度高，还具有较高的附着力和优异的耐候性、耐老化性和耐腐蚀性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种双组份环氧防腐漆，所述双组份环氧防腐漆包括A组分和B组分；
所述A组分按照重量份包括如下组分：
所述B组分按照重量份包括如下组分：
脂肪胺 75～80重量份
复配溶剂B14～22重量份。
其中，所述双酚A环氧树脂可以为24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份或29重量份等。
所述脂肪族环氧树脂可以为5.3重量份、5.6重量份、5.8重量份、6.2重量份、6.5重量份、6.8重量份、7.2重量份、7.5重量份或7.8重量份等。
所述复配溶剂A可以为4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份、4.8重量份、5重量份或5.2重量份等。
所述填料可以为24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份、32重量份、35重量份或38重量份等。
所述紫外线吸收剂可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。
所述改性脂肪胺可以为76重量份、77重量份、78重量份或79重量份等。
所述复配溶剂B可以为15重量份、17重量份、19重量份或21重量份等。
本发明提供的双组份环氧防腐漆包括A组分和B组分，A组分采用双酚A环氧树脂和脂肪族环氧树脂两种类型的环氧树脂进行搭配，并添加特定用量的紫外线吸收剂，所述脂肪族环氧树脂是通过二烯烃经过适当的环氧化而制的，采用不饱和母体与过酸制备得到，与由氨醚、双酚A制得普通脂肪族环氧树脂不同，使得活性基团不同，从而在反应活性、粘度、耐候性和阳离子的含量等一些其他重要性能与普通的缩醚环氧树脂产生了明显的差异，具有更加优异的耐候性和电绝缘性，所述双酚A环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性条件下缩合、通过水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物，因而具有对金属低材有极强的附着力、很强的耐化学腐蚀、机械性能优异；紫外线吸收剂是指能吸收290～400nm波长紫外线的化合物，其作用原理是吸收紫外光而受到激发，通过自身的能量转移，由激发态回到基态时以热或微弱的荧光或磷光的形态将多余的能量散发，紫外线吸收剂能够优先而且高效地使处于激发态的能量以光物理过程形式消耗掉，从而使高分子材料具有光稳定效果，通过在上述两种类型的环氧树脂中添加特定用量的紫外线吸收剂，使得到的双组份环氧防腐漆具有较高的附着力和优异的耐候性、耐老化性和耐腐蚀性；对于填料可以选择低吸油量并且耐候性好的填料，进而可以显著降低粉料对树脂的吸附，降低涂料的粘度，还可以提高漆膜的机械强度以及抗介质渗透性；所述B组分中添加的改性脂肪胺的粘度较低，其不仅可以调节漆膜的干燥时间，还可以增加漆膜的抗水性和附着力，降低用户成本。
综上，本发明通过对A组分和B组分进行上述特定选择和搭配，使得到的双组份环氧防腐漆在具有较高固含(固含量为88～92.5％)的情况下，还具有较低的粘度，低至89～109kucps，进而具有使用时稀释剂的需求量较少，且形成漆膜后还具有膜厚度高、机械强度高、附着力优异、长效抗老化性优异与耐腐蚀性优异的特点。
优选地，所述双酚A环氧树脂的固含量不低于99％，例如99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％或99.8％等。
优选地，所述双酚A环氧树脂的粘度不高于13000mpas/25℃，例如12800mpas/25℃、12600mpas/25℃、12400mpas/25℃、12200mpas/25℃、12000mpas/25℃、11800mpas/25℃或11600mpas/25℃等。
优选地，所述双酚A环氧树脂的环氧当量为130～150g/Eq，例如132g/Eq、134g/Eq、136g/Eq、138g/Eq、140g/Eq、142g/Eq、144g/Eq、146g/Eq或148g/Eq等。
优选地，所述紫外线吸收剂包括二苯甲酮类紫外线吸收剂。
优选地，所述二苯甲酮类紫外线吸收剂包括2,4-二羟基二苯甲酮。
在本发明中，所述双酚A环氧树脂优选南亚npel 127、元邦ype-127、南亚npel128。
优选地，所述脂肪族环氧树脂包括脂环族缩水甘油醚型环氧树脂，优选ERL-4221。
优选地，所述复配溶剂A和复配溶剂B均包括二甲苯和正丁醇的组合。
优选地，所述A组分中二甲苯的含量为2.5～3.5重量份，例如2.6重量份、2.7重量份、2.8重量份、2.9重量份、3重量份、3.1重量份、3.2重量份、3.3重量份或3.4重量份等。
优选地，所述A组分中正丁醇的含量为1.5～2重量份，例如1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份等。
优选地，所述B组分中二甲苯的含量为12～18重量份，例如13重量份、14重量份、15重量份、16重量份或17重量份等。
优选地，所述B组分中正丁醇的含量为2～4重量份，例如2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份、3重量份、3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份或3.8重量份等。
优选地，所述填料包括云母粉和沉淀硫酸钡的组合。
作为本发明的优选技术方案，选择上述云母粉和沉淀硫酸钡搭配作为填料，所述云母粉和沉淀硫酸钡均具有低吸油量和优异的耐候性，进而可以显著降低粉料对树脂的吸附，降低涂料粘度，还可以提高漆膜的机械强度以及抗介质渗透性。
优选地，所述A组分中云母粉的含量为8～15重量份，例如9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份或14重量份等。
优选地，所述A组分中沉淀硫酸钡的含量为15～25重量份，例如17重量份、19重量份、21重量份、23重量份或25重量份等。
优选地，所述A组分还包括分散剂、消泡剂、颜料、防锈助剂、附着力促进剂或触变剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述A组分中分散剂的含量为1～3重量份，例如1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份等。
优选地，所述分散剂为高分子类分散剂，所述高分子类分散剂可以使树脂更好的包裹填料，有效地降低涂料的粘度。
优选地，所述A组分中消泡剂的含量为0.1～1.2重量份，例如0.3重量份、0.5重量份、0.8重量份、1重量份、1.1重量份或1.2重量份等。
优选地，所述A组分中颜料的含量为15～25重量份，例如17重量份、19重量份、21重量份或23重量份等。
优选地，所述A组分中防锈助剂的含量为5～8重量份，例如5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份或8重量份等。
优选地，所述防锈助剂包括磷酸锌，磷酸锌是一种白色无毒的防锈助剂，是防锈腐蚀效果优异，且无毒性，能够有效替代含有重金属铅、铬等传统防锈颜料，是使用效果理想的防锈助剂，能够极大地提高漆膜的防锈能力和耐水性。
优选地，所述A组分中附着力促进剂的含量为0.2～0.7重量份，例如0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份、0.55重量份或0.6重量份等，所述附着力促进剂可以提高漆膜的抗水性，增加漆膜的附着力。
优选地，所述A组分中触变剂的含量为0.5～0.8重量份，例如0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份或0.75重量份等。
优选地，所述A组分的细度不大于60μm，例如55μm、50μm、45μm、40μm、35μm、30μm、25μm或20μm等。
在本发明中，A组分的主漆细度越细，腻制板后板面漆膜越平整光滑，漆膜的保光保色性都会提高。
优选地，所述A组分和B组分的质量比为(9～12):1，例如9.5:1、10:1、10.5:1、11:1或11.5:1等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的双组份环氧防腐漆，所述制备方法包括：
将双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、复配溶剂A、填料、任选地分散剂、任选地消泡剂、任选地颜料和任选地防锈助剂进行混合，加入二苯甲酮类紫外线吸收剂、任选地附着力促进剂和任选地触变剂进行混合，得到A组分；
将改性脂肪胺和复配溶剂B进行混合，得到B组分。
优选地，在A组分的制备中，所述混合均在转速为1600～2000rpm(例如1650rpm、1700rpm、1750rpm、1800rpm、1850rpm、1900rpm或1950rpm等)的搅拌条件下进行。
优选地，在B组分的制备中，所述混合在转速为500～700rpm(例如520rpm、540rpm、560rpm、580rpm、600rpm、620rpm、640rpm、660rpm或680rpm等)的搅拌条件下进行。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的双组份环氧防腐漆在机械设备或桥梁建筑中的应用
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的双组份环氧防腐漆包括A组分和B组分，所述A组分包括双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、复配溶剂A、填料和紫外线吸收剂的组合，所述B组分包括特定份数的脂肪胺和复配溶剂B的组合；通过上述特定的A组分和B组分进行搭配，使得到的双组份环氧防腐漆具有高固低粘的优势，还具有优异的耐候性、防腐性、耐热性以及耐老化性，固化后的漆膜物理性能好，粘接强度大，应用领域广泛，可用于工业防腐领域，包括港口码头、电力、矿山、机械设备、钢结构、桥梁建筑或户外设备等。
(2)喷涂本发明提供的双组份环氧防腐漆后可以有效抑制机械腐蚀，使机械使用年限极大延长，并且在漆膜达到一定年限后可以不用费时费力打磨涂层，在原涂层上再次施工，保证了涂层的重涂性，且相对于普通的高固低粘漆而言，漆膜的耐候性得到了显著的提高。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明具体实施方式部分涉及到的部分原料信息如下所示：
双酚A环氧树脂：南亚npel127；
脂肪族环氧树脂：ERL-4221；
云母粉：湿法绢云母GA-2；
沉淀硫酸钡：群鑫ZJ241；
二苯甲酮类紫外线吸收剂：Tinuvin1130；
分散剂：路博润20000；
消泡剂：埃夫卡2020；
炭黑：赢创FW255；
钛白粉：杜邦706；
磷酸锌：海博ZMP NW5000；
附着力促进剂：迈图MP200；
触变剂：海明斯202P；
脂肪胺：赢创2634；
受阻胺紫外线吸收剂：受阻胺Tinuvin123。
实施例1～7
一种双组份环氧防腐漆，各个实施例组分如下表1所示，各个组分的用量为“重量份”：
表1
其中，实施例1、3和4～6中A组分和B组分的质量比为11:1；
实施例2中A组分和B组分的质量比为11.5:1；
实施例1～7提供的双组份环氧防腐漆的制备方法包括如下步骤：
(1)将双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、正丁醇、二甲苯、云母粉、沉淀硫酸钡、分散剂、消泡剂、碳黑、钛白粉和磷酸锌在转速为1600rpm的搅拌条件下混合，加入二苯甲酮类紫外线吸收剂、附着力促进剂和触变剂在转速为1700rpm的搅拌条件下继续混合，得到A组分；
(2)将脂肪胺、正丁醇和二甲苯在转速为600rpm的搅拌条件下混合，得到B组分。
对比例1
一种双组份环氧防腐漆，其与实施例1的区别仅在于，不添加脂肪族环氧树脂，双酚A环氧树脂的添加量为34重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种双组份环氧防腐漆，其与实施例1的区别仅在于，不添加双酚A环氧树脂，脂肪族环氧树脂的添加量为34重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例3
一种双组份环氧防腐漆，其与实施例1的区别仅在于，不添加二苯甲酮类紫外线吸收剂，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例4
一种双组份环氧防腐漆，其与实施例1的区别仅在于，不添加云母粉和沉淀硫酸钡，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例5
一种双组份环氧防腐漆，其与实施例1的区别仅在于，采用纳米二氧化硅类紫外线吸收剂替换二苯甲酮类紫外线吸收剂，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例6
一种双组份环氧防腐漆，其与实施例1的区别仅在于，二苯甲酮类紫外线吸收剂的添加量为1.2重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
性能测试：
1、样板制备：将实施例1～6和对比例1～6得到的双组份环氧防腐漆中A组分和B组分混合均匀后直接喷涂在基板上，基板包括150×70×(0.4mm的马口铁板和150×70×1.8mm的喷砂钢板(喷砂等级SA2.5)，样本的具体制备条件如下表2所示：
表2
2、测试项目及测试方法：
(1)不挥发物：参照《GB/T1725》提供的测试方法进行测试，测试样板为马口铁板；
(2)半硬干燥时间：参照《GB/T1728》提供的测试方法进行测试，测试样板为马口铁板；
(3)耐弯曲开裂性：参照《GB/T6742》提供的测试方法进行测试，测试样板为马口铁板；
(4)粘度：参照《GB/T 9269-2009》提供的粘度方法进行测试；
(5)耐盐雾性：参照《GB/T1771》提供的测试方法进行测试，测试样板为马口铁板；
(6)贮存稳定性：参照《GB/T6753》提供的测试方法进行测试；
(7)漆膜耐老化性：《GB/T1865-2009》提供的测试方法进行测试，测试样板为马口铁板；
(8)附着力：参照《GB/T5210》提供的测试方法进行测试，测试样板为喷砂钢板。
按照上述测试方案对实施例1～6和对比例1～6制备得到的样板进行测试，测试如表3所示：
表3
根据表3数据可以看出：
实施例1～3提供的双组份环氧防腐漆的不挥发物为90.8～92.1％，半硬干燥时间为0.4～0.5h，耐弯曲开裂性均为2mm，粘度为89～93ku，贮存稳定性均为合格，耐盐雾性测试为750～840h，漆膜耐老化性测试为260～390h，附着力为6.2～8.2MPa。
比较实施例1和对比例1～2的数据可以发现，脂肪族类环氧树脂的添加有助于提升漆膜的耐老化性，但会影响对金属的附着力，而双酚A类环氧树脂对漆膜的盐雾的影响较大。比较实施例1和对比例3的数据还可以看出，不添加二苯甲酮类紫外线吸收剂则会导致漆膜的耐老化性大幅度降低。
再比较实施例1和对比例4的数据还可以看出，不添加云母粉和沉淀硫酸钡同样会影响漆膜的耐老化性。
而比较实施例1和对比例6的数据还可以发现，紫外线吸收剂Tinuvin1130过量后效果适得其反。
最后比较实施例1、实施例4～6和对比例5的数据可以看出，纳米二氧化硅类紫外线、受阻胺Tinuvin123和紫外线吸收剂Tinuvin1130这三种光稳定剂中Tinuvin1130最适合提升本申请提供的双组份环氧防腐漆耐老化性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种双组份环氧防腐漆及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种双组份环氧防腐漆，其特征在于，所述双组份环氧防腐漆包括A组分和B组分；
所述A组分按照重量份包括如下组分：
所述B组分按照重量份包括如下组分：
脂肪胺 75～80重量份
复配溶剂B 14～22重量份。
2.根据权利要求1所述的双组份环氧防腐漆，其特征在于，所述双酚A环氧树脂的固含量不低于99％；
优选地，所述双酚A环氧树脂的粘度不高于13000mpas/25℃；
优选地，所述双酚A环氧树脂的环氧当量为130～150g/Eq；
优选地，所述紫外线吸收剂包括二苯甲酮类紫外线吸收剂；
优选地，所述二苯甲酮类紫外线吸收剂包括2,4-二羟基二苯甲酮。
3.根据权利要求1或2所述的双组份环氧防腐漆，其特征在于，所述脂肪族环氧树脂包括脂环族缩水甘油醚型环氧树脂。
4.根据权利要求1～3任一项所述的双组份环氧防腐漆，其特征在于，所述复配溶剂A和复配溶剂B均包括二甲苯和正丁醇的组合；
优选地，所述A组分中二甲苯的含量为2.5～3.5重量份；
优选地，所述A组分中正丁醇的含量为1.5～2重量份；
优选地，所述B组分中二甲苯的含量为12～18重量份；
优选地，所述B组分中正丁醇的含量为2～4重量份。
5.根据权利要求1～4任一项所述的双组份环氧防腐漆，其特征在于，所述填料包括云母粉和沉淀硫酸钡的组合；
优选地，所述A组分中云母粉的含量为8～15重量份；
优选地，所述A组分中沉淀硫酸钡的含量为15～25重量份。
6.根据权利要求1～5任一项所述的双组份环氧防腐漆，其特征在于，所述A组分还包括分散剂、消泡剂、颜料、防锈助剂、附着力促进剂或触变剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述A组分中分散剂的含量为1～3重量份；
优选地，所述A组分中消泡剂的含量为0.1～1.2重量份；
优选地，所述A组分中颜料的含量为15～25重量份；
优选地，所述颜料包括炭黑和/或钛白粉；
优选地，所述A组分中防锈助剂的含量为5～8重量份；
优选地，所述防锈助剂包括磷酸锌；
优选地，所述A组分中附着力促进剂的含量为0.2～0.7重量份；
优选地，所述A组分中触变剂的含量为0.5～0.8重量份；
优选地，所述A组分和B组分的质量比为(9～12):1。
7.根据权利要求1～6任一项所述双组份环氧防腐漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、复配溶剂A、填料、任选地分散剂、任选地消泡剂、任选地颜料和任选地防锈助剂进行混合，加入紫外线吸收剂、任选地附着力促进剂和任选地触变剂进行混合，得到A组分；
将脂肪胺和复配溶剂B进行混合，得到B组分。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在A组分的制备中，所述混合均在转速为1600～2000rpm的搅拌条件下进行。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，在B组分的制备中，所述混合在转速为500～700rpm的搅拌条件下进行。
10.一种如权利要求1～6任一项所述的双组份环氧防腐漆在机械设备或桥梁建筑中的应用。
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