CN117304775A - 一种双组分水性环氧富锌底漆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双组分水性环氧富锌底漆及其制备方法和应用,涉及涂料制备技术领域。本发明提供的双组分水性环氧富锌底漆,包含A组分和B组分,所述A组分和B组分的质量比为3.5:1~8:1;按质量份数计,其中A组分的成分为固化剂6‑14份、成膜助剂2‑3份、分散剂0.5‑2份、低铅锌粉75‑80份、气相二氧化硅2‑3份、氧化锌1‑2份、滑石粉1.5‑3份、锌粉保护剂0.5‑1份和有机膨润土0.5‑2份;B组分的成分为水溶性双酚A型环氧乳液98.5‑99.5份、消泡剂0.5‑1份和促进剂0.1‑0.5份。本发明提供的双组分水性环氧富锌底漆,具有VOC含量低,防腐性能优异,且可以长时间贮存的诸多优势。
Description
本申请是申请日为2019年09月09日、申请号为CN201910846999.4、发明名称为《一种双组分水性环氧富锌底漆及其制备方法》的分案申请。
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域,具体是一种双组分水性环氧富锌底漆及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会的发展,国家逐步推进环境友好性社会的建设,环境问题是当今人们面临的巨大挑战。传统的溶剂型涂料,以有机溶剂作为稀释剂,VOC含量高,污染大气环境。因此,涂料水性化成为当今涂料研发的新趋势。
双组分环氧富锌底漆,通过牺牲锌粉保护钢铁基材,在工业重防腐领域具有不可替代的作用。而粉末状的金属锌在水中会和水发生缓慢反应,从而降低富锌底漆有效成分含量,影响漆膜性能。同时锌粉密度大,在涂料体系中容易沉积,因此难以保证该涂料长期贮存。
发明内容
为了解决上述问题,本发明公开了一种双组分水性环氧富锌底漆及其制备方法和应用,具有VOC含量低、防腐性能优异,且可以长时间贮存的优势。
本发明的技术方案为:一种双组分水性环氧富锌底漆,其特征在于,包含A组分和B组分,所述A组分和B组分的质量比为3.5~8:1;
其中,A组分按重量份计的具体成分如下:
B组分按重量份计的具体成分如下:
水溶性双酚A型环氧乳液 98.5-99.5份
消泡剂 0.5-1份
促进剂 0.1-0.5份;
所述A组分中的固化剂为不含水分的低粘度水溶性胺固化剂;所述分散剂为不含水的高分子量共聚物分散剂;所述低铅锌粉的粒度为500-800目,铅含量≤500ppm;所述气相二氧化硅为亲水性气相二氧化硅,比表面积为150-200m2/g;所述氧化锌的水溶物≤0.4%;所述滑石粉的粒度为2000-2500目,水溶物≤0.5%;所述锌粉保护剂为硅烷偶联剂;所述有机膨润土为有机改性蒙脱石,pH为7-11;
所述B组分中的消泡剂为水性有机硅改性二氧化硅消泡剂;所述促进剂为不含活性基团的叔胺促进剂。
优选地,所述A组分中的成膜助剂为高沸点、挥发速率适中的有机溶剂。
本发明还提供了一种双组分水性环氧富锌底漆的制备方法,包括下列步骤:
A组分的制备:将水溶性改性多元胺固化剂、成膜助剂、分散剂加入配料罐中,以400-600RPM的转速搅拌10-15分钟,混合均匀后依次加入低铅锌粉、滑石粉、氧化锌和气相二氧化硅,调整搅拌转速至1000-1500RPM,搅拌分散20-25分钟,分散至细度≤50微米,体系温度≤60℃,随后加入有机膨润土和锌粉保护剂,将转速调整为400-600RPM,继续搅拌10-15分钟,混合均匀后制得A组分;
B组分将水溶性双酚A型环氧乳液和促进剂依次加入配料罐中,调整搅拌速度400-600RPM,随后缓慢加入消泡剂,搅拌15-20分钟,混合均匀后制得B组分;
底漆的制备:在400-600RPM转速下向重量为6份的B组分中加入重量为1份A组分,搅拌10-15分钟,混合均匀后得到所述双组分水性环氧富锌底漆。
本发明还提供了上述技术方案所述双组分水性环氧富锌底漆或上述技术方案所述制备方法制备得到的双组分水性环氧富锌底漆在工业重防腐中的应用。
本发明的有益之处:1)本发明一种双组分水性环氧富锌底漆选用高固含水溶性改性多元胺固化剂和水溶性双酚A环氧乳液作为主要成膜物质,树脂中溶剂含量低。组分A中主体树脂水溶性改性多元胺固化剂粘度低,搭配高效分散剂的使用使得A组分无需另外添加有机溶剂以降低体系粘度。因此该体系VOC含量可低至120g/L,完全符合国家规定的水性涂料VOC含量200g/L的要求。
2)本发明一种双组分水性环氧富锌底漆A组分中不含水分,从根本上杜绝了贮存过程中水对于锌粉的消耗。为了在施工过程中进一步保护锌粉,本发明采用长效性硅烷偶联剂和氧化锌作为锌粉的保护剂。其中硅烷偶联剂通过水解作用于锌粉表面,作为疏水层对锌粉形成保护。氧化锌则是锌粉与水反应的产物之一,提高体系中反应产物的含量依次降低锌粉与水的反应概率。
3)本发明一种双组分水性环氧富锌底漆,选用有机改性的蒙脱石,在水化过程中能够形成三维网状结构,在不受到外力作用下,体系粘度大,不易形成沉淀,提高了环氧富锌底漆在罐内的贮存稳定性。
4)本发明一种双组分水性环氧富锌底漆,选用比表面积适中的亲水性气相二氧化硅,在兼顾涂料粘度和填料易分散的同时保证了体系的防沉性。亲水性气相二氧化硅通过粒子表面的硅醇基与水相互作用形成氢键产生连接,建立三维网络结构,从而有效防止贮存中的锌粉沉淀问题。
5)本发明一种双组分水性环氧富锌底漆,选用高沸点、挥发速率适中成膜助剂,可以保证涂料在水分挥发后,涂料能够连续成膜;同时挥发速率适中,可以保证在富锌底漆漆膜未能完全干燥情况下喷涂中间漆或面漆不出现层间附着力变差,从而层间脱落的情况。
通过以上合理搭配,本发明提供的双组分水性环氧富锌底漆,具有VOC含量低,防腐性能优异,且可以长时间贮存的诸多优势。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面结合实施例详细描述本发明的具体实施方式,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的保护范围的限定。
实施例1
一种双组分水性环氧富锌底漆,其中,A组分(重量):水溶性改性多元胺固化剂156kg、成膜助剂36kg、分散剂38kg、低铅锌粉1600kg、气相二氧化硅56kg、氧化锌40kg、滑石粉30kg、锌粉保护剂20kg、有机膨润土24kg。
水溶性改性多元胺固化剂采用固含量为68%改性多元胺加成物的乙二醇丙醚溶液(美国瀚森HEXION Epikure 8538-WY-68);分散剂选用具有颜料亲和基团的嵌段共聚物分散剂(德国毕克Disperbyk 182);成膜助剂选用高沸点的二丙二醇丁醚(DOWCHEMICAL的DPNB);气相二氧化硅采用赢创德固赛的A150;锌粉采用湖南富虹的800目低铅锌粉;锌粉保护剂选用水性长效硅烷偶联剂(GE SILICONE的Wetlink78);有机膨润土采用有机改性蒙脱石(海明斯Bentone LT)。
将水溶性改性多元胺固化剂、成膜助剂、分散剂加入配料罐中,以500RPM的转速搅拌15分钟,混合均匀后依次加入低铅锌粉、滑石粉、氧化锌和气相二氧化硅,调整搅拌转速至1500RPM,搅拌分散25分钟,分散至细度≤50微米,体系温度≤60℃;随后加入有机膨润土和锌粉保护剂,将转速调整为500RPM,继续搅拌15分钟,混合均匀后制得A组分。
B组分(重量):水溶性双酚A型环氧乳液197kg、消泡剂2kg、促进剂1kg。水溶性双酚A型环氧树脂乳液选用美国陶氏化学的DERWB6001、消泡剂BYK公司的BYK-024、促进剂选用东莞诺丰化工的DMP30。
B组分将水溶性双酚A型环氧乳液和促进剂依次加入配料罐中,调整搅拌速度500RPM,随后缓慢加入消泡剂,搅拌15分钟,混合均匀后制得B组分。
将水性环氧富锌底漆A组分:B组分按照重量比4.5:1在500RPM转速下搅拌15分钟,加入混合组分总重量的10%加入自来水,继续搅拌10分钟后施工。
实施例2
一种双组分水性环氧富锌底漆,其中,A组分(重量):水溶性改性多元胺固化剂168kg、成膜助剂42kg、分散剂34kg、低铅锌粉1590kg、气相二氧化硅48kg、氧化锌40kg、滑石粉38kg、锌粉保护剂19kg、有机膨润土23kg。
水溶性改性多元胺固化剂采用固含量为68%改性多元胺加成物的乙二醇丙醚溶液(美国瀚森HEXION Epikure 8538-WY-68);分散剂选用具有颜料亲和基团的嵌段共聚物分散剂(德国毕克Disperbyk 182);成膜助剂选用高沸点的二丙二醇丁醚(DOWCHEMICAL的DPNB);气相二氧化硅采用赢创德固赛的A150;锌粉采用湖南富虹的800目低铅锌粉;锌粉保护剂选用水性长效硅烷偶联剂(GE SILICONE的Wetlink78);有机膨润土采用有机改性蒙脱石(海明斯Bentone LT)。
将水溶性改性多元胺固化剂、成膜助剂、分散剂加入配料罐中,以500RPM的转速搅拌15分钟,混合均匀后依次加入低铅锌粉、滑石粉、氧化锌和气相二氧化硅,调整搅拌转速至1500RPM,搅拌分散25分钟,分散至细度≤50微米,体系温度≤60℃;随后加入有机膨润土和锌粉保护剂,将转速调整为500RPM,继续搅拌15分钟,混合均匀后制得A组分。
B组分(重量):水溶性双酚A型环氧乳液198kg、消泡剂1kg、促进剂1kg。水溶性双酚A型环氧树脂乳液选用美国陶氏化学的DERWB6001、消泡剂BYK公司的BYK-024、促进剂选用东莞诺丰化工的DMP30。
B组分将水溶性双酚A型环氧乳液和促进剂依次加入配料罐中,调整搅拌速度500RPM,随后缓慢加入消泡剂,搅拌15分钟,混合均匀后制得B组分。
将水性环氧富锌底漆A组分:B组分按照重量比4.3:1在500RPM转速下搅拌15分钟,加入混合组分总重量的10%加入自来水,继续搅拌10分钟后施工。
实施例3
一种双组分水性环氧富锌底漆,其中,A组分(重量):水溶性改性多元胺固化剂180kg、成膜助剂50kg、分散剂50kg、低铅锌粉1500kg、气相二氧化硅60kg、氧化锌40kg、滑石粉40kg、锌粉保护剂20kg、有机膨润土36kg。
水溶性改性多元胺固化剂采用固含量为68%改性多元胺加成物的乙二醇丙醚溶液(美国瀚森HEXION Epikure 8538-WY-68);分散剂选用具有颜料亲和基团的嵌段共聚物分散剂(德国毕克Disperbyk 182);成膜助剂选用高沸点的二丙二醇丁醚(DOWCHEMICAL的DPNB);气相二氧化硅采用赢创德固赛的A150;锌粉采用湖南富虹的800目低铅锌粉;锌粉保护剂选用水性长效硅烷偶联剂(GE SILICONE的Wetlink78);有机膨润土采用有机改性蒙脱石(海明斯Bentone LT)。
将水溶性改性多元胺固化剂、成膜助剂、分散剂加入配料罐中,以500RPM的转速搅拌15分钟,混合均匀后依次加入低铅锌粉、滑石粉、氧化锌和气相二氧化硅,调整搅拌转速至1500RPM,搅拌分散25分钟,分散至细度≤50微米,体系温度≤60℃;随后加入有机膨润土和锌粉保护剂,将转速调整为500RPM,继续搅拌15分钟,混合均匀后制得A组分。
B组分(重量):水溶性双酚A型环氧乳液199kg、消泡剂0.5kg、促进剂1kg。水溶性双酚A型环氧树脂乳液选用美国陶氏化学的DERWB3002、消泡剂BYK公司的BYK-024、促进剂选用东莞诺丰化工的DMP30。
B组分将水溶性双酚A型环氧乳液和促进剂依次加入配料罐中,调整搅拌速度500RPM,随后缓慢加入消泡剂,搅拌20分钟,混合均匀后制得B组分。
将水性环氧富锌底漆A组分:B组分按照重量比4:1在500RPM转速下搅拌15分钟,加入混合组分总重量的10%加入自来水,继续搅拌10分钟后施工。
测试说明:
测试2、5项性能选用马口铁板;3、4项性能选用软钢板。试板尺寸为150mm×70mm×(0.3~0.5)mm,其表面处理按GB/T9721中规定进行。6、7项性能选用150mm×70mm×(1.6~2.0)mm喷砂钢板,喷砂等级SA2.5。
试板制作条件如下:
采用相关标准方法进行检测,结果如下:
由上表可以看出,本发明提供的双组分水性环氧富锌底漆,具有防腐性能优异,VOC含量低的特点,同时可以长时间贮存。能够满足工业漆施工要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种双组分水性环氧富锌底漆,其特征在于,包含A组分和B组分,所述A组分和B组分的质量比为3.5:1~8:1;
其中,A组分按重量份计的具体成分如下:
B组分按重量份计的具体成分如下:
水溶性双酚A型环氧乳液98.5-99.5份
消泡剂0.5-1份
促进剂0.1-0.5份;
所述A组分中的固化剂为不含水分的低粘度水溶性胺固化剂;所述分散剂为不含水的高分子量共聚物分散剂;所述低铅锌粉的粒度为500-800目,铅含量≤500ppm;所述气相二氧化硅为亲水性气相二氧化硅,比表面积为150-200m2/g;所述氧化锌的水溶物≤0.4%;所述滑石粉的粒度为2000-2500目,水溶物≤0.5%;所述锌粉保护剂为硅烷偶联剂;所述有机膨润土为有机改性蒙脱石,pH为7-11;
所述B组分中的消泡剂为水性有机硅改性二氧化硅消泡剂;所述促进剂为不含活性基团的叔胺促进剂。
2.根据权利要求1所述的双组分水性环氧富锌底漆,其特征在于,所述A组分中的成膜助剂为高沸点、挥发速率适中的有机溶剂。
3.权利要求1~2任一项所述双组分水性环氧富锌底漆的制备方法,其特征在于,包括下列步骤:
A组分的制备:将水溶性改性多元胺固化剂、成膜助剂、分散剂加入配料罐中,以400-600RPM的转速搅拌10-15分钟,混合均匀后依次加入低铅锌粉、滑石粉、氧化锌和气相二氧化硅,调整搅拌转速至1000-1500RPM,搅拌分散20-25分钟,分散至细度≤50微米,体系温度≤60℃,随后加入有机膨润土和锌粉保护剂,将转速调整为400-600RPM,继续搅拌10-15分钟,混合均匀后制得A组分;
B组分的制备:将水溶性双酚A型环氧乳液和促进剂依次加入配料罐中,调整搅拌速度400-600RPM,随后缓慢加入消泡剂,搅拌15-20分钟,混合均匀后制得B组分;
底漆的制备:在400-600RPM转速下向重量为6份的B组分中加入重量为1份A组分,搅拌10-15分钟,混合均匀后得到所述双组分水性环氧富锌底漆。
4.权利要求1~2任一项所述双组分水性环氧富锌底漆或权利要求3所述制备方法制备得到的双组分水性环氧富锌底漆在工业重防腐中的应用。
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