CN1473896A - 预涂卷材用底漆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预涂卷材用底漆，它是分子量为400～30000的环氧树脂或改性环氧树脂5～30％，用至少两种带活泼氢的封闭剂全封闭的多异氰酸酯5～30％，其中多异氰酸酯的－NCO基的2～55％被聚醚类封闭剂封闭，含防腐蚀颜料的颜料浆35～89％，其中防腐蚀颜料占颜料总量的5～95％以及助剂0.1～5.0％，在溶剂中混合均匀的混合物，其外观为有色的粘稠状液体，23℃涂－4杯粘度为20～200秒，固体分为40～70％，上述百分数均为以固体重量计。它直接涂覆在镀锌板上，200～260℃烘烤20～90秒形成3～10μm厚的干膜，500小时盐雾不起泡，单向锈蚀≤2mm。
Description
技术领域
本发明涉及一种预涂卷材用底漆。
背景技术
预涂卷材自二十世纪四十年代进入工业化至今，其用量不断扩大。预涂卷材涂料也随着预涂卷材的大量应用不断发展。随着预涂卷材的使用范围和领域的不断扩大，对预涂卷材用涂料的性能要求也越来越高。特别是对涂料的防腐蚀能力的要求不断提升，因此，开发耐盐雾性能优异的底漆显得尤其重要。欧洲专利187760公开了一种采用伯胺或季胺改性环氧当量为140～1000的环氧树脂，与异氰酸酯混合得到高固体分、固化温度为120～163℃、固化时间为900～1800秒的单组分涂料，它可用作汽车底漆及卷材涂料底漆，具有适宜的抗石击性能。但是该涂料用作预涂卷材底漆时，在200～260℃烘烤20～90秒，形成3～10μm低厚度的干膜时，其耐盐雾性能无法达到500小时的要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种预涂卷材用底漆，它直接涂覆在镀锌板上，200～260℃烘烤20～90秒，形成3～10μm厚度的干膜，该干膜可以达到500小时盐雾不起泡，单向锈蚀≤2mm的指标要求。
实现本发明目的的技术方案是：一种预涂卷材用底漆，它是分子量为400～30000的环氧树脂或改性环氧树脂5～30％，用至少两种带活泼氢的封闭剂全封闭的多异氰酸酯5～30％，其中多异氰酸酯的-NCO基的2～55％被聚醚类封闭剂封闭，含防腐蚀颜料的颜料浆35～89％，其中防腐蚀颜料占颜料总量的5～95％以及助剂0.1～5.0％，在溶剂中混合均匀的混合物，其外观为有色的粘稠状液体，23℃涂-4杯粘度为20～200秒，固体分为40～70％，上述百分数均以固体重量计。
上述底漆，所述分子量为400～30000的环氧树脂是将分子量为400～30000的双酚A环氧树脂用溶剂溶解为液体状态，直接使用；所述改性环氧树脂是将分子量为400～30000的双酚A环氧树脂用溶剂溶解为液体状态后，再用胺类或酸类化合物，用常规方法经开环反应而成，其开环比例占总环氧当量的20～100％。所述分子量为400～30000的双酚A环氧树脂是具有相同分子量的双酚A环氧树脂，或者是具有不同分子量的双酚A环氧树脂的混合物；作成改性环氧树脂所用的胺类是二乙胺、二丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚酰胺或者是它们的混合物；作成改性环氧树脂所用的酸类化合物是亚麻油酸、桐油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐或磷酸。
上述底漆，所述全封闭的多异氰酸酯是由多异氰酸酯，与至少两种带活泼氢的封闭剂，在催化剂存在下，用常规方法反应至NCO值小于0.5％制成的。用于制备全封闭的多异氰酸酯的多异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的三聚体、二苯甲烷二异氰酸酯、液化二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、己二异氰酸脂、己二异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体、三甲基己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯，或者是它们的混合物；用于制备全封闭的多异氰酸酯的带活泼氢的封闭剂是醇类、醇醚类、酚类、酰胺类、酮肟类、丙二酸酯类或聚醚类中至少两种的混合物。用作封闭剂的醇类是乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类是乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚；酚类是苯酚、间硝基苯酚、对氯苯酚或邻苯二酚；酰胺类是己内酰胺；酮肟类是甲乙酮肟或环己酮肟；丙二酸酯类是乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯或乙酰丙酮；聚醚类是二羟基聚氧化丙醚、三羟基聚氧化丙醚、聚四氢呋喃二元醇、聚己内酯多元醇或聚碳酸酯二醇。
上述底漆，所述颜料浆是由颜料和与底漆配方中的环氧树脂或改性环氧树脂相同的树脂，按1∶20～5∶1的固体重量比混合，分散研磨至细度小于10μm制成的，其中的防腐蚀颜料是铬酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、铅酸盐或钨酸盐，其余的颜料是钛白、酞菁蓝、碳黑、氧化铁红、中铬黄、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉或瓷土。
上述底漆，所述助剂是分散剂、催干剂、流平剂、防沉剂或消泡剂中的一种或几种。
上述底漆，所述溶剂是芳香烃类中的苯、甲苯、二甲苯或高沸点芳烃溶剂；脂肪烃类中的石油醚、溶剂汽油或环己烷；醇类中的乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类中的乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、或丙二醇甲醚；酮类中的丙酮、甲乙酮、环己酮或二丙酮醇；酯类中的乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸己酯。
本发明的技术效果：采用本发明的技术方案后，该底漆配方中的全封闭的多异氰酸酯，其异氰酸酯的-NCO基中有2～55％被聚醚类封闭剂封闭，这样调整了底漆成膜后的柔韧性，使之满足预涂卷材的要求。同时，配方中所确定的分子量为400～30000的环氧树脂或改性环氧树脂，与使用了含合适比例的防腐蚀颜料的颜料浆配合，最终保证了所得预涂卷材用底漆，在3～10μm的薄干膜厚度，耐盐雾性能达到500小时盐雾不起泡，单向锈蚀≤2mm(参见表8)。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1制备全封闭的多异氰酸酯
1.配方见表1
表1
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 多异氰酸酯 | TDI(甲苯二异氰酸酯) | 工业品2，4体或混合体 | 174 |
| 带活泼氢的封闭剂 | 苯酚 | 工业品 | 141 |
| 聚醚N-220(二羟基聚氧化丙醚) | 工业品 | 500 | |
| 催化剂 | 二月桂酸二丁基锡 | 分析纯 | 1 |
| 溶剂 | 二甲苯 | 工业品，脱水 | 184 |
2.工艺
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器、高位槽的干净反应釜中，按表1配方量加入二甲苯、TDI和二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀，接着加入苯酚，用冰水保温，使反应温度低于50℃，保温2～3小时确保反应完全，然后加入聚醚N-220，升温到100～120℃，保温2～3小时，测定NCO值小于0.5％时，即为合格，降温、出料，避光保存备用。所得全封闭的多异氰酸酯，其固体分为81.6％，25％的-NCO基被聚醚N-220封闭。
实施例2制备液态双酚A环氧树脂
1.配方见表2
表2
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 双酚A环氧树脂 | Araldite GT 6099(RESOLUTION公司产) | 分子量5990 | 500 |
| 溶剂 | 丁基溶纤剂 | 工业品 | 250 |
| 二甲苯 | 工业品 | 250 | |
2.工艺
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器、高位槽的干净反应釜中，按表2配方量依次投入双酚A环氧树脂、丁基溶纤剂、二甲苯，升温直至出现回流，保温2～3小时，取样检查，无明显环氧树脂颗粒即可降温、出料，避光保存备用。所得液态双酚A环氧树脂，其固体分为50％。
实施例3改性双酚A环氧树脂
1.配方见表3
表3
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 双酚A环氧树脂 | 实施例2 | 自制 | 1000 |
| 改性剂 | 二丁胺 | 工业品 | 17.28 |
| 催化剂 | 二月桂酸二丁基锡 | 工业品 | 1 |
2.工艺
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝器、高位槽的干净反应釜中，按表3配方量依次加入按实施例2方法得到的液态双酚A环氧树脂、二月桂酸二丁基锡、二丁胺，升温到80～90℃，保温2小时，再升温到110～120℃，保温2～3小时，降温、出料，避光保存备用。所得改性环氧树脂用二丁胺开环80％，固体分为50.8％。
实施例4制备颜料浆A
1.配方见表4
表4
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 双酚A环氧树脂 | 实施例2 | 自制，固体分50％ | 200 |
| 颜料 | 钛白(Kronos2310) | 金红石型，Kronos公司产 | 150 |
| 磷酸锌(防腐蚀颜料) | 工业品 | 250 | |
| 分散剂 | BYK180 | BYK公司产 | 8 |
| 其中，防腐蚀颜料占颜料总重量的62.5％，颜基比为4∶1。 | |||
2.工艺
在洁净的拉缸中，按表4配方量依次加入按实施例2方法制得的液态双酚A环氧树脂、钛白、磷酸锌和BYK180，用高速分散机分散，同时通冷却水控制温度在40℃以下，1小时后测定细度，达到10μm即可出料，避光保存备用。
实施例5制备颜料浆B
1.配方见表5
表5
| 组分 | 原料 | 用量(kg) | |
| 名称 | 规格 | ||
| 改性双酚A环氧树脂 | 实施例3 | 自制，固体分50.8％ | 200 |
| 颜料 | 钛白(Kronos2310) | 金红石型，Kronos公司产 | 250 |
| 109锌黄(防腐蚀颜料) | 工业品 | 150 | |
| 分散剂 | BYK180 | BYK公司产 | 8 |
| 其中，防腐蚀颜料占颜料总重量的37.5％，颜基比4∶1。 | |||
2.工艺
在洁净的拉缸中，按表5配方量依次加入按实施例3方法制得的改性双酚A环氧树脂、钛白、锌黄和BYK180，用高速分散机分散，同时通冷却水控制温度在40℃以下，1小时后测定细度，达到10μm即可出料，避光保存备用。
实施例6制备预涂卷材用底漆A
1.配方见表6
表6
| 组分 | 原料 | 用量 | ||
| 名称 | 规格 | 重量(kg) | 以固体重量计所占百分比(％) | |
| 环氧树脂 | 实施例2 | 自制，固体分50％ | 107 | 10.49 |
| 全封闭的多异氰酸酯 | 实施例1 | 自制，固体分81.6％ | 147 | 23.53 |
| 颜料浆 | 实施例4 | 自制，固体分83.6％ | 401 | 65.74 |
| 助剂 | 二月桂酸二丁基锡(催干剂) | 分析纯 | 1.2 | 0.24 |
| 溶剂 | 丁基溶纤剂 | 工业品 | 150 | |
| 二甲苯 | 工业品 | 150 | ||
2.工艺
在洁净的调漆釜中，依次投入表6配方量的实施例1的多异氰酸酯、实施例2的液态双酚A环氧树脂、实施例4的颜料浆、二月桂酸二丁基锡和溶剂，搅拌均匀，过滤、包装得到预涂卷材用底漆A，其固体分为53.0％，粘度为105秒(涂-4杯，23℃)。
实施例7制备预涂卷材用底漆B
1.配方见表7
表7
| 组分 | 原料 | 用量 | ||
| 名称 | 规格 | 重量(kg) | 以固体重量计所占百分比(％) | |
| 改性环氧树脂 | 实施例3 | 自制，固体分50.8％ | 215.8 | 19.49 |
| 全封闭的多异氰酸酯 | 实施例1 | 自制，固体分81.6％ | 144.2 | 20.92 |
| 颜料浆 | 实施例5 | 自制，固体分83.6％ | 399 | 59.32 |
| 助剂 | 二月桂酸二丁基锡(催干剂) | 分析纯 | 1.5 | 0.27 |
| 溶剂 | 丁基溶纤剂 | 工业品 | 150 | |
| 二甲苯 | 工业品 | 150 | ||
2.工艺
按上述表7配方量，用实施例6的相同方法制得预涂卷材用底漆B，其固体分为53.0％，粘度为105秒(涂-4杯，23℃)。
实施例8底漆A的样板制备
镀锌板表面经过脱脂、清洗、活化、烘干的前处理后，涂覆实施例6制备的底漆A，涂覆所用线板为RDS的6号线棒。涂覆后的镀锌板在250℃烘箱内烘烤45秒，所得干膜厚度为6μm。
实施例9底漆B的样板制备
除用实施例7的底漆B外，其余均同实施例8。
实施例10盐雾实验
把实施例8和9制备的样板用小刀划叉，确保露出基材，然后采用下述方法进行盐雾实验：样板放置在连续以1kg/cm2压力，24小时连续喷射5％NaCl盐水的35℃盐雾箱中。放置500小时后，采用以下方法来评估腐蚀情况。
①板面起泡：根据ASTMD714-56起泡面积占总面积的比例，用5～0评估：5：0％；4：＜0.2％；3：＜0.5％；2：＜1％；1：＜3％；0：＜3％
②板面锈点：根据ASTM714-56锈点面积占总面积的比例，用5～0评估。5：0％；4：＜0.2％；3：＜0.5％；2：＜1％；1：＜3％；0：＜73％
③锈蚀宽度：测量从划线处到锈蚀的最大宽度的直线距离，参照下面的对应方法评估：5：＜1mm；4：1～2mm；3：2～4mm；2：4～7mm；1：7～10mm；0：＞10mm。
按上述标准评估底漆A(实施例8)和底漆B(实施例9)样板的盐雾实验结果，见表8
表8
| 底漆 | 板面 | 划叉处 | 总计 | |
| 起泡 | 锈点 | |||
| 实施例8 | 5 | 4 | 4 | 13 |
| 实施例9 | 5 | 4 | 4 | 13 |
由表8数据可见，经500小时盐雾实验，底漆A和底漆B综合防腐蚀性能接近最好水平(15)，板面无起泡，板面锈点占总面积的比例＜0.2％，锈蚀宽度≤2mm。
Claims (9)
1、一种预涂卷材用底漆，其特征在于：它是分子量为400～30000的环氧树脂或改性环氧树脂5～30％，用至少两种带活泼氢的封闭剂全封闭的多异氰酸酯5～30％，其中多异氰酸酯的-NCO基的2～55％被聚醚类封闭剂封闭，含防腐蚀颜料的颜料浆35～89％，其中防腐蚀颜料占颜料总量的5～95％以及助剂0.1～5.0％，在溶剂中混合均匀的混合物，其外观为有色的粘稠状液体，23℃涂-4杯粘度为20～200秒，固体分为40～70％，上述百分数均以固体重量计。
2、根据权利要求1所述的底漆，其特征在于：所述分子量为400～30000的环氧树脂是将分子量为400～30000的双酚A环氧树脂用溶剂溶解为液体状态，直接使用；所述改性环氧树脂是将分子量为400～30000的双酚A环氧树脂用溶剂溶解为液体状态后，再用胺类或酸类化合物，用常规方法经开环反应而成，其开环比例占总环氧当量的20～100％。
3、根据权利要求2所述的底漆，其特征在于：所述分子量为400～30000的双酚A环氧树脂是具有相同分子量的双酚A环氧树脂，或者是具有不同分子量的双酚A环氧树脂的混合物；作成改性环氧树脂所用的胺类是二乙胺、二丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚酰胺或者是它们的混合物；作成改性环氧树脂所用的酸类化合物是亚麻油酸、桐油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐或磷酸。
4、根据权利要求1所述的底漆，其特征在于：所述全封闭的多异氰酸酯是由多异氰酸酯，与至少两种带活泼氢的封闭剂，在催化剂存在下，用常规方法反应至NCO值小于0.5％制成的。
5、根据权利要求4所述的底漆，其特征在于：用于制备全封闭的多异氰酸酯的多异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的三聚体、二苯甲烷二异氰酸酯、液化二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、己二异氰酸脂、己二异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体、三甲基己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯，或者是它们的混合物；用于制备全封闭的多异氰酸酯的带活泼氢的封闭剂是醇类、醇醚类、酚类、酰胺类、酮肟类、丙二酸酯类或聚醚类中至少两种的混合物。
6、根据权利要求5所述的底漆，其特征在于：用作封闭剂的醇类是乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类是乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚或丙二醇甲醚；酚类是苯酚、间硝基苯酚、对氯苯酚或邻苯二酚；酰胺类是己内酰胺；酮肟类是甲乙酮肟或环己酮肟；丙二酸酯类是乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯或乙酰丙酮；聚醚类是二羟基聚氧化丙醚、三羟基聚氧化丙醚、聚四氢呋喃二元醇、聚己内酯多元醇或聚碳酸酯二醇。
7、根据权利要求1所述的底漆，其特征在于：所述颜料浆是由颜料和与底漆配方中的环氧树脂或改性环氧树脂相同的树脂，按1∶20～5∶1的固体重量比混合，分散研磨至细度小于10μm制成的，其中的防腐蚀颜料是铬酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、铅酸盐或钨酸盐，其余的颜料是钛白、酞菁蓝、碳黑、氧化铁红、中铬黄、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉或瓷土。
8、根据权利要求1所述的底漆，其特征在于：所述助剂是分散剂、催干剂、流平剂、防沉剂或消泡剂中的一种或几种。
9、根据权利要求1所述的底漆，其特征在于：所述溶剂是芳香烃类中的苯、甲苯、二甲苯或高沸点芳烃溶剂；脂肪烃类中的石油醚、溶剂汽油或环己烷；醇类中的乙醇、丁醇、戊醇、己醇或辛醇；醇醚类中的乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、或丙二醇甲醚；酮类中的丙酮、甲乙酮、环己酮或二丙酮醇；酯类中的乙酸乙酯、乙酸丁酯或乙酸己酯。
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