CN102433058A - 可带锈施工的环氧酯底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机涂料生产技术领域，其目的在于提供一种可带锈施工的环氧酯底漆及其制备方法。本发明所述的环氧酯底漆由以下重量百分比的组份制成：环氧酯树脂20%～30%，稀释溶剂20%～30%，填料15%～25%，铁锈稳定剂15%～25%，活性防锈颜料1%～3%，催干剂0.05%～0.3%，渗透剂0.1%～0.3%。本发明可直接涂刷到有残余锈蚀的金属表面，对锈蚀的金属表面有良好的渗透和稳定的效果，与锈蚀成份发生作用，生成致密稳定的钝化组分，从而对金属起到防护效果，可减少防锈工作量，简化施工工艺，涂膜具有优良的防锈性、耐久性和良好的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及有机涂料生产技术领域，特别涉及一种可带锈施工的环氧酯底漆及其制备方法。
背景技术
目前广泛应用的钢铁防护涂料，往往在涂装之前，要求对金属基材做较为彻底的表面除锈处理，以达到必须的涂层附着强度。虽然除锈工作目前已经采用了机械化、半机械化或化学方法，但实际生产中受各种复杂工况条件的限制，无法应用抛丸、喷砂等机械处理设备，仍有大量的除锈工作需要人工来完成，费时费力，其劳动强度相当繁重。目前已有的带锈涂料主要是磷酸和有机酸类，其主要机理是与铁锈形成稳定的磷化物或络合物，缺点是只能使锈层表面转化，不能渗入内部，且漆膜容易受到环境湿度影响，会产生起泡、松散或脱落等现象。
公开号CN1374357A的发明，公开了一种水性防锈底漆，以核-壳结构的水性环氧酯乳液为基料，与颜料、填料、催干剂、助剂、水等相配合经研磨、分散等工序加工成的一种高性能的水性环氧酯防锈底漆。该水性防锈底漆，在施工时必须要对金属基材做较为彻底的表面除锈处理，若带锈施工，由于该水性防锈底漆中水分含量较高，在漆膜下面铁锈容易继续滋生，使得漆膜与金属基材结合不牢固，漆膜会产生起泡、松散或脱落等现象。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种可带锈施工的环氧酯底漆，它是一种铁锈稳定型金属处理底漆，可直接涂刷到有残余锈蚀的金属表面，对锈蚀的金属表面有良好的渗透和稳定的作用，与锈蚀成份发生作用，生成致密稳定的钝化组分，从而对金属起到防护效果，可减少防锈工作量，简化施工工艺，涂膜具有优良的防腐性、耐久性和良好的机械性能，能与各种面漆配套，尤其适用于钢铁构件及设备不方便做彻底除锈处理的部分区域。
本发明的另一目的在于提供一种带锈施工的环氧酯底漆的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可带锈施工的环氧酯底漆，所述的环氧酯底漆由以下重量百分比的组份制成：环氧酯20%～30%，稀释溶剂20%～30%，填料15%～25%，铁锈稳定剂15%～25%，活性防锈颜料1%～3%，催干剂0.05%～0.3%，渗透剂0.1%～0.3%。
本发明的环氧酯为溶剂型，常温可干，由脂肪酸与双酚A型环氧树脂进行酯化反应得到，二者的配比及分子结构对制造环氧酯的性能起决定性作用。
稀释溶剂来保持涂料适当的粘度，方便施工和利于储存。填料提供一定体质固含量，使涂层保持一定厚度，一般用沉淀碳酸钙或滑石粉。铁锈稳定剂能与铁锈中的水份作用，使铁锈失去活性，发生钝化而使腐蚀停止发展。活性防锈颜料可以提高防锈效果并起到一定防锈的作用。催干剂加快涂层干燥成膜速度。渗透剂用来促使本发明渗透到锈层内部，本发明采用的是金属渗透剂，如美国舒泊润新科攀（Super Lube Syncopen）高效渗透剂。
作为优选，所述的环氧酯由下述重量百分比的组份制成：环氧树脂26%~33%，亚麻油40%~44%，桐油18%~20%，酚醛树脂5~10%。与部分酚醛树脂混配，可以更好地吸附颜料，同时调节成膜性能。本发明涂料产品均为常温干型，如增加酚醛树脂配比可制得性能不同的烘干型涂料产品，烘干温度较低，适应于需要快速施工或潮湿、密封等复杂的现场环境。酚醛树脂加入量不能太多，否则影响本发明的渗透性。
环氧树脂为双酚A型环氧树脂，根据平均分子量大小，适合应用的环氧树脂如E-44、E-51、E-54等。本发明中环氧树脂优选E-44。
作为优选，所述的稀释溶剂选自二甲苯、正丁醇、矿质松节油、松香水中的一种。
作为优选， 所述的填料为沉淀碳酸钙、滑石粉中的一种或两种的组合。
作为优选，所述的铁锈稳定剂选自铁酸钙、铁酸镁、铁酸钡、铁酸锌中的一种或几种的组合。优选铁酸钙。
作为优选，所述的活性防锈颜料为氧化锌或氧化钛。
作为优选，所述的催干剂环烷酸钴、环烷酸锰、氧化铅中的一种或几种的组合，优选环烷酸钴与环烷酸锰得组合。
一种可带锈施工的环氧酯底漆的制备方法，所述的制备方法如下：
（1）制备环氧酯
将环氧树脂和亚麻油混合均匀，在氮气保护条件下，于250~270℃冷凝回流搅拌反应3~5小时，再加入桐油和酚醛树脂，在220~240℃继续反应1~2小时，制得环氧酯；
（2）制备环氧酯底漆
向高速分散机中加入步骤（1）制得的环氧酯，再加入稀释溶剂，使环氧酯溶解，然后添加填料、铁锈稳定剂、活性防锈颜料、渗透剂和催干剂，分散搅拌50min~60min。
在制备环氧酯时，通常是将环氧树脂部分地酯化，因为这样可以更多地保留环氧树脂的特性。环氧酯的酯化程度一般在40～80％。具体的酯化程度则应根据涂膜的性能要求决定。本发明制备常温自干燥的环氧酯时，酯化程度在50％以上，使环氧酯中含有足够的脂肪酸双键，以便进行氧化聚合而干燥。合理适度的把握酯化反应程度是环氧酯制备的关键。反应时需对酯化物pH值进行及时观察监控，酯化程度不到位或过度，都将影响最终涂料成品性能。
本发明的有益效果是：对锈蚀的金属表面有良好的渗透和稳定的效果，与锈蚀成份发生作用，生成致密稳定的钝化组分，从而对金属起到防护效果，可减少防锈工作量，简化施工工艺，涂膜具有优良的防锈性、耐久性和良好的机械性能，能与各种面漆配套，尤其适用于钢铁构件及设备不方便做彻底除锈处理的部分区域。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
（1）制备环氧酯
将环氧树脂和亚麻油混合均匀，在氮气保护条件下，于250℃冷凝回流搅拌反应5小时，再加入桐油和酚醛树脂，在220℃继续反应2小时，制得环氧酯；环氧酯配方见表1；
（2）制备环氧酯底漆
向高速分散机中加入步骤（1）制得的环氧酯，再加入稀释溶剂（矿质松节油），使环氧酯溶解，然后添加填料（滑石粉）、铁锈稳定剂（铁酸钙）、活性防锈颜料（氧化锌）、渗透剂（Syncopen）和催干剂（氧化铅），分散搅拌50min。环氧酯底漆配方见表2。
实施例2
（1）制备环氧酯
将环氧树脂和亚麻油混合均匀，在氮气保护条件下，于270℃冷凝回流搅拌反应3小时，再加入桐油和酚醛树脂，在240℃继续反应1小时，制得环氧酯；环氧酯配方见表1；
（2）制备环氧酯底漆
向高速分散机中加入步骤（1）制得的环氧酯，再加入稀释溶剂（二甲苯），使环氧酯溶解，然后添加填料（沉淀碳酸钙）、铁锈稳定剂（铁酸钙+铁酸镁）、活性防锈颜料（氧化钛）、渗透剂（Syncopen）和催干剂（环烷酸钴+环烷酸锰），分散搅拌60min。环氧酯底漆配方见表2。
实施例3
（1）制备环氧酯
将环氧树脂和亚麻油混合均匀，在氮气保护条件下，于260℃冷凝回流搅拌反应4小时，再加入桐油和酚醛树脂，在230℃继续反应1小时，制得环氧酯；环氧酯配方见表1；
（2）制备环氧酯底漆
向高速分散机中加入步骤（1）制得的环氧酯，再加入稀释溶剂（松香水），使环氧酯溶解，然后添加填料（沉淀碳酸钙11.4%+滑石粉8.3%）、铁锈稳定剂（铁酸钙）、活性防锈颜料（氧化锌）、渗透剂（Syncopen）和催干剂（环烷酸钴0.03%+环烷酸锰0.02%），分散搅拌55min。环氧酯底漆配方见表2。
表1 环氧酯配方
| 实施例 | 环氧树脂 | 亚麻油 | 桐油 | 酚醛树脂 |
| 实施例1 | 30%（E-51） | 40% | 20% | 10% |
| 实施例2 | 33%（E-44） | 44% | 18% | 5% |
| 实施例3 | 26%（E-44） | 44% | 20% | 10% |
表2环氧酯底漆配方
| 组份 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 环氧酯 | 20% | 30% | 29.6% |
| 稀释溶剂 | 30% | 20% | 29.6% |
| 填料 | 25% | 21.5% | 19.7% |
| 铁锈稳定剂 | 23.6% | 25% | 19.7% |
| 活性防锈颜料 | 1% | 3% | 1.2% |
| 催干剂 | 0.3% | 0.2% | 0.05% |
| 渗透剂 | 0.1% | 0.3% | 0.15% |
实施例4
本实施例的制备方法和环氧酯配方同实施例3，不同之处在于环氧酯底漆配方：环氧酯30%，稀释溶剂30%（松香水），填料15%（沉淀碳酸钙11%+滑石粉4%），铁锈稳定剂22.7%（铁酸钙），活性防锈颜料2%（氧化锌），催干剂0.1%（环烷酸钴0.05%+环烷酸锰0.05%），渗透剂0.2%（Syncopen）。
实施例5
本实施例的制备方法和环氧酯配方同实施例3，不同之处在于环氧酯底漆配方：环氧酯30%，稀释溶剂30%（松香水），填料22.6%（沉淀碳酸钙11.6%+滑石粉11%），铁锈稳定剂15%（铁酸钙），活性防锈颜料2%（氧化锌），催干剂0.2%（环烷酸钴0.1%+环烷酸锰0.1%），渗透剂0.2%（Syncopen）。
本发明的常规指标如下：
体积固体份：48%
（涂四25℃）黏度：56秒
比重：1.67千克/升
闪点：29℃
（25℃） 干燥时间：表干≦1h，实干≦24 h
干膜厚度：50～60mm
湿膜厚度：90～110mm
施工参考：
底材处理St1级（一般性手工和动力工具除锈，钢材表面无浮锈、无可见的油脂和污垢，无附着不牢的氧化皮和浮尘）。涂装方式为刷涂或喷涂，涂装1～2遍，干膜厚度控制50～120mm，复途间隔：120℃烘干1h后，或自干24h后，底材温度应高于露点3℃以上，相对湿度85%以下，雨雪天及气温5℃以下不宜施工。配合面漆：环氧面漆、醇酸面漆、氯化橡胶面漆
铁锈稳定耐蚀机理：本发明基料为环氧酯，与钢铁具有优良的层间附着力，对表面略微粗糙的工件表面亦能很好的渗透成膜。涂装到带锈的金属表面后，铁酸盐可与铁锈中的水分作用，使铁锈失去活性，发生钝化，使腐蚀停止，同时本发明能高效渗透到锈层内部，使钝化的锈粒固定在基体表面从而与外界环境隔绝。
耐腐蚀测试：
盐雾腐蚀测试1000h无明显变化，5%NaCl盐水浸泡6个月漆膜无锈蚀，大气暴晒试验（舟山6-8月份）2个月漆膜完整无脱落鼓泡翘起现象。
应用实例：浙定62109运输船船舱甲板涂装本发明的底漆9平米，配涂氯化橡胶面漆。一年后，测试面个别部位出现漆膜缺失，呈现黑色金属基底，无鼓泡和漆膜松散现象，涂层破损率小于2%。对比测试面积（环氧富锌防锈底漆+氯化橡胶面漆）涂层破损率10%以上，且涂层边缘有翘起现象。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1. 一种可带锈施工的环氧酯底漆，其特征在于：所述的环氧酯底漆由以下重量百分比的组份制成：环氧酯20%～30%，稀释溶剂20%～30%，填料15%～25%，铁锈稳定剂15%～25%，活性防锈颜料1%～3%，催干剂0.05%～0.3%，渗透剂0.1%～0.3%。
2.根据权利要求1所述的可带锈施工的环氧酯底漆，其特征在于：所述的环氧酯由下述重量百分比的组份制成：环氧树脂26~33%，亚麻油40~44%，桐油18~20%，酚醛树脂5~10%。
3.根据权利要求1或2所述的可带锈施工的环氧酯底漆，其特征在于：所述的稀释溶剂选自二甲苯、正丁醇、矿质松节油、松香水中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的可带锈施工的环氧酯底漆，其特征在于：所述的填料为沉淀碳酸钙、滑石粉中的一种或两种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的可带锈施工的环氧酯底漆，其特征在于：所述的铁锈稳定剂选自铁酸钙、铁酸镁、铁酸钡、铁酸锌中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或2所述的可带锈施工的环氧酯底漆，其特征在于：所述的活性防锈颜料为氧化锌或氧化钛。
7.根据权利要求1或2所述的可带锈施工的环氧酯底漆，其特征在于：所述的催干剂环烷酸钴、环烷酸锰、氧化铅中的一种或几种的组合。
8.一种如权利要求1或2所述的可带锈施工的环氧酯底漆的制备方法，其特征在于：所述的制备方法如下：
（1）制备环氧酯
将环氧树脂和亚麻油混合均匀，在氮气保护条件下，于250~270℃冷凝回流搅拌反应3~5小时，再加入桐油和酚醛树脂，在220~240℃继续反应1~2小时，制得环氧酯；
（2）制备环氧酯底漆
向高速分散机中加入步骤（1）制得的环氧酯，再加入稀释溶剂，使之溶解，然后添加填料、铁锈稳定剂、活性防锈颜料、渗透剂和催干剂，分散搅拌50min~60min。
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