CN107586493A - 水基底漆组合物、由其获得的底漆及含该底漆的双层体系 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种水基底漆组合物、由其获得的底漆及含该底漆的双层体系，所述水基底漆组合物包含具有至少一个反应性基团的可交联共聚物的粘合剂乳液体系、基于磷酸锌的防锈颜料，以及水。本公开还涉及由该水基底漆组合物获得的底漆、含有该底漆和由水基面漆组合物获得的面漆的双层涂覆体系、利用该水基底漆组合物涂覆制品表面以获得双层涂覆体系的方法、以及该水基底漆组合物用于涂覆在腐蚀环境为C3或比C3更低的环境下使用的钢结构件的用途。

Description

水基底漆组合物、由其获得的底漆及含该底漆的双层体系

技术领域

本公开涉及防腐蚀涂料组合物，具体地涉及水基底漆组合物、由该水基底漆组合物获得的底漆、以及涂覆于基材上的包括该底漆和由水基面漆组合物获得的面漆的双层体系，其中该基材可以是经过合适表面处理的钢材，也可以是预涂有车间底漆的钢材。

背景技术

防腐蚀涂料组合物广泛用于航海和海运工业中，还可用于例如桥梁、集装箱、精炼厂、石油化工工业、发电厂、储存罐、起重机、风车和民用结构例如机场、建筑物的钢结构部件等。这种涂料组合物可基于若干粘合剂体系，例如基于硅酸酯、环氧树脂、聚氨酯、环化橡胶、苯氧树脂等的粘合剂体系。

涂料组合物通常包括底漆组合物、中间漆组合物以及面漆组合物。底漆组合物目前主要包括以下两类：基于(有机)溶剂的溶剂型底漆组合物、以及基于水的水基底漆组合物。

溶剂型底漆组合物产生大量挥发性有机物(VOC)，仅仅以集装箱工业为例，目前使用的溶剂型底漆组合物估计每年排放超过10万吨VOC，这不仅对于环境产生大量污染，同时对于操作者的健康也造成很大危害。近来出于对环境问题以及对于操作者健康的日益关注，水基底漆组合物获得了更加广泛的关注和发展。

在目前工业上使用的水基涂料组合物中，特别是在用于制备底漆层的底漆组合物中，为了确保底漆的耐腐蚀性，通常需要在底漆组合物中包含锌组分。在这种含锌的底漆中，锌充当牺牲阳极材料并保护成为阴极的基材例如钢基材。底漆的耐腐蚀性取决于锌底漆能形成导电回路，只要保持体系的导电性并且存在足够的锌来充当阳极，那么基材例如钢基材就会得到电化学保护。因此，锌底漆中的锌颗粒需要紧密堆积并且通常利用非常高的锌粉含量来配制锌底漆。

为了降低成本并同时能有效地对包括钢材在内的各种基材提供防护，已经使用各种方法来降低锌粉含量。例如US 6,287,372公开了通过引入陶瓷微球来减少组合物中锌粉的含量。

然而，仍然需要以有效成本并限制锌粉用量的方式来改善底漆的包括耐腐蚀性在内的各种性能。此外，在本领域中，除了耐腐蚀性之外，特别是在例如普通干货集装箱领域，针对包括底漆在内的各涂层的各种机械和化学性能例如硬度、耐水性、耐冲击性、以及粘合性等诸多方面具有特定的要求。

为了获得更好的机械和腐蚀防护性能等，在用于制品例如普通干货集装箱的涂层体系中，除了底漆和面漆之外，通常还需要在二者之间设置中间漆。换言之，为了确保涂层的上述各种性能，目前特别是在用作外部涂覆体系的涂覆体系中，使用的基本上是底漆-中间漆-面漆的三层涂覆体系。

发明内容

本公开旨在解决现有技术中存在的技术问题中的一个或更多个。

本发明人通过大量的研究出乎意料地发现：在将特定的粘合剂体系即包含具有至少一个反应性基团的可交联的共聚物乳液的水基粘合剂乳液体系与特定的防锈颜料即基于磷酸锌的防锈颜料组合使用的情况下，与常规的富锌底漆组合物相比，能够在完全不使用锌粉的情况下，依然获得具有良好性能的底漆。

本发明人通过大量的研究还出乎意料地发现：利用本发明的底漆组合物不仅能够获得具有良好性能的底漆，而且该底漆能够在无需中间漆的情况下与面漆良好地组合在一起以提供完全不同于现有技术的双层涂覆体系，该双层涂覆体系不仅在耐水性、耐腐蚀性、粘合性和耐冲击性等方面具有优异的性能，而且完全不使用锌粉，所以能够提高成本的有效性。此外，由于本公开使用的是水基底漆组合物而非溶剂型底漆组合物，所以本发明还显著降低了VOC排放。

本公开通过提供如下所述的水基底漆组合物、由该水基底漆组合物获得的底漆、以及包括该底漆和由水基面漆组合物获得的面漆的双层体系，从而解决了现有技术中存在的技术问题中的一个或更多个。即，本公开不仅能够完全不使用锌粉从而降低成本，而且由于使用水性体系所以还显著降低了VOC的排放。

本公开涉及以下实施方案。

在一个实施方案中，本公开提供一种水基底漆组合物，包含基于所述组合物的总重量的以重量百分比计的以下组分：

a)30wt％至70wt％的包含具有至少一个反应性基团的可交联的共聚物乳液的粘合剂乳液体系，

b)5wt％至20wt％的基于磷酸锌的防锈颜料，

c)5wt％至20wt％的水。

在本公开中，上述水含量并不包括乳液中的水在内。

在一个实施方案中，所述粘合剂乳液体系包括能够由环氧乳液固化的丙烯酸共聚物乳液。

在一个实施方案中，所述粘合剂乳液体系包含反应性的可交联粘合剂体系，所述反应性的可交联粘合剂体系包括可交联的丙烯酸共聚物乳液，所述丙烯酸共聚物乳液能够由环氧乳液固化。

在一个实施方案中，所述丙烯酸共聚物乳液包含以下组分中的两种或更多种：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸、羟基丙烯酸酯、羟基甲基丙烯酸酯、以及及苯乙烯改性的丙烯酸酯。

在一个实施方案中，所述共聚物乳液包含至少一个能够与环氧基团反应的官能团，所述官能团选自以下中的一种或更多种：羧基、氨基、羟基或者酰胺基。

在一个实施方案中，所述环氧乳液包含以下组分中的一种或更多种：双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚A/双酚F环氧树脂、环氧酚醛树脂、基于双酚A的环氧树脂在水中乳化的乳液或分散体。

在一个实施方案中，所述粘合剂乳液体系的水含量为30wt％至60wt％，优选40wt％至55wt％，更优选45wt％至55wt％。

在一个实施方案中，所述基于磷酸锌的防锈颜料选自以下中的一种或更多种：磷酸锌铝、磷酸锌锰、磷酸锌铁、磷酸锌钼、磷酸锌、以及磷酸锌改性化合物。

在一个实施方案中，所述水基底漆组合物还包含选自以下中的一种或更多种添加剂：选自二氧化钛、氧化铁黄、氧化铁红、钴蓝、铋颜料、有机颜料和碳黑着色剂中的一种或更多种的颜料，pH调节剂如氢氧化铵，其它防锈剂如亚硝酸钠，分散剂如聚丙烯酸铵盐，杀生物剂如异噻唑酮和溴硝醇的混合物，填料如滑石、霞石正长岩、硫酸钡、碳酸钙、云母、云母氧化铁和硅酸盐，消泡剂如不含硅酮的多元醇消泡剂，发泡调节剂，增稠剂如膨润土增稠剂和聚氨酯聚合物增稠剂，成膜助剂如2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(Texanol)、丙二醇、乙二醇单甲醚，改性剂如聚氨酯嵌段共聚物，润湿剂，有机粘土，流变剂如二氧化硅气凝胶，流平剂，溶剂如醇如C_1-6的醇(如乙醇、丙醇和无水乙醇)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丙二醇、乙二醇醚、二甲苯、甲苯、酮，防腐剂，以及其它助剂如聚硅氧烷乳液、改性的聚硅氧烷乳液，特别是利用氨基官能团硅酮树脂改性的聚硅氧烷乳液，。

在一个实施方案中，所述粘合剂乳液体系在所述水基底漆组合物中的存在量以重量计为35wt％至65wt％，优选40wt％至60wt％，更优选45wt％至60wt％，进一步优选50wt％至60wt％。

在一个实施方案中，所述基于磷酸锌的防锈颜料在所述水基底漆组合物中的存在量以重量计为6wt％至16wt％，优选7wt％至12wt％，更优选8wt％至10wt％。

在一个实施方案中，所述水在所述水基底漆组合物中的存在量以重量计为6wt％至15wt％，优选7wt％至10wt％。该水含量不包含乳液的水含量。

在一个实施方案中，本公开提供一种包含根据本公开所限定的水基底漆组合物的套件，所述套件包括两个或更多个容器，其中一个容器包含环氧乳液作为固化剂，并且所述水基底漆组合物的其余组分包含在其它容器中。

在一个实施方案中，本公开提供一种底漆，其由根据本公开所述的水基底漆组合物获得。

在一个实施方案中，本公开提供一种双层涂覆体系，其包括由根据本公开所述的水基底漆组合物获得的底漆、以及由水基面漆组合物获得的面漆。

在一个实施方案中，用于形成本公开所述的双层涂覆体系的水基面漆组合物包含以重量计的以下组分：

a)30wt％至70wt％的包含丙烯酸共聚物乳液的粘合剂乳液体系，

b)5wt％至20wt％的水(该水含量不包含乳液中的水在内)，

c)10wt％至60wt％的添加剂，所述添加剂选自以下中的一种或更多种：选自二氧化钛、氧化铁黄和碳黑着色剂中的一种或更多种的颜料，pH调节剂如氢氧化铵，防锈剂如亚硝酸钠、磷酸锌，分散剂如聚丙烯酸铵盐，杀生物剂如异噻唑酮和溴硝醇的混合物，填料如滑石、霞石正长岩、硫酸钡、碳酸钙，消泡剂如不含硅酮的多元醇消泡剂，发泡调节剂，增稠剂如膨润土增稠剂和聚氨酯聚合物增稠剂，成膜助剂如2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丙二醇、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚，改性剂如聚氨酯嵌段共聚物，润湿剂，有机粘土，流变剂如二氧化硅气凝胶，流平剂，聚硅氧烷乳液、改性的聚硅氧烷乳液，特别是利用氨基官能团硅酮树脂改性的聚硅氧烷乳液，以及防腐剂。

在一个实施方案中，所述丙烯酸共聚物乳液包含以下组分中的两种或更多种：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸、羟基丙烯酸酯、羟基甲基丙烯酸酯、以及及苯乙烯改性的丙烯酸酯。

在一个实施方案中，本公开提供一种涂覆制品表面以获得双层涂覆体系的方法，包括：向制品表面的至少一部分施加根据本公开的水基底漆组合物，以及随后在其上涂覆根据本公开的水基面漆组合物。

在一个实施方案中，本公开提供一种根据本公开所述的水基底漆组合物用于涂覆在根据ISO 12944标准定义的腐蚀环境为C3或比C3更低的环境下使用的钢结构件的用途。

在一个实施方案中，所述钢结构件包括集装箱、重型机械设备、民用建筑钢结构、港口或机场的机械设备，以及桥梁、精炼厂、石油化工工业、发电厂、储存罐、起重机、风车和民用结构例如大型场馆、建筑物的钢结构部件。

在一个实施方案中，本公开提供一种根据本公开的水基底漆组合物用于涂覆货运和海运集装箱的用途。

在本公开中，通过将粘合剂乳液体系特别是丙烯酸共聚物乳液-环氧乳液体系与防锈涂料特别是基于磷酸锌的防锈颜料、尤其是磷酸锌铝组合使用，不仅使所得到的底漆具有良好的机械和化学性能例如耐水性、耐腐蚀性、粘合性和耐冲击性等，而且完全不使用锌粉；此外，该底漆可以与面漆组合在一起以提供双层体系，从而避免了中间漆的使用；进一步地，由于利用的底漆组合物和面漆组合物均为水基涂覆体系，所以与溶剂型涂料组合物相比，还显著降低了VOC的排放。

在本公开中，由于利用丙烯酸共聚物乳液-环氧乳液体系，所以在将二者混合以获得根据本公开的水基底漆组合物、以及在该水基底漆组合物的施用和随后固化为漆膜的过程中，由于丙烯酸共聚物乳液中含有与环氧基团反应的官能团，所以能够与环氧乳液中的环氧基团发生反应，从而形成交联的网状结构，由此使所得到的底漆以及相应得到的包含该底漆的双层涂覆体系获得了良好的机械和防腐蚀性能。

在本公开中，通过在该丙烯酸共聚物乳液-环氧乳液体系中引入基于磷酸锌的防锈颜料、尤其是磷酸锌铝，经由上述组分的协同作用，使由此所得到的底漆获得了良好的机械和防腐蚀性能。

在本公开中，通过将根据本公开的水基底漆组合物与同样是水基的面漆组合物进行组合使用，能够获得具有良好的机械和化学性能的双层涂覆体系，从而避免了中间漆的使用，不仅节省了成本，而且减少了工艺步骤。

具体实施方式

粘合剂乳液体系

在本公开的底漆组合物中，其中所包含的粘合剂乳液体系包括具有至少一个反应性基团的可交联的共聚物乳液。在本公开中，所述可交联的共聚物乳液指的是如下乳液：其通过对常规共聚物乳液进行改性或修饰以具有至少一个反应性基团，由此该反应性基团能够与其他乳液中的基团如环氧乳液中的环氧基团发生进一步反应以得到交联的网状结构。在本公开中，所述共聚物乳液可以是能够由环氧乳液固化的丙烯酸共聚物乳液，在该体系中，在将丙烯酸共聚物乳液和环氧乳液混合以制备本公开的水基底漆组合物、以及在该水基底漆组合物的后续应用和固化期间，由于丙烯酸共聚物乳液中含有至少一个与环氧基团反应的官能团，所以该丙烯酸共聚物乳液能够与环氧乳液进行反应以形成交联的网状结构。

丙烯酸共聚物乳液

在本公开的底漆组合物中，丙烯酸共聚物乳液通常经由各种丙烯酸类单体在水中在引发剂存在下在乳化剂的作用下进行乳液聚合得到。在本公开中，丙烯酸共聚物乳液包含至少一个能够与环氧基团反应的官能团，所述官能团选自以下中的一种或更多种：羧基、氨基、羟基或者酰胺基。

在本公开中，所述丙烯酸共聚物乳液的水含量为30wt％至70wt％，优选为35wt％至65wt％，进一步优选为40wt％至60wt％，更进一步优选为45wt％至55wt％。

环氧乳液

环氧乳液通常由环氧树脂在水中在乳化剂的作用下进行乳化获得。在本公开中，环氧乳液的水含量为30wt％至70wt％，优选为35wt％至65wt％，进一步优选为40wt％至60wt％，更进一步优选为45wt％至55wt％。

可用于本公开的环氧乳液中的环氧树脂包括但不限于：双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚A/双酚F环氧树脂、环氧酚醛树脂、基于双酚A的环氧树脂在水中乳化的乳液或分散体。

基于磷酸锌的防锈颜料

在本公开中，基于磷酸锌的防锈颜料包括但不限于：磷酸锌铝、磷酸锌锰、磷酸锌铁、磷酸锌钼、磷酸锌、以及磷酸锌改性得到的各种化合物。

涂料组合物的制备

在本公开中，底漆组合物和面漆组合物可以通过涂料生产领域常用的任意合适的技术来制备。因此，各种成分可以使用高速分散器、球磨机、珠磨机、三辊滚轧机等混合到一起。根据本发明的涂料组合物包括底漆组合物和面漆组合物可以使用袋式过滤器、帕顿式过滤器、丝网间隙过滤器、楔形丝网过滤器、金属边缘过滤器等进行过滤，或通过振动过滤来进行过滤。

根据本公开的涂料组合物包括底漆组合物和面漆组合物通过混合两种或更多种组分，例如两种预混合物来制备。应理解，当提及涂料组合物包括底漆组合物和面漆组合物时，它是备好待用的混合的涂料组合物。

作为一个实例，根据本公开的底漆组合物包括：含丙烯酸共聚物乳液的基础组分、以及含环氧乳液的固化剂组分，在使用时，将含丙烯酸共聚物乳液的基础组分和含环氧乳液的固化剂组分进行混合并充分搅拌直到混合物均匀为止。混合物立即可施用，例如通过喷涂施用。

涂料组合物的施用

在本公开中，包括底漆组合物和面漆组合物在内的涂料组合物可以通过公知的标准施用方法施用到基材尤其是钢结构，所述方法如常规的空气喷涂或者通过无气-或混气-喷涂设备，或者作为替代方案利用刷涂或辊涂，尤其是当用作条状涂层和修补涂层时。在本公开中，根据本公开的底漆组合物和面漆组合物适用于标准的施工喷涂设备，而无需额外的设备投入。

在本公开中，还涉及利用根据本公开的水基底漆组合物、以及水基面漆组合物来制备双层涂覆体系的方法，所述方法包括：

(i)将根据本公开的水基底漆组合物施用于制品例如钢结构制品表面的预定部分上，由此在所述表面上形成可自然干燥或烘烤固化的底漆膜，该底漆膜优选采用烘烤固化成膜，

(ii)使可固化的底漆膜至少部分固化，由此形成底漆涂层，

(iii)将面漆组合物施用于底漆涂层上，由此在底漆涂层上形成可固化的面漆膜，和

(iv)使可固化的面漆膜固化，并且如果需要的话使底漆涂层完全固化，由此形成由底漆和面漆组成的双层涂覆体系。

膜厚度

在本公开中，双层涂覆体系的总干膜厚度通常为40μm至200μm，优选为50μm至150μm，更优选80μm至120μm。

与常规的用于外部涂覆的底漆-中间漆-面漆的三层涂覆体系相比，根据本公开获得的双层涂覆体系可以显著降低涂覆体系的厚度，由此减少了工艺步骤和成本；此外，即使与包括中间漆的底漆-中间漆-面漆的三层涂覆体系相比，根据本公开的双层涂覆体系的机械和化学性能例如耐腐蚀性、耐冲击性等与之基本相当，或者甚至更好。

在本公开中，根据一个实施方案，双层涂覆体系的厚度如下：

(i)第一层即底漆的干膜厚度为20μm至100μm，优选30μm至80μm，更优选40μm至60μm；和

(ii)第二层即面漆的干膜厚度为20μm至100μm，优选30μm至80μm，更优选40μm至50μm。

实施例

底漆组合物的制备

以以下方式来制备组分1：

在2.5升罐中，将防锈颜料、颜料、填料、添加剂以及水按照如下表1给出的组成加入，用配备有叶轮盘(直径90mm)的高速混合器混合均匀，然后混合丙烯酸共聚物乳液和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯并搅拌均匀。

以以下方式来制备组分2：

在2.5升罐中，将环氧乳液与添加剂和水按照如下表1给出的组成加入，随后在用配备有叶轮盘(直径90mm)的混合器混合均匀。

在使用前，将组分2添加至组分1中并混合均匀，以获得总重为1kg的底漆组合物。

表1：底漆组合物P1、P2和P3的组成(重量份数)

测试方法

测试板的制备

钢板(10×15cm×1.6mm)为表面轮廓相当于BN 9(Rugotest No.3)的喷砂处理至Sa 2.5(ISO 8501-1)的碳钢。利用根据本公开的底漆组合物涂覆该钢板，在涂覆之后，使板在23±2℃的温度和50±5％相对湿度下干燥放置7天。

抗冲击性测试

在本公开中，根据ASTM D2794/10对所得底漆的抗冲击性(包括抗正面冲击性和抗反面冲击性)进行测定，结果示于表2中。本公开的底漆组合物P1、P2和P3的性能均良好，下面以底漆组合物P1为例阐述所获得的性能。

抗弯曲性测试

在本公开中，根据GB/T 1731对所得底漆的抗弯曲性进行测定，结果示于表2中。

粘合性测试

在本公开中，根据ASTM D3359/15对所得底漆的粘合性进行测定，结果示于表2中。

硬度测试

在本公开中，根据GB/T 6739对所得底漆的硬度进行测定，结果示于表2中。

耐盐水性测试

在本公开中，根据GB/T 9274对所得底漆的耐盐水性进行测定，结果示于表2中。

耐水性测试

在本公开中，根据GB/T 1733对所得底漆的耐水性进行测定，结果示于表2中。

表2：根据本公开的底漆组合物P1的测试结果

由上表2可以看出，根据本公开的底漆组合物P1制备的底漆具有良好的抗冲击性、抗弯曲性、粘合性、硬度、耐盐水性以及耐水性。

接下来，将利用根据本公开的底漆组合物获得的底漆与利用下表3的水性面漆组合物获得的面漆组合在一起，以获得根据本公开的双层涂覆体系，并对其机械和化学性能进行评价。

具体来说，将根据本公开的底漆组合物P1涂覆于测试板上，在40摄氏度下进行干燥0.5小时，随后再涂覆面漆组合物，然后在80摄氏度下进行干燥0.5小时，以得到根据公开的包含底漆-面漆的双层涂覆体系。此外，本公开还利用市售产品的水基底漆组合物、水基中间漆组合物和水基面漆组合物，制备了用于外部涂覆体系的包括底漆-中间漆-面漆的三层涂覆体系，并且还利用市售产品的水基底漆组合物和水基面漆组合物制备了用于内部涂覆体系的底漆-面漆的双层涂覆体系，并对上述体系进行评价。关于上述市售产品的细节，将在后续部分中进行描述，

在本公开中，将用于外部涂覆体系的外面漆组合物T1和用于内部涂覆体系的内面漆组合物T2与根据本公开的底漆组合物P1组合使用，以制备根据本公开的双层涂覆体系。用于外部涂覆体系的外面漆组合物T1和用于内部涂覆体系的内面漆组合物T2的组成如下表3所示出。

表3：与根据本公开的底漆组合物P1组合使用的用于外部涂覆体系的外面漆组合物T1和用于内部涂覆体系的内面漆组合物T2的组成

在本公开的各实施例中给出了各组合物的具体组成，关于各组分的含量，均以重量份计；关于所涉及的各组合物的总重量，在实施例中，除非有明确相反的记载，否则所得到的各组合物的总重量为1kg。

在本公开中使用的水基的市售产品如下所述：用于外部涂覆体系和内部涂覆体系的底漆组合物P4，Hempel’s EcoBoxcoat ZINC 18360，其为富锌底漆组合物；用于外部涂覆体系的中间漆组合物M1，Hempel’s EcoBoxcoat Primer 18300，其为环氧中间漆组合物；用于外部涂覆体系的面漆组合物T3，Hempel’s EcoBoxcoat Topcoat 58000，其为丙烯酸外面漆组合物；用于内部涂覆体系的面漆组合物T4，Hempel’s EcoBoxcoat Interior 48230，其为丙烯酸内面漆组合物。

此外，在本公开中使用的市售产品的溶剂型底漆组合物、溶剂型中间漆组合物和溶剂型面漆组合物如下所述：用于内部涂覆体系和外部涂覆体系的溶剂型环氧富锌底漆组合物S1，Hempadur ZINC 15360，其为富锌环氧底漆组合物；用于外部涂覆体系的溶剂型环氧中间漆组合物S2，Hempadur Primer 15300，其为环氧中间漆组合物；用于内部涂覆体系的溶剂型环氧面漆组合物S3，Hempadur HiBuild Topcoat 45200，其为环氧内面漆组合物；用于外部涂覆体系的溶剂型丙烯酸面漆组合物S4，Hempatex 56430，其为环氧外面漆组合物。

此外，本公开还将根据本公开的底漆组合物和面漆组合物获得的双层涂覆体系与利用市售的溶剂型底漆组合物、中间漆组合物和面漆组合物所获得的双层涂覆体系(用于内部涂覆)或三层涂覆体系(用于外部涂覆)的各种性能进行了对比，结果如下表4至5所示。

针对在本公开中所得到的双层或三层涂覆体系，除了进行上述测试之外，还进行了如下测试。

防锈性测试

在本公开中，根据ASTM D610/10对所得双层或三层涂覆体系的防锈性进行测定，结果示于下表4至5中。

锈蚀蔓延性测试

在本公开中，根据ASTM D1654/10对所得双层或三层涂覆体系的锈蚀蔓延性进行测定，结果示于下表4至5中。

颜色测试

在本公开中，根据ASTM D2244/3对所得的用于外部涂覆体系的双层或三层涂覆体系的颜色进行测定，结果示于下表4至5中。

光泽度测试

在本公开中，根据ASTM D 523/2对所得的用于外部涂覆体系的双层或三层涂覆体系的光泽度进行测定，结果示于下表4至5中。

为了对所得双层或三层涂覆体系的综合性能进行评价，利用本领域通用的国际集装箱出租者协会(The Institute of International Container Lessors，IICL)给出的测试标准对所得双层或三层涂覆体系进行测试并打分，结果示于下表4至5中。

表4用于外部涂覆体系的三层涂覆体系(在本公开中也称为“EcoBoxcoat三层外涂覆体系”)、根据本公开的双层涂覆体系、以及基于溶剂的三层外部涂覆体系(在本公开中也称为“Hempadur/Hempatex三层外涂覆体系”)的IICL测试结果

由上表4可以看出，根据本公开的底漆组合物P1在用于外部涂覆体系时，能够在无需形成中间漆的情况下，与用于外部涂覆体系的外面漆T1一起组合形成双层涂覆体系；与使用市售产品的水性的底漆-中间漆-面漆的三层涂覆体系相比，该双层涂覆体系不仅省去了中间漆，从而提高了生产涂敷效率，而且还获得了和市售产品至少一样好的性能，在某些性能例如在抗反面冲击性方面甚至得到了一定程度的提高，进而综合性能得到了进一步提高。与使用市售产品的溶剂型的底漆-中间漆-面漆的三层涂覆体系相比，根据本公开得到的双层涂覆体系不仅能够省去了中间漆，从而提高了生产涂敷效率，而且还获得了和市售产品至少一样好的性能，在某些性能方面甚至得到了一定程度的提高；此外，VOC排放显著降低(以下还将对此给出进一步说明)。

表5用于内部涂覆体系的使用市售产品的水基的双层涂覆体系(在本公开中也称为“EcoBoxcoat双层内涂覆体系”)、根据本公开的双层内涂覆体系、以及基于溶剂的双层内部涂覆体系(在本公开中也称为“Hempadur/Hempatex双层内涂覆体系”)的IICL测试结果

由上表5可以看出，根据本公开的底漆组合物P1在用于内部涂覆体系时，与用于内部涂覆体系的内面漆组合物T2一起组合形成双层涂覆体系；与由市售水基产品的底漆组合物获得的底漆-面漆的双层涂覆体系相比，根据本公开的双层涂覆体系获得了和市售产品至少一样好的性能，在某些性能如耐水性以及抗冲击性特别是抗反面冲击性方面甚至得到了一定程度的提高，进而综合性能甚至得到了进一步的提高。与市售的溶剂型的底漆组合物和面漆组合物获得的底漆-面漆的双层涂覆体系相比，根据本公开得到的双层涂覆体系的性能至少处于相同水平，其中某些性能甚至得到了进一步的提高，并且VOC排放显著降低(以下还将对此给出进一步说明)。

以下根据ASTM D3960，对根据本公开的底漆-面漆的双层涂覆体系与市售的溶剂型底漆-中间漆-面漆三层涂覆体系以及市售的水基的底漆-中间漆-面漆三层涂覆体系在用于20英尺标准集装箱涂覆时的VOC排放进行了测定，结果如下表6所示。

表6根据本公开的双层涂覆体系相对于市售的溶剂型和水基的三层涂覆体系的VOC排放量

由上述可见，与使用市售产品的溶剂型底漆-中间漆-面漆三层涂覆体系相比，根据本公开的水基的底漆-面漆双层涂覆体系在VOC排放方面大大降低，其VOC排放仅为溶剂型底漆-中间漆-面漆三层涂覆体系的11％，并且即使与水基的EcoBoxcoat参比体系的底漆-中间漆-面漆三层涂覆体系相比，根据本公开的水基的底漆-面漆双层涂覆体系的VOC排放也得到了显著的降低。

申请人指出，尽管以上针对本公开的具体实施方案进行了描述，然而，对本领域技术人员明显的是，在本领域技术人员充分了解了本发明之后完全可以理解，以上给出的内容例如各组分的具体组成和含量是示例性和说明性的，其并不限制本公开的范围，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本公开做出各种修改方案和变化方案。因此，本发明旨在覆盖所附权利要求及其等同方案的范围内的针对本公开的所有的修改方案和变化方案。

Claims (22)

1.一种水基底漆组合物，包含基于所述水基底漆组合物的总重量的以重量百分比计的以下组分：

a)30wt％至70wt％的包含具有至少一个反应性基团的可交联的共聚物乳液的粘合剂乳液体系，

b)5wt％至20wt％的基于磷酸锌的防锈颜料，

c)5wt％至20wt％的水。

2.根据权利要求1所述的水基底漆组合物，其中所述粘合剂乳液体系包括能够由环氧乳液固化的丙烯酸共聚物乳液。

3.根据权利要求2所述的水基底漆组合物，其中所述丙烯酸共聚物乳液包含以下组分中的两种或更多种：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸、羟基丙烯酸酯、羟基甲基丙烯酸酯、以及苯乙烯改性的丙烯酸酯。

4.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，其中所述共聚物乳液包含至少一个能够与环氧基团反应的官能团，所述官能团选自以下中的一种或更多种：羧基、氨基、羟基或者酰胺基。

5.根据权利要求2所述的水基底漆组合物，其中所述环氧乳液包含以下组分中的一种或更多种：双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚A/双酚F环氧树脂、环氧酚醛树脂、基于双酚A的环氧树脂在水中乳化的乳液或分散体。

6.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，其中所述粘合剂乳液体系的水含量为30wt％至60wt％，优选40wt％至55wt％。

7.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，其中所述基于磷酸锌的防锈颜料选自以下中的一种或更多种：磷酸锌铝、磷酸锌锰、磷酸锌铁、磷酸锌钼、磷酸锌、以及磷酸锌改性化合物。

8.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，其中所述基于磷酸锌的防锈颜料为磷酸锌铝。

9.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，还包含选自以下中的一种或更多种添加剂：选自二氧化钛、氧化铁黄、氧化铁红、钴蓝、铋颜料、有机颜料和碳黑着色剂中的一种或更多种的颜料，pH调节剂如氢氧化铵，其它防锈剂如亚硝酸钠，分散剂如聚丙烯酸铵盐，杀生物剂如异噻唑酮和溴硝醇的混合物，填料如滑石、霞石正长岩、硫酸钡、碳酸钙、云母、云母氧化铁和硅酸盐，消泡剂如不含硅酮的多元醇消泡剂，发泡调节剂，增稠剂如膨润土增稠剂和聚氨酯聚合物增稠剂，成膜助剂如2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丙二醇、乙二醇单甲醚，改性剂如聚氨酯嵌段共聚物，润湿剂，有机粘土，流变剂如二氧化硅气凝胶，流平剂，溶剂如醇如C_1-6的醇(如乙醇、丙醇和无水乙醇)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丙二醇、乙二醇醚、二甲苯、甲苯、酮，防腐剂，以及其它助剂如聚硅氧烷乳液、改性的聚硅氧烷乳液，特别是利用氨基官能团硅酮树脂改性的聚硅氧烷乳液。

10.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，其中所述粘合剂乳液体系在所述水基底漆组合物中的存在量以重量计为35wt％至65wt％，优选40wt％至60wt％，更优选45wt％至60wt％，进一步优选50wt％至60wt％，

11.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，其中所述基于磷酸锌的防锈颜料在所述水基底漆组合物中的存在量以重量计为6wt％至16wt％，优选7wt％至12wt％，更优选8wt％至10wt％。

12.根据前述权利要求中任一项所述的水基底漆组合物，其中所述水在所述水基底漆组合物中的存在量以重量计为6wt％至15wt％，优选7wt％至10wt％。

13.根据权利要求1所述的水基底漆组合物，还包括：5wt％至45wt％的填料和/或颜料，0wt％至10wt％的有机溶剂，1wt％至10wt％的添加剂，以及1wt％至15wt％的固化剂。

14.一种包含如权利要求1至13中任一项所限定的水基底漆组合物的套件，所述套件包括两个或更多个容器，其中一个容器包含环氧乳液作为固化剂，并且所述水基底漆组合物的其余组分包含在其它容器中。

15.一种底漆，其由根据权利要求1至13中任一项所述的水基底漆组合物获得。

16.一种双层涂覆体系，包括由根据权利要求1至13中任一项所述的水基底漆组合物获得的底漆、以及由水基面漆组合物获得的面漆。

17.根据权利要求16所述的双层涂覆体系，其中所述水基面漆组合物包含以重量计的以下组分：

a)30wt％至70wt％的包含丙烯酸共聚物乳液的粘合剂乳液体系，

b)5wt％至20wt％的水，

c)10wt％至60wt％的添加剂，所述添加剂选自以下中的一种或更多种：选自二氧化钛、氧化铁黄、氧化铁红、钴蓝、铋颜料、有机颜料和碳黑着色剂中的一种或更多种的颜料，pH调节剂如氢氧化铵，防锈剂如亚硝酸钠、磷酸锌，分散剂如聚丙烯酸铵盐，杀生物剂如异噻唑酮和溴硝醇的混合物，填料如滑石、硫酸钡、霞石正长岩、碳酸钙、云母、云母氧化铁和硅酸盐，消泡剂如不含硅酮的多元醇消泡剂，发泡调节剂，增稠剂如膨润土增稠剂和聚氨酯聚合物增稠剂，成膜助剂如2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丙二醇、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚，改性剂如聚氨酯嵌段共聚物，润湿剂，有机粘土，流变剂如二氧化硅气凝胶，流平剂，以及防腐剂。

18.根据权利要求16至17中任一项所述的双层涂覆体系，其中所述丙烯酸共聚物乳液包含以下组分中的两种或更多种：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟基丙烯酸、羟基丙烯酸酯、羟基甲基丙烯酸酯、以及苯乙烯改性的丙烯酸酯。

19.一种涂覆制品表面以获得双层涂覆体系的方法，包括：向所述制品表面的至少一部分施加如权利要求1至13中任一项限定的水基底漆组合物，以及随后在其上涂覆如权利要求16至18中任一项限定的水基面漆组合物。

20.根据权利要求1至13中任一项所述的水基底漆组合物用于涂覆在根据ISO 12944标准定义的腐蚀环境为C3或比C3更低的环境下使用的钢结构件的用途。

21.根据权利要求20所述的用途，其中所述钢结构件包括集装箱、重型机械设备、民用建筑钢结构、港口或机场的机械设备、桥梁、石油化工工业如精炼厂、发电厂、储存罐、起重机、风车、大型场馆、建筑物的钢结构部件。

22.根据权利要求1至13中任一项所述的水基底漆组合物用于涂覆货运和海运集装箱的用途。