CN108690456A - 一种水性环氧富锌底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域,具体公开一种水性环氧富锌底漆及其制备方法。所述底漆按重量份数计,包括如下原料:环氧树脂:10‑30份,润湿分散剂:0.1‑0.5份,消泡剂:0.1‑0.5份,成膜助剂:1‑5份,片状锌粉:40‑70份,球状锌粉:4‑20份,磷铁粉:0‑25份,氧化石墨烯:0.2‑2份,气相二氧化硅:0.2‑2份,防闪锈剂:0.1‑0.5份,固化剂:10‑30份,硅酸镁锂:0.1‑1份,去离子水:5‑10份。本发明提供的双组份水性环氧富锌底漆,采用A/B组分,施工简单,VOC含量低,硬度高,附着力、抗冲击性、抗流挂性能优异,且防沉性良好,提高了涂料的储存性能,抗盐雾性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种水性环氧富锌底漆及其制备方法。
背景技术
有机富锌涂料主要指环氧富锌涂料,以环氧树脂作为主要成膜物质,具有附着力良好,对底材的处理要求不高,施工方便等特点。正因为具有上述优点,目前它们在工业防护领域中各自发挥着极其重要的作用,如:集装箱防护普遍选用环氧富锌底漆;船舶的车间底漆防护普遍选用醇溶性无机硅酸锌底漆。但是它们都属于溶剂型涂料,生产和施工过程中使用了大量的有机溶剂,具有较高的挥发性有机化合物(VOC)排放量,不能满足环保的要求。因此,研发环保型富锌底漆显得尤为重要。
而且由于锌粉活泼,容易与水发生反应,因此当前市场上的水性环氧富锌底漆主要采用三组分制备,使用时锌粉单独添加,这种方法制备的水性环氧富锌底漆施工复杂,不适合用于快节奏施工。
发明内容
针对现有富锌涂料VOC含量高、施工复杂等问题,本发明提供一种水性环氧富锌底漆。
进一步地,本发明还提供给一种水性环氧富锌底漆的制备方法。
为达到上述发明目的,本发明实施例采用了如下的技术方案:
一种水性环氧富锌底漆,所述底漆按重量份数计,包括如下原料:环氧树脂:10-30份,润湿分散剂:0.1-0.5份,消泡剂:0.1-0.5份,成膜助剂:1-5份,片状锌粉:40-70份,球状锌粉:4-20份,磷铁粉:0-25份,氧化石墨烯:0.2-2份,气相二氧化硅:0.2-2份,防闪锈剂:0.1-0.5份,固化剂:10-30份,硅酸镁锂:0.1-1份,去离子水:5-10份。
相对于现有技术,本发明提供的水性环氧富锌底漆,选用片状、球状两种锌粉和磷铁粉作为防腐填料,选用氧化石墨烯搭配气相二氧化硅作为防沉助剂,选用氧化石墨烯搭配硅酸镁锂作为抗流挂助剂,氧化石墨烯比石墨烯更亲水,容易分散在涂料中,同时方便A/B组分混合;硅酸镁锂与固化剂等成分混合,形成B组分,具有良好的亲水性,这种搭配,方便A/B组分混合,混合后成分分散均匀。
本发明提供的水性环氧富锌底漆,较三组分有更好的、简便操作的施工性能,VOC含量低,硬度高,附着力、抗冲击性、抗流挂性能优异,且防沉性良好,提高了涂料的储存性能,抗盐雾性能优异。
进一步地,本发明还提供所述水性环氧富锌底漆的制备方法。该制备方法,至少包括以下步骤:
(1)按照上述水性环氧富锌底漆的配比称取各组分;
(2)将所述环氧树脂、60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅、防闪锈助剂进行混料处理,得到A组分;
(3)将所述固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水、硅酸镁锂进行混料处理,得到B组分。
相对于现有技术,本发明提供的水性环氧富锌底漆的制备方法,制备方法简单,过程容易控制,适宜于大生产操作。临用前现混合A、B组份混合物,可以避免A、B组份提前反应,从而延长了涂料的保存期限。
本发明提供的水性环氧富锌底漆适合于刷涂、喷涂和辊涂,施工方式多样。适合多种金属材质。附着力、柔韧性等物理性能好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种水性环氧富锌底漆,所述底漆按重量份数计,包括如下原料:环氧树脂:10-30份,润湿分散剂:0.1-0.5份,消泡剂:0.1-0.5份,成膜助剂:1-5份,片状锌粉:40-70份,球状锌粉:4-20份,磷铁粉:0-25份,氧化石墨烯:0.2-2份,气相二氧化硅:0.2-2份,防闪锈剂:0.1-0.5份,固化剂:10-30份,硅酸镁锂:0.1-1份,去离子水:5-10份。
本发明提供的水性环氧富锌底漆,较三组分有更好的、简便操作的施工性能,VOC含量低,硬度高,附着力、抗冲击性、抗流挂性能优异,且防沉性良好,提高了涂料的储存性能,抗盐雾性能优异。
具体的,优选地所述原料分为A、B两组分,其中,A组分包括以上原料中的环氧树脂、60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅、防闪锈助剂;
所述B组分包括以上原料中的固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水、硅酸镁锂。
具体的,优选地所述环氧树脂的环氧当量为400-800。
环氧当量是指含有一当量环氧基的环氧树脂克数,环氧当量为400-800,分子量适中,与固化剂反应,能够形成致密的网络结构,漆膜具有优异的物理、化学性能,其固化物具有耐酸碱、柔韧性好、附着力好、抗腐性能等特性。如为山东铭达新材料有限公司的F0704。
优选地所述片状锌粉的细度为:500-1250目,更优选地片状锌粉细度为1000目。
500-1250目的片状锌粉在涂料中防腐性能优异,其中,1000目的片状锌粉具有极佳的分散性和遮蔽能力,在涂料溶剂中的分散能力好。如例如佛山市顺德区大良星顺金属颜料行的片状锌粉。
优选地,所述球状锌粉的细度为700-800目,更优选地所述球状锌粉的细度为800目。
片状锌粉遮蔽效果好,球状锌粉之间空隙大,不能单独使用,适当添加球状锌粉能够辅助形成致密的屏蔽层,不但能够提高物理性能,也能够提高耐腐蚀等防腐性能。如江苏科成有色金属新材料有限公司的800目锌粉。
优选地,所述磷铁粉的细度为700-800目。
磷铁粉价格较锌粉低,具有良好的导电性能,能够替代一部分锌粉,同时降低切割时产生的锌雾。如常州市乐环商贸有限公司的磷铁粉。
优选地,所述氧化石墨烯采用Hummers法制备。
优选地,所述固化剂为水性胺类环氧固化剂,具有优异的耐化学品侵蚀及耐腐蚀能,如美国HEXION化工公司的EPlKURE 8545-W-68。
本发明采用气相二氧化硅作为防沉助剂,与环氧树脂系互相配合具有良好的防沉效果,如气相二氧化硅为广州市葵邦化工有限公司的K200。
所述氧化石墨烯采用Hummers法制备。
所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂。
所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂。如(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-5010,专为无机粒子而设计的高效分散剂,在羟基丙烯酸双组份涂料中还具有催化反应的作用。
所述成膜助剂为为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的至少一种。
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂和有机硅类消泡剂的混合物,且所述磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂与有机硅类消泡剂的质量比为0.8-1.2:0.8-1.2。
磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂的铺展能力很强,能瞬间使泡沫大量破裂,达到消泡作用,但由于磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂极易溶解于溶液中而失去消泡作用,因而其抑泡能力很弱,单独作为消泡剂使用时需要连续不断地添加或增加来维持消泡作用;有机硅类消泡剂难以与水及多数有机溶剂混溶,不易溶入各种发泡介质,因此可以在相当长的时间内发挥消泡抑泡作用。本发明将两种消泡剂混合使用,在发挥快速消泡作用的同时,还能维持较长时间的消泡、抑泡作用。磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂如MOUSSEX公司的941PL;有机硅类消泡剂,如(比克公司)BYK的消泡作用助剂BYK-028或BYK024。
本发明在提供该水性环氧富锌底漆的前提下,还进一步提供了该水性环氧富锌底漆的制备方法。
在任一实施例中,该制备方法至少包括以下步骤:
(1)按照上述水性环氧富锌底漆的配比称取各组分;
(2)将所述环氧树脂、60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅、防闪锈助剂进行混料处理,得到A组分;
(3)将所述固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水、硅酸镁锂进行混料处理,得到B组分。
具体的优选地,步骤(2)中所述混料处理的过程为:先将环氧树脂加入反应器中,在400-600rpm的搅拌条件下加入60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂,以400-600rpm的速度搅拌8-12min,然后在800-1000rpm的搅拌条件下加入片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅,以800-1200rpm的速度搅拌13-17min,最后加入防闪锈助剂,以800-1200rpm的速度搅拌8-12min,得到A组分。
优选地,步骤(3)中所述混料处理的过程为:在400-500rpm的搅拌速度下加入固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水,搅拌8-12min,然后加入硅酸镁锂以800-1200rpm的速度搅拌13-17min,得到B组分。
为了更好的说明本发明实施例提供的,下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本发明实施例提供一种水性环氧富锌底漆,所述底漆按重量份数计,包括如下组分:环氧树脂:10份,润湿分散剂:0.1份,消泡剂:0.1份,成膜助剂:1份,片状锌粉:40份,球状锌粉:4份,磷铁粉:0份,氧化石墨烯:0.2份,气相二氧化硅:0.2份,防闪锈剂:0.1份,固化剂:10份,硅酸镁锂:0.1份,去离子水:5份。
上述水性环氧富锌底漆的制备方法包括以下步骤:
(1)按照上述的水性环氧富锌底漆配比称取各组分;
(2)先将环氧树脂加入反应器中,在400-600rpm的搅拌条件下加入60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂,以400-600rpm的速度搅拌8-12min,然后在800-1000rpm的搅拌条件下加入片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅,以800-1200rpm的速度搅拌13-17min,最后加入防闪锈助剂,以800-1200rpm的速度搅拌8-12min,得到A组分;
(3)在400-500rpm的搅拌速度下加入固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水,搅拌8-12min,然后加入硅酸镁锂以800-1200rpm的速度搅拌13-17min,得到B组分。
实施例2
本发明实施例提供一种水性环氧富锌底漆,所述底漆按重量份数计,包括如下组分:环氧树脂:20份,润湿分散剂:0.3份,消泡剂:0.3份,成膜助剂:4份,片状锌粉:60份,球状锌粉:15份,磷铁粉:15份,氧化石墨烯:1份,气相二氧化硅:1份,防闪锈剂:0.2份,固化剂:23份,硅酸镁锂:0.5份,去离子水:6份。
上述水性环氧富锌底漆的制备方法如实施例1所述,不再赘述。
实施例3
本发明实施例提供一种水性环氧富锌底漆,所述底漆按重量份数计,包括如下组分:环氧树脂:30份,润湿分散剂:0.5份,消泡剂:0.5份,成膜助剂:5份,片状锌粉:70份,球状锌粉:20份,磷铁粉:25份,氧化石墨烯:1.5份,气相二氧化硅:2份,防闪锈剂:0.4份,固化剂:30份,硅酸镁锂:1份,去离子水:9份。
上述水性环氧富锌底漆的制备方法如实施例1所述,不再赘述。
为了更好的说明本发明实施例提供的水性环氧富锌底漆的特性,下面分别将实施例1、2、3制备的水性环氧富锌底漆的A、B组分,混合,制成漆膜进行性能检测,性能检测结果如下表1所示。
表1性能检测结果
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
(中华铅笔)硬度 | 2H | 2H | 3H |
防沉性 | 90天良好 | 90天良好 | 90天良好 |
附着力/MPa | 10 | 13 | 13 |
冲击(cm) | 50 | 50 | 50 |
抗流挂 | 400μm不流挂 | 430μm不流挂 | 470μm不流挂 |
表干时间(min) | 5-10 | 5-10 | 5-10 |
盐雾性能(h) | 1000h良好 | 1000h良好 | 1000h良好 |
VOC(g/L) | ≤60 | ≤60 | ≤60 |
从表1可以明显看出,本发明实施例制备的双组份水性环氧富锌底漆,采用A/B组分操作简单,施工简单,漆膜VOC含量低,硬度高,附着力、抗冲击性、抗流挂性能优异,且防沉性良好,容易保存,提高涂料的储存性能,抗盐雾性能优异,防腐性能优异。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水性环氧富锌底漆,其特征在于:所述底漆按重量份数计,包括如下原料:环氧树脂:10-30份,润湿分散剂:0.1-0.5份,消泡剂:0.1-0.5份,成膜助剂:1-5份,片状锌粉:40-70份,球状锌粉:4-20份,磷铁粉:0-25份,氧化石墨烯:0.2-2份,气相二氧化硅:0.2-2份,防闪锈剂:0.1-0.5份,固化剂:10-30份,硅酸镁锂:0.1-1份,去离子水:5-10份。
2.如权利要求1所述的水性环氧富锌底漆,其特征在于:所述原料分为A、B两组分,其中,A组分包括以上原料中的环氧树脂、60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅、防闪锈助剂;
所述B组分包括以上原料中的固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水、硅酸镁锂。
3.如权利要求1-2任一项所述的水性环氧富锌底漆,其特征在于:所述环氧树脂的环氧当量为400-800。
4.如权利要求1-2任一项所述的水性环氧富锌底漆,其特征在于:所述片状锌粉的细度为:500-1250目;和/或
所述球状锌粉的细度为700-800目。
5.如权利要求4所述的水性环氧富锌底漆,其特征在于:所述片状锌粉的细度为:1000目;和/或
所述球状锌粉的细度为800目。
6.如权利要求1-2任一项所述的水性环氧富锌底漆,其特征在于:所述磷铁粉的细度为700-800目;和/或
所述氧化石墨烯采用Hummers法制备。
7.如权利要求1-2任一项所述的水性环氧富锌底漆,其特征在于:所述固化剂为水性胺类环氧固化剂;和/或
所述分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂;和/或
所述消泡剂为磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂和有机硅类消泡剂的混合物,且所述磷酸脂类疏水性消泡抑泡剂与有机硅类消泡剂的质量比为0.8-1.2:0.8-1.2;和/或
所述成膜助剂为为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的至少一种。
8.一种水性环氧富锌底漆的制备方法,其特征在于:至少包括以下步骤:
(1)按照如权利要求1~7任一项所述水性环氧富锌底漆的配比称取各组分;
(2)将所述环氧树脂、60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅、防闪锈助剂进行混料处理,得到A组分;
(3)将所述固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水、硅酸镁锂进行混料处理,得到B组分。
9.如权利要求8所述的水性环氧富锌底漆的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述混料处理的过程为:先将环氧树脂加入反应器中,在400-600rpm的搅拌条件下加入60-70wt%的成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂,以400-600rpm的速度搅拌8-12min,然后在800-1000rpm的搅拌条件下加入片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉、氧化石墨烯、气相二氧化硅,以800-1200rpm的速度搅拌13-17min,最后加入防闪锈助剂,以800-1200rpm的速度搅拌8-12min,得到A组分。
10.如权利要求8所述的水性环氧富锌底漆的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述混料处理的过程为:在400-500rpm的搅拌速度下加入固化剂、剩余的成膜助剂、去离子水,搅拌8-12min,然后加入硅酸镁锂以800-1200rpm的速度搅拌13-17min,得到B组分。
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