CN114231123A - 一种底面合无苯高固体环氧高防腐漆及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种底面合无苯高固体环氧高防腐漆。它是由主剂和固化剂组成，其中主剂是由环氧树脂、改性环氧、防腐颜料、填料、助剂和有机溶剂组成。固化剂为脂肪胺、腰果酚改性胺。主剂和固化剂的重量份数比为100:11‑17。本发明是通过低分子环氧树脂和低粘度改性环氧搭建高固低粘的涂料体系；选用新型复合磷酸盐功能性颜料提高防腐性能。不含苯类溶剂，是一种环保的绿色涂料。添加润湿分散剂增强涂料润湿性和涂膜附着力；添加防尘剂增强涂料的稳定性和抗流挂性；添加流平剂和消泡剂使涂膜平整具有更好的装饰性能。低VOC排放的特点，达到性能提高同时实现节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明属于涂料及其生产工艺技术领域，涉及环氧树脂、改性环氧、防腐颜料、环氧用胺固化剂组成的底面合无苯高固体环氧高防腐漆及其制备方法。
背景技术
高固体涂料，具有相对分子量较低而固体含量较高的特点，在喷涂和干燥的过程中溶剂散发造成的大气污染较少。由于固体含量高，不含苯类溶剂。一道涂膜厚，大大提高施工作业效率，VOC含量低、碳排放量低、施工方便，是一种节约能源的环保型涂料。
目前，现有的环氧防腐涂料其施工粘度下固体份大部分在50-70%（质量比），基本分底漆、中间漆、面漆。其油漆中溶剂基本都含有甲苯、二甲苯、重芳烃等苯类溶剂。其耐盐雾（非富锌底漆类，环氧富锌配套耐盐雾在1000h）底漆在500h，配套在800h左右。
本发明一种底面合一无苯高固体环氧高防腐漆。本发明是通过低分子环氧树脂和低粘度改性环氧搭建高固低粘度的涂料体系，其质量固体份90%，体积固体份在80%以上.具有低VOC排放的特点，达到性能提高同时实现节能减排的目的。
本发明选用新型复合磷酸盐功能性填料提高防腐性能，解决了因选用低分子量环氧树脂及低粘度改性环氧树脂带来的耐盐雾性下降的问题，通过选用新材料新技术、优化配方使耐盐雾性能显著提高，耐盐雾性高达2000h。
本发明不含苯类溶剂，是一种高固体、低VOC环保的绿色涂料。因产品中不含苯类溶剂使产品更环保，是一款环境友好型产品，其产品的溶剂含量低于一般水性涂料中的溶剂含量。产品指标优于国家环保法对VOC及有害物质限量的规定。
本发明是一种底面合一高性能防腐涂料。具有很好的外观装饰性及厚涂性，解决了一般厚涂涂料外观状态差、易产生漆病的问题。
本发明最显著的特点是底面合一，优异的厚涂施工性，高固体（施工粘度下质量固体份达90%），不含苯类溶剂，耐盐雾性达2000h。
发明内容
本发明的目的在于高固体环氧高防腐漆施工固含高，降低VOC排放，提高施工效率，节约能源。它是由100%固体环氧树脂、改性环氧、颜料、防腐颜料、功能性填料、分散剂、流平剂、脱泡剂、防沉剂、有机溶剂和固化剂组成。
为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：
一种底面合无苯高固体环氧高防腐漆，其特征在于该涂料由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的重量份数比为100:11-17；
（1）所述的主剂的主要原料配比如下：
上述原料表中的防锈料及其质量份数为磷酸锌14-16份RZ0.5-1份，或为ZPA13.5-16份和RZ 0.5-1份；
（2）所述的固化剂的主要原料配比如下：
上述原料说明：
所述的环氧树脂为南亚、宏昌化工的128环氧树脂、膨润土为中兴瑞盛的HY-2、改性环氧为亨斯曼的3061、助剂BYK-163、BYK-300为毕克化学；4063为EFKA公司；助剂900、N、为TEGO公司；助剂A630-20X为帝斯巴隆公司；防腐颜料为德固萨碳黑U和湖南三环的铁黑TMC-1、防腐颜料德国海博赫的ZPA和RZ、磷酸锌、滑石粉、重钙及溶剂在市场均可买到。固化剂为美国空气化工的2636、上海美东公司的MD-2015和美国卡德莱公司的NX-2015。
本发明进一步公开了底面合无苯高固体环氧高防腐漆的制备方法，按如下的步骤进行：
（1）主剂：
①制作漆浆：配料罐中加入128环氧树脂、改性环氧3061、适量溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），开低速搅拌（300-500转/分），按顺序缓慢加入膨润土HY-2、分散剂BYK-163、分散剂EFKA4063、防腐颜料碳黑U、防腐颜料铁黑TMC-1、防锈料磷酸锌、RZ（或ZPA和RZ）、填料滑石粉1250目、填料重钙600目、正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），加齐后高速搅拌（1200-1500转/分），搅拌0.5-1小时。上磨研磨，根据细度要求研磨至合格。
②制作成漆：将合格漆浆转移至成品罐或不锈钢盆中，开低速搅拌（300-500转/分），顺序添加流平剂BYK-300、脱泡剂900、消泡剂N、防沉剂A630-20X和有正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），按色卡要求调色至颜色合格，调至粘度、固体份等控制指标至合格。合格后开高速搅拌（1200-1500转/分），搅拌时间为20分钟。
（2）固化剂：
①不锈钢盆中加入固化剂2636、固化剂MD-2015（或NX-2015）与有机溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），搅拌10分钟。按控制指标进行检测。
（3）技术指标
主要技术指标
本发明更进一步公开了底面合无苯高固体环氧高防腐漆在用于重防腐涂料、有效降低VOC含量、降低碳排放方面的应用。实验结果显示：本发明的施工固体份可达90%以上，各项性能均满足防腐漆的各项指标，具有优异的耐盐雾性能，耐水性能和耐化学性能，油漆具有高固低粘的特点。
本发明主要解决了环氧防腐漆VOC排放过高的问题，重点考察了环氧树脂、固化剂的固体和粘度；选用的128环氧树脂具有高固低黏的特点，固体为100%，粘度为12Pa·s；选用溶剂不含苯类溶剂更环保的特点；选用膨润土HY-2，与常规产品相比，HY-2无需制成预凝胶，可在涂料生产的任一阶段加入，具有更高的使用效率，可减少加入量；选用的分散剂为润湿分散剂BYK-163，在防腐颜料之前添加助剂BYK-163，高分子量通过空间位阻可防止后续添加的颜料絮凝，降低粘度进而增强流平性，进一步增强涂膜的附着力；选用的分散剂EFKA4063，与树脂有良好的相容性，能有效降低研磨时间，增加漆膜的光泽；颜料碳黑U具有良好的分散性；颜料铁黑TMC-1可增强漆膜的硬度；磷酸锌作为一种化学防锈颜料，具有化学活性，能依靠化学反应形成隔离层起到防护作用，进一步保护涂层；防腐颜料ZPA，与磷酸锌含有同样磷酸盐，具有类似的防腐性能；添加少量的功能性填料RZ可进一步改善防腐性；填料1250目滑石粉，高细度的滑石粉具有良好的分散性，同时具有良好的化学稳定性、耐酸碱性的特点；填料重钙粉起到填平涂膜间隙的作用，具有良好的经济性；添加流平剂BYK-300，降低涂料体系表面张力，增进流平和光泽，提高基材润湿性；脱泡剂900和消泡剂 N适用于双组份环氧体系，脱泡和消泡效能高；添加防沉剂A630-20X，无需制成预凝胶直接加入，可改善涂料体系的分散稳定性和触变性，具有良好的相容性、化学稳定性、长效持久性和不结粒性；有机溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯混合使用，正丁醇、有促进环氧固化的作用，甲基异丁基酮可通过对树脂的溶解力增强涂料的稳定性，丙二醇甲醚醋酸酯延缓溶剂释放改善漆膜外观。本发明使用正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比）的比例添加到涂料体系中，改善对树脂的溶解力，提高要求的稳定性，不含苯类溶剂，油漆更加环保；固化剂2636是一种改性脂肪类固化剂，具有快速固化的性能和较低的粘度，粘度为300mPa·s，且具有使涂膜硬度提高的优点；固化剂MD-2015、NX-2015是腰果酚改性胺，具有低温固化、快速固化和提高防腐性能的优点。
本发明公开的高固体环氧漆及其制备方法与应用与现有技术相比所具有的积极效果在于：
（1）选用的改性环氧与环氧树脂有良好的相容性，选用的固化剂有良好的降粘作用，可快速固化，提高防腐性能，形成渗透性好的稳定涂料体系，从而有效提高漆膜的附着力有助于提高耐盐雾性，施工性能优异。因选用低分子的环氧树脂与固化剂，反应后具有很高的交联密度，确保涂膜相对致密坚固且硬度高，有效遏制水和氧的渗透进而提高耐盐雾性。漆膜交联密度、致密性的提高，有效提高了涂膜的湿附着力和耐盐雾性。改性环氧的加入增加了树脂的柔性，使涂膜在高交联密度下仍富有韧性。环氧树脂结构中的醚键和羟基对钢铁表面具有优异的附着力，进一步提高耐盐雾性。
（2）采用的环氧树脂和改性环氧都是100%固含，本发明的防腐漆具有很高的固体含量以及超低的VOC，施工粘度下的固体份达90%。
（3）不含苯类溶剂，是一种环境友好型绿色环保涂料。
（4）高固低黏涂料体系，通过加入膨润土、防沉剂有效解决了高固体涂料沉淀、流挂问题，可以厚涂施工，减少涂装次数，提高涂装生产效率。
（5）底面合一，适用于手工喷涂和机器人自动喷涂，厚涂施工涂膜可达200μm以上，施工工艺简单，应用领域更广。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明，对本发明实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。本发明所用原料及试剂均有市售。
给出实施例中所用到的原料的来源：环氧树脂为南亚、宏昌化工的128环氧树脂、膨润土为中兴瑞盛的HY-2、改性环氧为亨斯曼的3061、助剂BYK-163、BYK-300为毕克化学；4063为EFKA公司；助剂900、N、为TEGO公司；助剂A630-20X为帝斯巴隆公司；防腐颜料为德固萨碳黑U和湖南三环的铁黑TMC-1、防腐颜料德国海博赫的ZPA和RZ；磷酸锌、滑石粉、重钙及溶剂在市场均可买到。固化剂2636为美国空气化工，MD-2015上海美东公司、NX-2015为美国卡德莱公司。
实施例1
一种底面合无苯高固体环氧高防腐漆，该涂料由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的重量份数比为100:15；
（1）其中主剂的主要原料配比如下：
（2）其中固化剂的主要原料配比如下：
制备方法如下：
（1）主剂：
①制作漆浆：配料罐中加入128环氧树脂、改性环氧3061、适量溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），开低速搅拌（500转/分），按顺序缓慢加入膨润土HY-2、分散剂BYK-163、分散剂EFKA4063、防腐颜料碳黑U、防腐颜料铁黑TMC-1、防锈料磷酸锌、RZ（或ZPA和RZ）、填料滑石粉1250目、填料重钙600目、正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），加齐后高速搅拌（1500转/分），搅拌0.5-1小时。上磨研磨，根据细度要求研磨至合格。
②制作成漆：将合格漆浆转移至成品罐或不锈钢盆中，开低速搅拌（300转/分），顺序添加流平剂BYK-300、脱泡剂900、消泡剂N、防沉剂A630-20X和有正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），按色卡要求调色至颜色合格，调至粘度、固体份等控制指标至合格后高速搅拌（1500转/分），搅拌时间20分钟。
（2）固化剂：
①不锈钢盆中加入固化剂2636、固化剂DM-2015（或NX-2015）与正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），搅拌10分钟。按控制指标进行检测。
实施例2
一种高固体环氧防腐漆，该涂料由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的重量份数比为100:13；
（1）所述的主剂的主要原料配比如下：
（2）所述的固化剂的主要原料配比如下：
制备方法如下：
（1）主剂：
①制作漆浆：配料罐中加入128环氧树脂、改性环氧3061、适量溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），开低速搅拌（500转/分），按顺序缓慢加入膨润土HY-2、分散剂BYK-163、分散剂EFKA4063、防腐颜料碳黑U、防腐颜料铁黑TMC-1、防锈料磷酸锌（或ZPA和RZ）、填料滑石粉1250目、填料重钙600目、正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），加齐后高速搅（1500转/分），搅拌0.5-1小时。上磨研磨，根据细度要求研磨至合格。
②制作成漆：将合格漆浆转移至成品罐或不锈钢盆中，开低速搅拌（500转/分），顺序添加流平剂BYK-300、脱泡剂900、消泡剂N、防沉剂A630-20X和有正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），按色卡要求调色至颜色合格，调至粘度、固体份等控制指标至合格后高速搅拌（1500转/分），搅拌时间20分钟。
（2）固化剂：
①不锈钢盆中加入固化剂2636、固化剂DM-2015（或NX-2015）与正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），搅拌10分钟。按控制指标进行检测。
实施例3
一种底面合无苯高固体环氧高防腐漆该涂料由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的重量份数比为100:17；
（1）所述的主剂的主要原料配比如下：
（2）所述的固化剂的主要原料配比如下：
制备方法如下：
（1）主剂：
①制作漆浆：配料罐中加入128环氧树脂、改性环氧3061、适量溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），开低速搅拌（500转/分），按顺序缓慢加入膨润土HY-2、分散剂BYK-163、分散剂EFKA4063、防腐颜料碳黑U、防腐颜料铁黑TMC-1、防锈料磷酸锌（或ZPA和RZ）、填料滑石粉1250目、填料重钙600目、正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），加齐后高速搅（1500转/分），搅拌0.5-1小时。上磨研磨，根据细度要求研磨至合格。
②制作成漆：将合格漆浆转移至产品罐或不锈钢盆中，开低速搅拌（500转/分），顺序添加流平剂BYK-300、脱泡剂900、消泡剂N、防沉剂A630-20X和有正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），按色卡要求调色至颜色合格，调至粘度、固体份等控制指标至合格后高速搅拌（1500转/分），搅拌时间20分钟。
（2）固化剂：
①不锈钢盆中加入固化剂2636、固化剂DM-2015（或NX-2015）与正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2（体积比），搅拌10分钟。按控制指标进行检测；
主要技术参数：
实施例4
高固体环氧防腐漆与常规防腐漆对比数据：
结论：本发明的底面合无苯高固体环氧高防腐漆，主要通过低分子环氧树脂、改性环氧树脂、新型复合磷酸盐与胺类固化剂及机溶剂的合理搭配。突破了常规油漆受粘度影响而无法提高固体份的影响。特别是通过新型防腐颜料及固化剂优化搭配，解决了因选用低分子树脂耐盐雾性下降的关键问题。本发明在环氧树脂、改性环氧树脂、胺固化剂的优化选择，解决油漆的高渗透性提高了树脂对底材附着力，从而提高了油漆的耐盐雾性；本发明在环氧树脂、改性环氧树脂、胺固化剂的优化选择，其反应后具有很高的交联密度，同时改性环氧赋予漆膜柔韧性，确保涂抹相对致密、坚固、硬度高而赋有韧性。有效遏制水和氧的渗透提高了漆膜的湿附着力，有效大幅提升了漆膜的耐盐雾性。
本发明是一种底面合一油漆产品，一次施工厚涂达200μm以上，同时解决了厚膜涂料外观装饰性差，易产生漆病的问题，外观更具装饰性；是一种不含苯类溶剂高固体、低VOC环保的绿色油漆，施工固体份高达90%以上产品更环保；是一种具有极好的防腐性和耐渗透腐蚀性产品，耐盐雾性能突出，其耐盐雾性高达2000h；是一种具备优异的机械性能、良好耐油性和耐弱化学品性，高固含特征的油漆。本发明的底面合一无苯高固体环氧高防腐漆在国家环保部推荐的涂料产业目录中，符合环保要求，VOC含量低、碳排放低、环保性好、综合性能好、施工方便油漆，易于推广。
Claims (3)
1.一种底面合无苯高固体环氧高防腐漆，其特征在于该涂料由主剂和固化剂组成，主剂和固化剂的重量份数比为100:11-17；
（1）所述的主剂的主要原料配比如下：
上述原料表中的防锈颜料及其质量份数为磷酸锌14-16.5份和RZ0.5-1份，或为ZPA13.5-16份和RZ 0.5-1份；
（2）所述的固化剂的主要原料配比如下：
。
2.一种底面合无苯高固体环氧高防腐漆的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：
（1）所述的主剂的制备：
①制作漆浆：配料罐中加入128环氧树脂、改性环氧3061、适量有机溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2体积比，开低速搅拌300-500转/分，按顺序缓慢加入分散剂BYK-163、分散剂EFKA4063、膨润土HY-2、颜料碳黑U、防腐颜料铁黑TMC-1、防锈料磷酸锌和RZ或ZPA和RZ、滑石粉1250目、重钙600目、适量有机溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2体积比，加齐后高速搅拌1200-1500转/分，搅拌0.5-1小时；
上磨研磨，根据细度要求研磨至合格；
②制作成漆：将研磨合格漆浆转移至成品罐或不锈钢盆中，开300-500转/分低速搅拌，顺序添加流平剂BYK-300、脱泡剂900、消泡剂N、防沉剂A630-20X和有机溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2体积比，按色卡要求调色至颜色合格，调至粘度、固体份等控制指标至合格，合格后开高速搅拌1200-1500转/分，搅拌时间为20分钟；
（2）所述的固化剂的制备：
①不锈钢盆中加入固化剂2636、固化剂MD-2015或NX-2015与有机溶剂正丁醇/甲基异丁基酮/丙二醇甲醚醋酸酯=4/4//2体积比，搅拌10分钟。
3.权利要求1所述的底面合无苯高固体环氧高防腐漆在用于重防腐涂料、有效降低VOC含量、降低碳排放方面的应用。
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