CN115029047A - 一种含导电纤维的低锌含量环氧底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含导电纤维的低锌含量环氧底漆及其制备方法，所述含导电纤维的低锌含量环氧底漆由质量比为6:(0.8‑1.2)的A组份、B组份和导电纤维组成，其中A组份包括如下重量份的原料：溶剂10‑30份、环氧树脂10‑30份、触变剂0.5‑6份、偶联剂0.5‑2份、导电颜料2‑7份、锌粉20‑60份、填料5‑20份、消泡剂0.2‑1份、流平剂0.2‑1份、分散剂0.5‑3份；B组份包括如下重量份的原料：溶剂10‑30份、胺类环氧固化剂60‑70份；导电纤维0.01‑20。与现有技术相比，本发明的低锌环氧底漆中加入了导电纤维，增强了涂膜内部的导电性能，提高了涂料内部的锌粉利用率，在保证基本性能的前提下极大提高底漆的耐盐雾性能，保证了底漆的防护长效性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，涉及一种制备低锌环氧底漆的方法，更具体地，涉及一种含导电纤维的低锌含量环氧底漆及其制备方法。
背景技术
环氧锌粉底漆是重要的钢结构重防腐涂料，目前人们不断致力于提高其长效保护性能，避免频繁翻修，提高对人及环境的健康友好性。传统的富锌底漆中锌粉的利用率较低，人们只能通过提高锌粉的含量来提高底漆的长效保护性能，但也带来了极大的材料损耗，且高锌粉含量底漆涂覆的金属材料在焊接与切割时，产生大量锌烟，严重影响工作人员的身体健康。因此急需一种低锌含量高防腐耐盐雾性的底漆。
发明内容
为解决背景技术中存在的缺陷，本发明提供一种低锌含量环氧锌粉底漆，其具有提高锌粉利用率，涂层防护长效性，节能降耗，提升环保健康友好性等优点。
为实现上述目的，本发明的一种低锌含量环氧底漆的技术方案如下。
一种低锌含量环氧底漆，由A组份、B组份和导电纤维组成，
所述A组份包括如下重量份的原料：
溶剂10-30份、环氧树脂10-30份、触变剂0.5-6份、偶联剂0.5-2份、导电颜料2-7份、锌粉20-60份、0.01-20份、填料5-20份、消泡剂0.2-1份、流平剂 0.2-1份、分散剂0.5-3份。
所述B组份包括如下重量份的原料：
溶剂10-30份、胺类环氧固化剂60-70份；
所述导电纤维0.01-20份，加入A组份中或加入B组份中。
所述导电纤维0.01-20份。
优选的，所述导电纤维为0.05-10份。
进一步地，所述导电纤维由具备导电性能的具有微观纤维状结构特性高分子或具备导电性能的纤维中的一种或多种混合物组成，如碳纤维、金属纤维、聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩等。
进一步地，所述导电纤维长度为0.5mm-6mm的一种或多种长度混合物组成。
进一步地，所述溶剂由乙醇、正丁醇、异丙醇、二甲苯、乙酸丁酯中的一种或多种混合物组成。
进一步地，所述环氧树脂由环氧树脂E51、E44、F51、E20中的一种或多种混合物组成。
进一步地，所述触变剂由气相二氧化硅、膨润土、纤维素醚、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种或多种混合物组成。
进一步地，所述偶联剂由氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和乙烯基硅烷偶联剂中的一种或多种混合物组成。氨基硅烷偶联剂为KH550或KH602，环氧基硅烷偶联剂为KH560，乙烯基硅烷偶联剂为KH151和KH171。
进一步地，所述导电颜料由炭黑、石墨、氧化铁黑、铝颜料、碳纳米管中的一种或多种混合物组成；所述锌粉由球状锌粉和片状锌粉中的一种或多种混合物组成。
所述填料由玻璃鳞片、磷铁粉、长石粉、硅灰石中的一种或多种混合物组成。
所述消泡剂由NEW-312、NEW-301、A525、A530中的一种或多种混合物组成。
所述流平剂由NEW-303、NEW-233、BYK-333中的一种或多种混合物组成。
所述分散剂由NEW-111、EFKA4010、S-8000、NEW-114、NEW-166中的一种或多种混合物组成。
所述胺类环氧固化剂由聚醚胺、聚酰胺、改性脂肪胺、腰果酚改性胺中的一种或多种混合物组成。
进一步优选的方案是：
优选的，所述A组份包括：溶剂15-30份、环氧树脂17-27份、触变剂3-6 份、偶联剂0.5-2份、导电颜料3-6份、锌粉35-55份、填料8-15份、消泡剂0.2-1 份、流平剂0.2-1份、分散剂0.5-3份。
优选的，所述B组份包括：溶剂20-30份、胺类环氧固化剂60-70份。
优选的，导电纤维0.05-10份。
优选的，所述溶剂由乙醇、正丁醇、二甲苯中的一种或多种混合物组成。
优选的，所述环氧树脂为环氧树脂E51。
优选的，所述触变剂由有机膨润土、聚酰胺蜡中的一种或多种混合物组成。
优选的，所述偶联剂由氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种或多种混合物组成。氨基硅烷偶联剂为KH550，环氧基硅烷偶联剂为KH560。
优选的，所述导电颜料由石墨、氧化铁黑、铝颜料中的一种或多种混合物组成。
优选的，所述锌粉由球状锌粉和片状锌粉中的一种或其混合物组成。
优选的，所述填料由玻璃鳞片、磷铁粉中的一种或其混合物组成。
优选的，所述消泡剂为NEW-312。
优选的，所述流平剂为NEW-233。
优选的，所述分散剂为NEW-166。
优选的，所述胺类环氧固化剂由聚酰胺、腰果酚改性胺中的一种其混合物组成
本发明还提供一种低锌含量环氧底漆的制备方法，其技术方案是按照配比：
制备A组份：将溶剂、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，低速搅拌10min，混合均匀后边搅拌边加入环氧树脂及填料，中速搅拌20min，，制备得上述A组份。
制备B组份：将胺类环氧固化剂与溶剂混合，慢速搅拌10min，制备得上述B组份。
搅拌过程中将导电纤维加入A组份或者B组份中。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
(1)本发明创新金属表面防护材料，开发一种含导电纤维的双组份低锌含量环氧锌粉底漆。
(2)本发明的低锌环氧底漆中加入了导电纤维，增强了涂膜内部的导电性能，提高了涂料内部的锌粉利用率，在保证基本性能的前提下极大提高底漆的耐盐雾性能，保证了底漆的防护长效性。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
本发明提供一种双组份低锌含量环氧底漆，由A组份B组份和导电纤维组成。
作为比较，同时提供对比例1～3。
与实施例1～11相比，对比例1的主要区别在于；(在不添加导电纤维的前提下，用25份锌粉制备)，对比例2的主要区别在于；(在不添加导电纤维的前提下，用30份锌粉制备)，；对比例3主要区别在于；(在不添加导电纤维的前提下，用40份锌粉制备)，。
上述实施例1～11和对比例1～3的原料种类选择如下:
实施例1
A组份包括：溶剂15份、环氧树脂20份、触变剂6份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉40份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂2 份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
导电纤维0.05份。
上述实施例的制备方法如下所述：
(1)将溶剂、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，混合均匀后加入环氧树脂及填料，中速搅拌均匀后加入，制备得含有导电纤维的A组份。
(2)将胺类环氧固化剂与溶剂混合，搅拌均匀，制备得上述B组份。
实施例2
A组份包括：溶剂18份、环氧树脂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉40份、、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂 2份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
导电纤维0.3份。
上述实施例的制备方法同实施例1。
实施例3
A组份包括：溶剂20份、环氧树脂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂3 份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
导电纤维1。
上述实施例的制备方法同实施例1。
实施例4
A组份包括：溶剂25份、环氧树脂20份、触变剂3份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂3 份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
导电纤维2份。
上述实施例的制备方法同实施例1。
实施例5
A组份包括：溶剂27份、环氧树脂20份、触变剂3份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉25份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂3 份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
导电纤维5份
上述实施例的制备方法同实施例1。
实施例6
A组份包括：溶剂30份、环氧树脂20份、触变剂3份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉25份、、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂 3份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
导电纤维10份。
上述实施例的制备方法同实施例1。
实施例7
A组份包括：溶剂20份、环氧树脂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、导电纤维2份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述实施例的制备方法如下所述：
(1)将溶剂、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，混合均匀后加入环氧树脂及填料，中速搅拌，制备得上述的A组份。
(2)将胺类环氧固化剂与溶剂混合，搅拌均匀并加入导电纤维，制备得含有导电纤维的B组份。
实施例8
A组份包括：溶剂30份、环氧树脂20份、触变剂5份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、导电纤维2份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述实施例的制备方法同实施例7。
实施例9
A组份包括：溶剂30份、环氧树脂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、导电纤维2份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂3份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述实施例的制备方法同实施例7。
实施例10
A组份包括：溶剂30份、环氧树脂20份、触变剂3份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、导电纤维2份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂3份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述实施例的制备方法同实施例7。
实施例11
A组份包括：溶剂30份、环氧树脂20份、触变剂3份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、导电纤维2份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂3份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述实施例的制备方法同实施例7。
对比例1
A组份包括：溶剂20份、环氧树脂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉25份、导电纤维0份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述对比例的制备方法如下所述：
(1)将溶剂、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，混合均匀后加入环氧树脂及填料，高速搅拌，制备得上述A组份。
(2)将胺类环氧固化剂与溶剂混合，搅拌均匀，制备得上述B组份。
对比例2
A组份包括：溶剂20份、环氧树脂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉30份、导电纤维0份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述对比例的制备方法同对比例1。
对比例3
A组份包括：溶剂20份、环氧树脂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉40份、导电纤维0份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：溶剂30份、胺类环氧固化剂70份。
上述对比例的制备方法同对比例1。
实施例1～11及对比例1～3的低锌含量环氧底漆原料组成如下表所示(质量份数)
表1实施例1～11及对比例1～3的低锌含量环氧底漆原料组成。
其中，A组份和B组份的质量比为6:1。
上述低锌含量环氧富锌底漆的制备方法如下：
(1)A组份制备：将溶剂、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，低速搅拌10min，混合均匀后边搅拌边加入环氧树脂及填料，中速搅拌20min，边搅拌边加入导电纤维，高速搅拌，制备得含有导电纤维的A组份。
(2)B组份制备：将胺类环氧固化剂与溶剂混合，慢速搅拌10min，制备得上述B组份。
同时提供一种水性双组份低锌含量环氧底漆，由A组份和B组份组成。
与实施例12～14相比，对比例4的主要区别在于；(在不添加导电纤维的前提下，用25份锌粉制备)，对比例5的主要区别在于；(在不添加导电纤维的前提下，用30份锌粉制备)，；对比例6主要区别在于；(在不添加导电纤维的前提下，用40份锌粉制备)，。
上述实施例12～14和对比例4～6的原料种类选择如下:
实施例12
A组份包括：水15份、水性环氧固化剂20份、触变剂6份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉40份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂 2份。
B组份包括：水30份、自制环氧乳液70份。
导电纤维0.05份。
上述实施例的制备方法如下所述：
(1)将水、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，混合均匀后加入水性环氧固化剂及填料，中速搅拌均匀后加入导电纤维，，制备得含有导电纤维的A组份。
(2)将自制环氧乳液与水混合，搅拌均匀，制备得上述B组份。
实施例13
A组份包括：水15份、水性环氧固化剂20份、触变剂6份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉40份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂 2份。
B组份包括：水30份、自制环氧乳液70份。
导电纤维0.05份。
上述实施例的制备方法同实施例12。
实施例14
A组份包括：水15份、水性环氧固化剂20份、触变剂6份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉40份、、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、分散剂2份。
B组份包括：水30份、自制环氧乳液70份。
导电纤维0.05份。
上述实施例的制备方法同实施例12。
对比例4
A组份包括：水20份、水性环氧固化剂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉25份、导电纤维0份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：水30份、自制环氧乳液70份。
上述对比例的制备方法如下所述：
(1)将水、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，混合均匀后加入水性环氧固化剂及填料，高速搅拌，制备得上述A组份。
(2)将自制环氧乳液与水混合，搅拌均匀，制备得上述B组份。
对比例5
A组份包括：水20份、水性环氧固化剂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉25份、导电纤维0份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：水30份、自制环氧乳液70份。
上述对比例的制备方法同对比例4。
对比例6
A组份包括：水20份、水性环氧固化剂20份、触变剂4份、偶联剂1份、导电颜料4份、锌粉25份、导电纤维0份、填料10份、消泡剂0.5份、流平剂 0.5份、分散剂2份。
B组份包括：水30份、自制环氧乳液70份。
上述对比例的制备方法同对比例4。
实施例12～14及对比例4～6的水性低锌含量环氧底漆原料组成如下表所示 (质量份数)
表2实施例12～14及对比例4～6的低锌含量环氧底漆原料组成。
上述低锌含量环氧富锌底漆的制备方法如下：
(1)A组份制备：将水、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，低速搅拌10min，混合均匀后边搅拌边加入水性环氧固化剂及填料，中速搅拌20min，边搅拌边加入导电纤维，高速搅拌，制备得上述A 组份。
(2)B组份制备：将自制环氧乳液与水混合，慢速搅拌10min，制备得上述B 组份。
测试例
按照既定指标对实施例1～14及对比例1～6的低锌含量环氧底漆进行性能测试，测试依据标准如表3所示，测试结果如表4及表5所示：
表3实施例1～14及对比例1～6的低锌含量环氧富锌底漆的性能测试标准
表4实施例1～11及对比例1～3的低锌含量环氧底漆的性能测试结果
表5实施例12～14及对比例4～6的低锌含量环氧底漆的性能测试结果
| 主要技术参数 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 |
| 附着力(MPa) | 9.5 | 9.8 | 9.8 | 8.5 | 9.0 | 8.9 |
| 耐冲击性(cm) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 耐盐雾性(h) | 900 | 1000 | 1200 | 500 | 500 | 600 |
由表4及表5可知：本发明的低锌环氧锌粉底漆加入导电纤维后，在降低锌粉含量时，基本性能较未添加时持平，同时具有优异的耐盐雾腐蚀性能。
上述实施例仅仅是对本发明的具体解释，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够理解本发明的内容并加以实施，并不能理解为是对本发明的限制。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰替代或组合或简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种低锌含量环氧底漆，其特征在于：由A组份、B组份和导电纤维组成，
所述A组份包括如下重量份的原料：
溶剂10-30份、环氧树脂10-30份、触变剂0.5-6份、偶联剂0.5-2份、导电颜料2-7份、锌粉20-60份、0.01-20份、填料5-20份、消泡剂0.2-1份、流平剂0.2-1份、分散剂0.5-3份。
所述B组份包括如下重量份的原料：
溶剂10-30份、胺类环氧固化剂60-70份；
所述导电纤维0.01-20份，加入A组份中或加入B组份中。
2.根据权利要求1所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述导电纤维由具备导电性能的具有微观纤维状结构特性高分子或具备导电性能的纤维中的一种或多种混合物组成。
3.根据权利要求1所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述导电纤维长度为0.5mm-6mm的一种或多种长度混合物组成。
4.根据权利要求3所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述导电纤维为0.05-10份。
5.根据权利要求1所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述溶剂由乙醇、正丁醇、异丙醇、二甲苯、乙酸丁酯中的一种或多种混合物组成。
6.根据权利要求1所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述环氧树脂由环氧树脂E51、E44、F51、E20中的一种或多种混合物组成。
7.根据权利要求1所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述触变剂由气相二氧化硅、膨润土、纤维素醚、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种或多种混合物组成。
8.根据权利要求1所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述偶联剂由氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和乙烯基硅烷偶联剂中的一种或多种混合物组成。氨基硅烷偶联剂为KH550或KH602，环氧基硅烷偶联剂为KH560，乙烯基硅烷偶联剂为KH151和KH171。
9.根据权利要求1所述的低锌含量环氧底漆，其特征在于：所述导电颜料由炭黑、石墨、氧化铁黑、铝颜料、碳纳米管中的一种或多种混合物组成；所述锌粉由球状锌粉和片状锌粉中的一种或多种混合物组成。
10.一种低锌含量环氧底漆的制备方法：其特征在于：按照配比：
将溶剂、助剂及偶联剂混合均匀，低速搅拌下加入触变剂、导电颜料及锌粉，低速搅拌10min，混合均匀后边搅拌边加入环氧树脂及填料，中速搅拌20min，制备得上述A组份；
将胺类环氧固化剂与溶剂混合，慢速搅拌10min，制备得上述B组份；
搅拌过程中将导电纤维加入A组份或者B组份中。
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