CN116042053A - 水性环氧底漆、水性聚氨酯面漆及水性防腐涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性涂料技术领域,公开了水性环氧底漆、水性聚氨酯面漆及水性防腐涂料;一种水性环氧底漆,包括A组分和B组分;A组分:各组分按重量百分比计,包括环氧树脂:40‑50%、钛白粉:10‑15%、碳黑:0.2‑0.5%、磷酸锌:5‑8%、硫酸钡:15‑25%、分散剂:0.5‑0.8%、消泡剂:0.2‑0.4%、气相二氧化硅:0.5‑0.8%、增稠剂:0.5‑1%、防闪锈剂0.3‑0.5%、助溶剂:1.5‑2%、胺中和剂:0.3‑0.8%、石墨烯:0.5‑1%、去离子水:8.2‑11.2%;B组分:各组分按重量百分比计,包括环氧固化剂:96‑99%、催干剂:1‑4%。采用本申请的水性涂料,具有实干速度快、附着力强、耐中性盐雾500小时、可湿碰湿涂装面漆、低VOCs等特点。
Description
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域,具体地说,涉及水性环氧底漆、水性聚氨酯面漆及水性防腐涂料。
背景技术
当前,国家对涂料应用中释放的挥发性有机化合物(VOC)提出了更为严格的要求。其中,对于水性涂料而言,由于水性涂料可以采用自来水进行稀释,挥发出去的成分90%都是水份,对环境不会造成影响。但是水性涂料的质量会因环境的影响而产生严重影响,同样的气温下,在40%、60%、80%、90%的不同的湿度环境下,漆膜表征出来的性能是不一样的。对于实际的使用需求而言,现有的水性涂料,无法等到底漆完全表干后再喷涂中间漆或面漆,当湿度大于80%时,漆膜的表干时间将超过1小时,但现场施工时,难以满足等待1小时后再喷涂面漆。水性漆中,若是底漆没有表干直接喷涂面漆时,就会出现混色、无光、低硬度、发花、流挂、不干等异常现象。此种现象,是目前市面上难以解决的行业难题。
工程机械涂料“湿碰湿”工艺对水性漆的应用提出了很大的挑战。由于水的挥发潜热大,水性环氧底漆普遍慢干,在“湿的”环氧上喷上聚氨酯面漆,一方面环氧漆内的气泡未逸出就罩面漆,底漆内的气泡顶起表干的面层,面漆易起痱子。另一方面,环氧底漆的固化剂(脂肪胺)会优先和聚氨酯面漆的固化剂(异氰酸酯)发生反应,使得底漆和面漆都无法充分固化,性能变差。
发明内容
<本发明解决的技术问题>
用以解决现有技术中湿碰湿工艺涂装时,喷涂得到的复合层存在的流挂现象,面漆无光、混色、低硬度、发花以及不干的异常现象。
<本发明采用的技术方案>
针对上述的技术问题,本发明的目的在于提供水性环氧底漆、水性聚氨酯面漆及水性防腐涂料。
具体内容如下:
第一,本发明提供了一种水性环氧底漆,包括A组分和B组分;
A组分:
各组分按重量百分比计,包括环氧树脂:40-50%、钛白粉:10-15%、碳黑:0.2-0.5%、磷酸锌:5-8%、硫酸钡:15-25%、分散剂:0.5-0.8%、消泡剂:0.2-0.4%、气相二氧化硅:0.5-0.8%、增稠剂:0.5-1%、防闪锈剂0.3-0.5%、助溶剂:1.5-2%、胺中和剂:0.3-0.8%、石墨烯:0.5-1%、去离子水:8.2-11.2%;
B组分:
各组分按重量百分比计,包括环氧固化剂:96-99%、催干剂:1-4%。
第二,本发明提供了一种前述提及的水性环氧底漆的制备方法,包括如下步骤:
S1将环氧树脂、分散剂、消泡剂、去离子水、一部分胺中和剂,经搅拌,得到第一共混物;
S2向第一共混物中加入钛白粉、炭黑、磷酸锌、硫酸钡、气相二氧化硅,经搅拌,得到第二共混物;
S3向第二共混物中加入助溶剂、石墨烯、润湿剂、防闪锈剂,经搅拌第三共混物;
S4向第三共混物中加入另一部分胺中和剂,调节片pH值,得到A组分;
S5按比例共混A组分和B组分,即可。
第三,本发明提供了一种水性防腐涂料,包括水性环氧底漆、以及水性聚氨酯面漆。
第四,本发明提供给了一种前述提及的水性聚氨酯面漆,各组分按重量百分比计,包括丙烯酸聚氨酯乳液:60-70%、钛白粉:15-20%、碳黑:0.5-1%、硫酸钡:5-10%、分散剂:0.5-1%、消泡剂:0.3-0.5%、气相二氧化硅:0.3-0.5%、增稠剂:0.3-0.5%、15%有机土:2-4%、助溶剂:2-5%、胺中和剂:0.3-0.8%、润湿剂:0.3-0.5%、去离子水:10-15%。
第五,本发明提供了一种前述提及的水性聚氨酯面漆的制备方法,包括如下步骤:
S1将去离子水、分散剂、消泡剂、助溶剂,经共混,得到第一共混物;
S2分散有机土粉,得到浆膏物;
S3向第一共混物中加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、气相二氧化硅,经共混,得到第二共混物;
S4向第二共混物中加入一部分胺中和剂,调节pH值,再加入增稠剂和另一部分胺中和剂,得到水性聚氨酯面漆。
<本发明的有益效果>
采用本申请的水性环氧底漆,使得反应性乳化剂分子通过共价键键合于乳胶粒表面,其乳液有着更好的稳定性,成膜速度也更快;由于成膜后的反应型溶剂不会向界面迁移,在空气-涂膜界面和基材-涂膜界面不会出现连续亲水层,涂膜致密程度更高,疏水性和附着力更强。
采用本申请的水性涂料,具有实干速度快、附着力强、耐中性盐雾500小时、可湿碰湿涂装面漆、低VOCs等特点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
<技术方案>
第一,本发明提供了一种水性环氧底漆,包括A组分和B组分;
A组分:
各组分按重量百分比计,包括环氧树脂:40-50%、钛白粉:10-15%、碳黑:0.2-0.5%、磷酸锌:5-8%、硫酸钡:15-25%、分散剂:0.5-0.8%、消泡剂:0.2-0.4%、气相二氧化硅:0.5-0.8%、增稠剂:0.5-1%、防闪锈剂0.3-0.5%、助溶剂:1.5-2%、胺中和剂:0.3-0.8%、石墨烯:0.5-1%、去离子水:8.2-11.2%;
B组分:
各组分按重量百分比计,包括环氧固化剂:96-99%、催干剂:1-4%。
进一步地,A组分的各组分按重量百分比计,
包括环氧树脂:40-48%、钛白粉:10-12%、碳黑:0.2-0.5%、磷酸锌:5-8%、硫酸钡:15-20%、分散剂:0.5-0.8%、消泡剂:0.2-0.4%、气相二氧化硅:0.5-0.8%、增稠剂:0.5-1%、防闪锈剂0.3-0.5%、助溶剂:1.5-2%、胺中和剂:0.3-0.8%、石墨烯:0.5-1%、去离子水:8.2-11.2%。
第二,本发明提供了一种水性环氧底漆的制备方法,包括如下步骤:
S1将环氧树脂、分散剂、消泡剂、去离子水、一部分胺中和剂,经搅拌,得到第一共混物;
S2向第一共混物中加入钛白粉、炭黑、磷酸锌、硫酸钡、气相二氧化硅,经搅拌,得到第二共混物;
S3向第二共混物中加入助溶剂、石墨烯、润湿剂、防闪锈剂,经搅拌第三共混物;
S4向第三共混物中加入另一部分胺中和剂,调节片pH值,得到A组分;
S5按比例共混A组分和B组分,即可。
第三,本发明提供了一种水性防腐涂料,包括水性环氧底漆、以及水性聚氨酯面漆。
第四,本发明提供了一种水性聚氨酯面漆,各组分按重量百分比计,包括丙烯酸聚氨酯乳液:60-70%、钛白粉:15-20%、碳黑:0.5-1%、分散剂:0.3-0.5%、消泡剂:0.3-0.5%、气相二氧化硅:0.2-0.5%、增稠剂:0.3-0.5%、15%有机土:2-4%、助溶剂:2-5%、胺中和剂:0.3-0.8%、润湿剂:0.3-0.5%、去离子水:5-15%。
进一步地,各组分按重量百分比计,包括丙烯酸聚氨酯乳液:65-70%、钛白粉:15-18%、碳黑:0.5-0.8%、分散剂:0.3-0.5%、消泡剂:0.3-0.5%、气相二氧化硅:0.4-0.5%、增稠剂:0.4-0.5%、15%有机土:2-4%、助溶剂:2-3%、胺中和剂:0.5-0.8%、润湿剂:0.4-0.5%、去离子水:6-9%。
第五,本发明提供一种水性聚氨酯面漆的制备方法,包括如下步骤:
S1将去离子水、分散剂、消泡剂、助溶剂,经共混,得到第一共混物;
S2分散有机土粉,得到浆膏物;
S3向第一共混物中加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、气相二氧化硅、浆膏物,经共混,得到第二共混物;
S4向第二共混物中加入一部分胺中和剂,调节pH值,再加入增稠剂和另一部分胺中和剂,得到水性聚氨酯面漆。
<实施例>
水性环氧底漆的原料具体为,
水性环氧树脂(WBE521聚涂科技);水性分散剂(BYK190毕克化学);水性消泡剂(2507埃夫科纳);气相二氧化硅(R972德固萨);水性增稠剂(299惠正行);消泡剂(902W迪高);胺中和剂(AMP95广州恒宇化工);钛白粉(R996龙蟒钛业);碳黑(MA100三菱化学);水性防闪锈剂(359上海普为);水性磷酸锌(YR2有容化工);助溶剂(醇类、醚类溶剂);水性功能化石墨烯(B100苏州高通);催干剂(K54气体化学);水性环氧固化剂(850聚涂科技)。
实施例1-实施例5的各组分配比见表1。
表1实施例1-实施例5的组分配比表(按重量百分比计)
实施例1-实施例5的制备方法,包括如下步骤:
(1)将水性环氧树脂乳液、水性分散剂、水性消泡剂、去离子水、胺中和剂(部分)加入生产缸中,采用300-400转/分搅拌5分钟;
(2)边搅拌边慢慢加入钛白粉、碳黑、水性磷酸锌、硫酸钡、气相二氧化硅,采用800-1000转/分搅拌30-40分钟;
(3)采用砂磨机将细度研磨至40微米;
(4)边搅拌边慢慢加入助溶剂、水性功能化石墨烯、润湿剂、防闪锈剂采用400-600转/分搅拌10-15分钟。
(5)边搅拌边慢慢加入胺中和剂(部分),将PH值调节为8.5-9.5,采用300-400转/分搅拌5-10分钟;
(6)固化剂的工艺:将固化剂与K54混合均匀即可。
聚氨酯面漆的原料具体为:
水性丙烯酸聚氨酯树脂(2150联固新材料);水性分散剂(BYK190毕克化学);水性消泡剂(AD01环琦化工);气相二氧化硅(R972德固萨);水性有机土粉(DE惠正行);水性增稠剂(299惠正行);钛白粉(R996龙蟒钛业);碳黑(MA100三菱化学);硫酸钡(3000目);胺中和剂(AMP95广州恒宇化工);助溶剂(醇类、醚类溶剂);水性润湿剂(452先创化学);水性异氰酸酯固化剂(268万华化学)。
实施例6-实施例8的各组分配比见表2。
表2实施例6-实施例8的组分配比表(按重量百分比计)
组分 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
去离子水 | 11.1 | 8.5 | 6.6 |
水性分散剂 | 0.5 | 0.4 | 0.3 |
水性消泡剂 | 0.3 | 0.5 | 0.4 |
钛白粉 | 20 | 18 | 15 |
碳黑 | 1 | 0.8 | 0.5 |
气相二氧化硅 | 0.2 | 0.5 | 0.4 |
15%水性有机土浆 | 4 | 3 | 2 |
水性丙烯酸聚氨酯乳液 | 60 | 65 | 70 |
胺中和剂 | 0.3 | 0.5 | 0.8 |
水性增稠剂 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
助溶剂 | 2 | 2 | 3 |
水性润湿剂 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
总计 | 100 | 100 | 100 |
固化剂:水性异氰酸酯固化剂:助溶剂=50%-60%:40%-50%,搅拌均匀配制成固化剂。
实施例6-实施例8的制备方法,包括如下步骤:
(1)将去离水、水性分散剂、水性消泡剂、助溶剂加入生产缸中,采用300-400转/分搅拌5分钟;
(2)采用85%的去离子水到生产缸中,边搅拌边慢慢加入15%的水性有机土粉,采用800-1000转/分搅拌20分钟,呈浆膏状即可;
(3)边搅拌边慢慢加入钛白粉、碳黑、硫酸钡、气相二氧化硅、浆膏物,采用800-1000转/分搅拌10-20分钟;
(4)采用砂磨机将细度研磨至20微米;
(5)边搅拌边慢慢加入胺中和剂,将PH值调节为8.5-9.5,采用300-400转/分搅拌5-10分钟;
(6)边搅拌边慢慢加入水性增稠剂和胺中和剂,将粘度和PH值同时进行调节。
<试验例>
1.水性环氧底漆性能测定
干板实现:
A:B=8:1混合均匀后,加入20%的去离子水进行稀释,喷涂于马口铁片或喷砂板上,厚度制控在20-100微米之间,检测物性,物性干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能,熟化7d后测试耐化学性、耐中性盐雾。干板性能见表3。
由表3的结果可知,漆膜的表干与正常的水性环氧底漆差异不大,但实干却非常明显,在整个过程中,当A、B组分混合后,脂肪胺分子快速与环氧基团进行“锚定”,从而不会受其他基团的干扰。尤其在加入功能化石墨烯后,涂层的耐盐雾性能有着明显的提升,并且在底漆流平时间仅为10-15分钟后,可以喷涂水性面漆,却不会影响面漆的光泽及综合性能。
2.聚氨酯面漆性能测定
干板实现:
A:B=4/5:1混合均匀后,加入20%的去离子水进行稀释,喷涂于马口铁片或喷砂板上,厚度制控在20-60微米之间。同时与前述的水性湿碰湿环氧底漆进行湿碰湿工艺施工,制作复合层,底漆喷涂流平10分钟,喷涂水性丙烯酸聚氨酯面漆,流平后有条件采用60度烘烤30分钟,没有条件时室温干燥。单层物性检测厚度控制在20-30微米,复合层物性检测板厚度控制在60-80微米。物性干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能。复合层理化性能检测板的厚度控制在100-120微米,熟化7d后测试耐盐雾性、耐候性能、耐化学性。干板性能结果见表4。
3.复合层性能测定
复合层施工工艺:水性湿碰湿底漆喷涂50-60微米,流平10分钟,喷涂水性湿碰湿面漆,室温自干。48小时后测物理性能,7天后测试形式检验项目。通过实施例6-8的复合层检测结果来分析,湿碰湿工艺涂装后,漆膜的综合性能均未受到影响,光泽、耐酸碱、耐水性、耐候性能均与单层保持一致,复合层耐盐雾性能可达到2100小时。该体系的产品可以应用于不同湿度(10%-90%)的环境下涂装,漆膜的综合性能不会受到影响。已经广泛应用于工程机械、车辆、钢结构、机械设备、石油石化等领域。
注:复合层采用实施例5的底漆,其分别与实施例6、实施例7、实施例8的面漆制板,所得到的复合层干板厚度控制在100-120微米,再进行各项性能检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水性环氧底漆,其特征在于,包括A组分和B组分;
A组分:
各组分按重量百分比计,包括环氧树脂:40-50%、钛白粉:10-15%、碳黑:0.2-0.5%、磷酸锌:5-8%、硫酸钡:15-25%、分散剂:0.5-0.8%、消泡剂:0.2-0.4%、气相二氧化硅:0.5-0.8%、增稠剂:0.5-1%、防闪锈剂0.3-0.5%、助溶剂:1.5-2%、胺中和剂:0.3-0.8%、石墨烯:0.5-1%、去离子水:8.2-11.2%;
B组分:
各组分按重量百分比计,包括环氧固化剂:96-99%、催干剂:1-4%。
2.根据权利要求1所述的水性环氧底漆,其特征在于,A组分的各组分按重量百分比计,
包括环氧树脂:40-48%、钛白粉:10-12%、碳黑:0.2-0.5%、磷酸锌:5-8%、硫酸钡:15-20%、分散剂:0.5-0.8%、消泡剂:0.2-0.4%、气相二氧化硅:0.5-0.8%、增稠剂:0.5-1%、防闪锈剂0.3-0.5%、助溶剂:1.5-2%、胺中和剂:0.3-0.8%、石墨烯:0.5-1%、去离子水:8.2-11.2%。
3.根据权利要求1或2所述的水性环氧底漆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1将环氧树脂、分散剂、消泡剂、去离子水、一部分胺中和剂,经搅拌,得到第一共混物;
S2向第一共混物中加入钛白粉、炭黑、磷酸锌、硫酸钡、气相二氧化硅,经搅拌,得到第二共混物;
S3向第二共混物中加入助溶剂、石墨烯、润湿剂、防闪锈剂,经搅拌第三共混物;
S4向第三共混物中加入另一部分胺中和剂,调节片pH值,得到A组分;
S5按比例共混A组分和B组分,即可。
4.一种水性防腐涂料,其特征在于,包括如权利要求1或2所述的水性环氧底漆、以及水性聚氨酯面漆。
5.如权利要求4所述的水性聚氨酯面漆,其特征在于,各组分按重量百分比计,包括丙烯酸聚氨酯乳液:60-70%、钛白粉:15-20%、碳黑:0.5-1%、分散剂:0.3-0.5%、消泡剂:0.3-0.5%、气相二氧化硅:0.2-0.5%、增稠剂:0.3-0.5%、15%有机土:2-4%、助溶剂:2-5%、胺中和剂:0.3-0.8%、润湿剂:0.3-0.5%、去离子水:5-15%。
6.根据权利要求5所述的水性聚氨酯面漆,其特征在于,各组分按重量百分比计,包括丙烯酸聚氨酯乳液:65-70%、钛白粉:15-18%、碳黑:0.5-0.8%、分散剂:0.3-0.5%、消泡剂:0.3-0.5%、气相二氧化硅:0.4-0.5%、增稠剂:0.4-0.5%、15%有机土:2-4%、助溶剂:2-3%、胺中和剂:0.5-0.8%、润湿剂:0.4-0.5%、去离子水:6-9%。
7.根据权利要求5或6所述的水性聚氨酯面漆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1将去离子水、分散剂、消泡剂、助溶剂,经共混,得到第一共混物;
S2分散有机土粉,得到浆膏物;
S3向第一共混物中加入钛白粉、炭黑、硫酸钡、气相二氧化硅、浆膏物,经共混,得到第二共混物;
S4向第二共混物中加入一部分胺中和剂,调节pH值,再加入增稠剂和另一部分胺中和剂,得到水性聚氨酯面漆。
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