CN104277660A - 一种机械装备用水性环氧防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种机械装备用水性环氧防腐涂料，该水性环氧防腐涂料由水性环氧树脂乳液、流变剂、润湿分散剂、消泡剂、有机防腐剂、无机防锈颜料、颜填料、去离子水及成膜助剂组成A组分，由水性多胺-环氧树脂加成物、去离子水、硅烷偶联剂、促进剂及反应型环氧增韧剂组成B组分，经过A组分的制备、B组分的制备以及A组分与B组分的配比方式，制备出水性环氧防腐涂料，经测试本发明在施涂150μm湿膜的情况下，表干小于40min，实干小于12h，干膜厚度80μm，且在120Kg?cm的冲击条件下涂层无裂纹，消除对人体或环境产生危害的抗闪锈剂，环保安全性高。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及到一种机械装备用水性环氧防腐涂料及其制备方法。
背景技术
机械装备常用的防腐涂料是溶剂型环氧涂料，由于涂料行业未来将限制高有机挥发物VOCs和有害空气HAPs的使用，所以高固体分和水性涂料已成为未来涂料的发展方向。
水性环氧防腐涂料有诸多优点，如VOC含量低，气味较小，使用安全，可用水清洗，符合环保与节能的要求等，然而用于机械装备涂装市场的水性环氧防腐涂料并不常见，原因是不能满足机械装备的涂装要求，如常温快速固化、机械性能和防腐性能等。
中国专利CN 102399350A的公开了一种水性环氧丙烯酸树脂的制备方法，用无机酸改性环氧树脂使其生成环氧酸酯，然后再与丙烯酸单体反应制成均相的水性环氧丙烯酸树脂，制备时通过有机胺将树脂中和至PH 7～8，虽然该发明结合了水性丙烯酸树脂和水性环氧树脂的优点，但制得的改性水性环氧树脂漆需在高温下烘烤成膜，且附着力和防腐性能指标不高。
中国专利CN 102827529A的公开了一种铁红水性环氧防锈漆及其制备方法，该防锈漆以E51树脂、水性高分子胺类和水性聚酰胺树脂为成膜物，可在常温固化，施工性能和防腐性能好，但漆膜表干时间为2h，实干时间大于15h，并不能满足机械装备产品的涂装要求，这是由于E51分子链短、固化交联度高、成膜物硬度高的同时其脆性也强，受到急速冲击或磕碰后会引起漆膜受损剥落，增加了补涂或复涂工序。
发明内容
为了克服现有技术中的不足之处，本发明提供了一种机械装备用水性环氧防腐涂料及其制备方法，该水性环氧防腐涂料可用于工程机械、机床等机械装备领域，具有常温快速固化、附着力强、抗冲击性能大及防腐性能好。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种机械装备用水性环氧防腐涂料，该水性环氧防腐涂料由水性环氧树脂乳液、流变剂、润湿分散剂、消泡剂、有机防腐剂、无机防锈颜料、颜填料、去离子水及成膜助剂组成A组分，由水性多胺-环氧树脂加成物、去离子水、硅烷偶联剂、促进剂及反应型环氧增韧剂组成B组分，本发明的特征如下：
所述A 组分中均按重量份的配比如下：
水性环氧树脂乳液40～60份，流变剂1～5份，润湿分散剂1～5份，消泡剂0.1～0.5份，有机防腐剂0.4～0.5份，无机防锈颜料5～10份、颜填料30～50份，去离子水8～15份，成膜助剂2～12份；
所述B组分中均按重量份的配比如下：
水性多胺-环氧树脂加成物8～14份，去离子水20～40份，硅烷偶联剂3～8份，促进剂0.1～0.7份，反应型环氧增韧剂15～30份；
上述水性环氧树脂乳液是AR550及AB-EP-20中的任一种，建议AR550由Air Products生产，建议AB-EP-20由浙江安邦生产；
上述流变剂是DEURHEO WT-120、BYK-420及VISCOPLUS 3030中的任一种，建议DEURHEO WT-120由德谦化学生产，建议BYK-420由毕克化学生产，建议VISCOPLUS 3030由迪高助剂生产；
上述润湿分散剂是Disponer W-519、BYK-012、5040及T-731中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其任三种的组合物，或是其四种组合物，建议5040由德国汉高生产，建议T-731由罗门哈斯生产；
上述消泡剂是BYK-019、BYK-024、Deform WT-082中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其三种组合物；
上述有机防腐剂是HALOX 515，HALOX
515不仅能起到长期防腐缓蚀作用，还可取代水性涂料中常用的抗闪锈剂；
上述无机防锈颜料是ACTIROX 106、三聚磷酸铝及SHIELDEX C303中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其三种组合物，建议SHIELDEX
C303由格蕾丝公司生产；
上述颜填料是金红石型二氧化钛、沉淀硫酸钡、滑石粉及云母粉中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其任三种的组合物，或是其四种组合物；
上述成膜助剂是丙二醇醚类及二丙二醇醚类溶剂的任一种；
上述水性多胺-环氧树脂加成物是Air
Products 419及AB-HGT中的任一种，建议AB-HGT由浙江安邦生产；
上述硅烷偶联剂是Degussa HS 2696、GESilicones A 187及GESilicones
A 1120中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其三种组合物；
上述促进剂是ANCAMINE K-54，建议ANCAMINE K-54由空气化学生产；
上述反应型环氧增韧剂是CYH-277-S及Ancarez
2364中的任一种，建议CYH-277-S由武汉森茂精细化工生产；
一种机械装备用水性环氧防腐涂料的制备方法，该水性环氧防腐涂料由水性环氧树脂乳液、流变剂、润湿分散剂、消泡剂、有机防腐剂、无机防锈颜料、颜填料、去离子水及成膜助剂组成A组分，由水性多胺-环氧树脂加成物、去离子水、硅烷偶联剂、促进剂及反应型环氧增韧剂组成B组分，制备方法包含所述A组分的制备、所述B组分的制备以及所述A组分与所述B组分的配比方式，本发明的特征如下：
Ⅰ所述A组分的制备
加入8～15重量份的去离子水，在搅拌状态下缓慢加入1～5重量份的流变剂，高速分散10min 时呈均一粘稠浆状液体后再依次加入40～60重量份的水性环氧树脂乳液、1～5重量份的润湿分散剂及0.1～0.5重量份的消泡剂并混合搅拌25～30min，然后依次加入5～10重量份的无机防锈颜料及30～50重量份的颜填料，待分散均匀后用砂磨将其磨至粒度小于40μm，之后加入0.4～0.5重量份的有机防腐剂和2～12重量份的成膜助剂并搅拌均匀，过滤后即制备出所述A组分；
Ⅱ所述B组分的制备
将8～14重量份的水性多胺-环氧树脂加成物、20～40重量份的去离子水、3～8重量份的硅烷偶联剂、0.1～0.7重量份的促进剂及15～30重量份的反应型环氧增韧剂一起混合分散均匀，过滤后即制备出所述B组分；
Ⅲ所述A组分与所述B组分的配比方式
按重量份取，所述A组分：所述B组分=2：1进行配制涂料，之后根据施工实际情况并按所述涂料的总重再加入5～15%的水进行稀释搅拌均匀即可制备出水性环氧防腐涂料。
制备方法中各原料的具体名称与上述水性环氧防腐涂料相同，不另赘述。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下有益效果：
1、
在优选室温固化树脂成膜物的基础上加入了促进剂成分，加快了反应进程，同时引入反应型环氧增韧剂，避免了因快速固化而引起的涂膜变脆缺陷，抗冲击性能优异，经测试本发明在施涂150μm湿膜的情况下，表干小于40min，实干小于12h，干膜厚度80μm，且在120Kg•cm的冲击条件下涂层无裂纹。
2、
采用环保型的有机防腐剂和无机防锈颜料相结合，使涂层更具有长效防腐性，本发明的机防腐剂可替代水性防腐涂料中常用的苯丙异噻唑啉衍生物、N，N-二甲基乙醇胺等对人体或环境产生危害的抗闪锈剂，环保安全性高。
3、
根据树脂体系优选了氨基硅烷，提高了涂膜的湿态附着力，加强了对底材的润湿和附着能力。
4、
成膜助剂具有的增溶作用使环氧树脂和固化剂进一步反应，提高交联密度，同时调节水的蒸发速率，使涂膜均匀固化，综合性能得到提高。
具体实施方式
实施例1 的配方见下表：
实施例2的配方见下表：
实施例3的配方见下表：
本发明涂料的制备方法如下：
1. A组分的制备
按上述实施例1-3的配方量，先加入去离子水，搅拌下缓慢加入流变剂，高速分散约10min
至呈均一粘稠浆状液体后再加入水性环氧树脂乳液、润湿分散剂和消泡剂搅拌25～30min，然后加入无机防锈颜料和颜填料，分散均匀后用砂磨至细度小于40μm，加入有机防腐剂和成膜助剂，过滤后即制备出A组分备用。
2.
B组分的制备
按配方量将水性多胺-环氧树脂加成物、去离子水、硅烷偶联剂、促进剂和反应型环氧增韧剂混合分散均匀，过滤即制备出B组分备用。
3、按A组分：B组分=2：1为进行配制涂料，之后根据施工实际情况并按所述涂料的总重再加入5～15%的水进行稀释搅拌均匀即可制备出水性环氧防腐涂料。
需要说明的是，本发明的水性环氧防腐涂料可以采用喷涂、滚涂以及刷涂，根据喷涂、滚涂以及刷涂的施工方式，上述稀释比率会随机调整。
本发明的水性环氧防腐涂料各项性能指标参考值见下表：
从上表可以看出，本发明可在常温条件下快速固化，耐冲击性能和附着力性能优异，减轻了机械设备在运输安装中的磕碰受损情况，且防腐性能远远超过市售同类产品，是一种理想的低VOC水性环氧防腐涂料品种，适用于多种机械装备产品的涂装应用。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明，并非是本发明的限定，对于本领域普通技术人员来说，在上述基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，由此而引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。
Claims (2)
1.一种机械装备用水性环氧防腐涂料，该水性环氧防腐涂料由水性环氧树脂乳液、流变剂、润湿分散剂、消泡剂、有机防腐剂、无机防锈颜料、颜填料、去离子水及成膜助剂组成A组分，由水性多胺-环氧树脂加成物、去离子水、硅烷偶联剂、促进剂及反应型环氧增韧剂组成B组分，其特征是：
所述A 组分中均按重量份的配比如下：
水性环氧树脂乳液40～60份，流变剂1～5份，润湿分散剂1～5份，消泡剂0.1～0.5份，有机防腐剂0.4～0.5份，无机防锈颜料5～10份、颜填料30～50份，去离子水8～15份，成膜助剂2～12份；
所述B组分中均按重量份的配比如下：
水性多胺-环氧树脂加成物8～14份，去离子水20～40份，硅烷偶联剂3～8份，促进剂0.1～0.7份，反应型环氧增韧剂15～30份；
上述水性环氧树脂乳液是AR550及AB-EP-20中的任一种；
上述流变剂是DEURHEO
WT-120、BYK-420及VISCOPLUS 3030中的任一种；
上述润湿分散剂是Disponer
W-519、BYK-012、5040及T-731中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其任三种的组合物，或是其四种组合物；
上述消泡剂是BYK-019、BYK-024、Deform WT-082中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其三种组合物；
上述有机防腐剂是HALOX
515；
上述无机防锈颜料是ACTIROX
106、三聚磷酸铝及SHIELDEX
C303中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其三种组合物；
上述颜填料是金红石型二氧化钛、沉淀硫酸钡、滑石粉及云母粉中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其任三种的组合物，或是其四种组合物；
上述成膜助剂是丙二醇醚类及二丙二醇醚类溶剂的任一种；
上述水性多胺-环氧树脂加成物是Air Products 419及AB-HGT中的任一种；
上述硅烷偶联剂是Degussa
HS 2696、GESilicones A
187及GESilicones A
1120中的任一种，或是其任两种的组合物，或是其三种组合物；
上述促进剂是ANCAMINE
K-54；
上述反应型环氧增韧剂是CYH-277-S及Ancarez 2364中的任一种。
2.一种机械装备用水性环氧防腐涂料的制备方法，该水性环氧防腐涂料由水性环氧树脂乳液、流变剂、润湿分散剂、消泡剂、有机防腐剂、无机防锈颜料、颜填料、去离子水及成膜助剂组成A组分，由水性多胺-环氧树脂加成物、去离子水、硅烷偶联剂、促进剂及反应型环氧增韧剂组成B组分，制备方法包含所述A组分的制备、所述B组分的制备以及所述A组分与所述B组分的配比方式，其特征是：
Ⅰ所述A组分的制备
加入8～15重量份的去离子水，在搅拌状态下缓慢加入1～5重量份的流变剂，高速分散10min 时呈均一粘稠浆状液体后再依次加入40～60重量份的水性环氧树脂乳液、1～5重量份的润湿分散剂及0.1～0.5重量份的消泡剂并混合搅拌25～30min，然后依次加入5～10重量份的无机防锈颜料及30～50重量份的颜填料，待分散均匀后用砂磨将其磨至粒度小于40μm，之后加入0.4～0.5重量份的有机防腐剂和2～12重量份的成膜助剂并搅拌均匀，过滤后即制备出所述A组分；
Ⅱ所述B组分的制备
将8～14重量份的水性多胺-环氧树脂加成物、20～40重量份的去离子水、3～8重量份的硅烷偶联剂、0.1～0.7重量份的促进剂及15～30重量份的反应型环氧增韧剂一起混合分散均匀，过滤后即制备出所述B组分；
Ⅲ所述A组分与所述B组分的配比方式
按重量份取，所述A组分：所述B组分=2：1进行配制涂料，之后根据施工实际情况并按所述涂料的总重再加入5～15%的水进行稀释搅拌均匀即可制备出水性环氧防腐涂料。
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