一種雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆的製作方法

2023-05-27 03:45:46

本發明涉及油漆領域，具體涉及一種雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆。
背景技術：
：：傳統丙烯酸聚氨酯面漆固化後的塗膜具有優越的耐化學腐蝕、耐候、保光保色性、抗劃傷性，因此在鋼結構、機械、交通、電器、航空等領域有廣泛的應用，但傳統丙烯酸聚氨酯面漆存在VOC含量高、施工固體份低、對環境汙染嚴重等缺陷。隨著我國環保要求的提高，對鋼結構重防腐塗裝使用低VOC塗料產品的要求不斷提高，使得傳統的丙烯酸聚氨酯面漆很難滿足今後的塗裝要求。本發明通過用丙烯酸酯對聚酯樹脂加以改性，從而使得改性後的樹脂(BG-70樹脂)具有低VOC、耐化學腐蝕、耐候性佳等特點。以此樹脂為成膜物，選擇防腐、耐光、耐候顏料及助劑製備主漆，再以HDI脂肪族聚異氰酸酯為固化劑製備的雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆，具有環保、防腐性能優異、耐候性佳、抗劃傷性好、硬度高、易施工的特點，可完全滿足今後鋼結構塗裝的要求。技術實現要素：：本發明提供了一種雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆的製備方法，與傳統丙烯酸聚氨酯面漆相比，該面漆環保、防腐性能優異、耐候性佳、抗劃傷性好、硬度高、易施工的特點，是一種環境友好型功能性雙組份塗料。本發明採用的技術方案為：一種雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆，包括主漆和固化劑，其特徵在於，所述的主漆由下列重量份的組分製成：BG-70樹脂60-65、潤溼分散劑0.3-0.5、有機膨潤土0.2-0.4、顏料30-35、助劑1.8-3.2、金屬催幹劑0.2-0.5、乙酸丁酯3-5，所述的BG-70樹脂的製備方法為：(1)按重量份分別稱取下列組份一、組份二的組分原料：組份一的組成原料為：三羥甲基丙烷30-40、鄰苯二甲酸酐30-35、巴豆酸3-5、二甲苯20-30；組份二的組成原料為：過氧化苯甲醯0.5-0.8、甲基丙烯酸-2-乙基己酯5-10、甲基丙烯酸甲酯25-30、甲基丙烯酸異冰片酯15-20、甲基丙烯酸異丁酯10-15、甲基丙烯酸羥乙酯2-5、二甲苯10-20；(2)按配方量將組份一中的三羥甲基丙烷、鄰苯二甲酸酐、巴豆酸、配方量二甲苯的10-15％投入反應釜中，關閉反應釜蓋，用1-2h升溫至170±2℃保持酯化1h，再用1-2h升溫至180±2℃保持酯化1h，再用1-2h升溫至200±2℃保持酯化至酸值≤15mgKOH/g(固)，然後降溫至100℃以下投入餘下的二甲苯兌稀，得到基礎聚酯樹脂備用；(3)按配方量將組份二中的70-80％的過氧化苯甲醯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯投入滴加釜中，混合均勻備用；(4)將步驟(2)製得的基礎聚酯樹脂升溫至130±2℃時開始滴加混合單體，用4.5-5h滴加完，然後滴加二甲苯和餘下的BPO的混合液進行補加，用4.5-5h滴加完,補加完保持1h後測轉化率≥99％時降溫，過濾出料得BG-70樹脂；所述雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆，其特徵在於：所述顏料為金紅石型鈦白粉、中色素碳黑，二者的重量比為30-32:0.5-0.7。所述的雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆，其特徵在於：所述助劑選流平劑、消泡劑、防浮色發花劑、聚醯胺蠟漿中的一種或多種，所述的潤溼分散劑為byk130潤溼分散劑，所述的金屬催幹劑為二月桂酸二丁基錫。所述的雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆，其特徵在於：所述的固化劑為HDI脂肪族聚異氰酸酯；OH/NCO＝1-1.2。所述的雙組份高固體份鋼結構重防腐裝飾面漆，其特徵在於，所述的主漆的製備方法，包括以下步驟：(1)按配方量將BG-70樹脂投入配料罐內，開啟攪拌在300-500r/min加入潤溼分散劑攪勻，再依次投入有機膨潤土、顏料，再提升攪拌轉速至500-800r/min攪拌30min，用80目篩網過濾進入砂磨機循環研磨，出口物料溫度≤70℃，細度控制≤20μm；(2)將細度研磨合格的漆漿投入兌稀罐中加入聚醯胺蠟漿，開啟攪拌在1000-1500r/min攪拌至溫度升至30-35℃攪拌30min，然後調至攪拌轉速在500-800r/min用色漿調色到符合要求，再投入流平劑、消泡劑、金屬催幹劑、防浮色發花劑攪勻；(3)攪勻後用乙酸丁酯調整粘度至90-100KU，用200目振動篩過濾、包裝，即得到主漆。本發明的技術方案確定過程：1、BG-70樹脂的確定本發明中的BG-70樹脂是制漆的關鍵材料，基礎聚酯樹脂結構的設計、丙烯酸酯改性量、引發劑用量的確定、共聚反應溫度的控制、乾燥方式，是樹脂性能好壞的關鍵所在，有效控制能使BG-70樹脂的分子量分布均勻、降低相對分子量，提高樹脂固體份，降低VOC，從而獲得理想的塗膜，本發明主要通過以下途徑解決。(1)在基礎聚酯樹脂中，本發明選擇耐候性好的三羥甲基丙烷為多元醇，由三羥甲基丙烷中的-OH與鄰苯二甲酸酐、巴豆酸中的-COOH反應，控制基礎聚酯樹脂的反應深度，降低聚酯樹脂的相對分子量，為後期與丙烯酸酯共聚打好基礎，並且醇超的-OH可與-NCO基團反應固化成膜；引入巴豆酸為基礎聚酯樹脂提供-C＝C-，提高反應活性點為後期與丙烯酸酯共聚奠定良好的基礎，並且巴豆酸可以調節分子量。(2)丙烯酸酯改性量直接影響塗膜的防腐性、硬度、乾燥時間、抗劃傷性、耐候性，通過反覆試驗選擇甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯，軟、硬單體搭配，功能性互補，確定丙烯酸酯改性重量百分比為總體系的30～50％，可達到良好的效果。(3)共聚反應溫度直接影響BG-70樹脂的分子量分布、相對分子量的大小，通過實驗確定130±2℃為最佳的共聚反應溫度。(4)引發劑的用量也影響著BG-70樹脂的分子量分布、相對分子量的大小，通過實驗確定引發劑重量百分比為總體系的0.3-0.5％，可滿足要求。(5)BG-70樹脂中含有三羥甲基丙烷提供的-OH，以及甲基丙烯酸羥乙酯提供的-OH，可與HDI脂肪族聚異氰酸酯提供的-NCO交聯乾燥，屬於雙交聯乾燥方式，最終使塗膜形成網狀體型交聯結構。2、成漆的確定鋼結構重防腐裝飾面漆主要的側重點是要求塗膜防腐、耐候性佳、保光保色性佳，本發明主要通過以下途徑解決。(1)BG-70樹脂具有耐化學腐蝕、耐候性佳、低VOC、易施工等特點，因此本發明用BG-70樹脂為主漆成膜物。(2)選擇金紅石型鈦白粉、中色素碳黑，可提高塗膜的抗老化性。3、異氰酸酯及OH/NCO當量比的確定本發明採用耐候性極佳的HDI脂肪族聚異氰酸酯為固化劑。OH/NCO當量比對塗膜的綜合性能影響很大，若固化劑過多，交聯密度增加，塗膜硬度高，耐磨性增強，但塗膜較脆，不耐衝擊；若固化劑太少，則有-OH殘留，親水性增強，漆膜滲透性提高，同時漆膜硬度也隨之降低，綜合各方面的性能，並經反覆實驗確定以OH/NCO＝1-1.2為佳。本發明的優點1、採用三羥甲基丙烷、鄰苯二甲酸酐、巴豆酸為原料合成的聚酯樹脂作為共聚基料，使得BG-70樹脂具有極佳的耐候性能。2、採用丙烯酸酯與基礎聚酯共聚，使得BG-70樹脂兼具極佳的耐候性能和防腐性能。3、基礎聚酯樹脂中引入的巴豆酸提供了-C＝C-，可以和丙烯酸酯共聚。4、丙烯酸酯中採用甲基丙烯酸羥乙酯提供的-OH可與-NCO交聯反應。5、基礎聚酯樹脂中引入的巴豆酸屬於一元酸，可以調節降低基礎聚酯樹脂的相對分子量，與丙烯酸酯共聚所得BG-70樹脂具有高固體份、低VOC的特點。6、基礎聚酯提供的-OH以及丙烯酸酯提供的-OH都可與-NCO交聯反應，所以後期塗膜乾燥方式屬於雙交聯乾燥，最終使塗膜形成網狀體型交聯結構，提高塗膜交聯密度，具有極佳的防腐性及耐候性。7、採用三羥甲基丙烷、鄰苯二甲酸酐、巴豆酸為原料合成的聚酯樹脂其酯化反應溫度低，降低了能耗。8、合成BG-70樹脂所需原料都是工業品，原料易得，合成工藝簡單。9、採用BG-70樹脂為成膜物，提高了塗膜的耐候性、防腐性，降低了整個塗料的VOC，達到環境友好型功能性塗料的要求。10、成漆中選擇了耐光性、耐候性、耐腐蝕性極佳的金紅石型鈦白粉及中色素碳黑作為顏料，提高了塗膜的耐老化及防腐性能。11、主漆配套固化劑後以無氣噴塗設備施工，一次塗膜(幹膜)厚度可達60-70μm(達到重防腐塗裝厚度要求)，比傳統聚氨酯減少1-2次塗裝次數，減少勞動強度，減少50-70％的VOC揮發量。具體實施方式1、BG-70樹脂配方及製備工藝BG-70樹脂配方BG-70樹脂製備工藝(1)按配方量將組份一中的三羥甲基丙烷、鄰苯二甲酸酐、巴豆酸、二甲苯(回流)投入反應釜中，關閉反應釜蓋，用1-2h升溫至170±2℃保持酯化1h，再用1-2h升溫至180±2℃保持酯化1h，再用1-2h升溫至,200±2℃保持酯化至酸值≤15mgKOH/g(固)，然後降溫至100℃以下加入二甲苯①兌稀，得到基礎聚酯樹脂備用；(2)按配方量將組份二中的過氧化苯甲醯①、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯投入滴加釜中，混合均勻備用；(3)將基礎聚酯樹脂升溫至130±2℃時開始滴加步驟(2)備好的混合單體，用4.5-5h滴加完，然後滴加二甲苯②和過氧化苯甲醯②的混合液進行補加，用4.5-5h滴加完，補加完保持1h後測轉化率≥99％時降溫，過濾出料得BG-70樹脂；2、主漆配方及製備工藝主漆配方主漆製備工藝(1)按配方量將BG-70樹脂投入配料罐內，開啟攪拌在300-500r/min投入潤溼分散劑攪勻，再依次投入有機膨潤土、鈦白粉、中色素碳黑攪勻，再提升攪拌轉速至500-800r/min攪拌30min，用80目篩網過濾進入砂磨機循環研磨，出口物料溫度≤70℃，細度控制≤20μm；(2)將細度研磨合格的漆漿投入兌稀罐中加入聚醯胺蠟漿，開啟攪拌在1000-1500r/min攪拌至溫度升至40-50℃攪拌30min，然後調至攪拌轉速在500-800r/min用色漿調色到符合要求，再依次投入流平劑、消泡劑、金屬催幹劑、防浮色發花劑攪勻；(3)攪勻後用乙酸丁酯調整粘度至90-100KU，用200目振動篩過濾、包裝，即得到主漆。3、固化劑配方及製備工藝固化劑配方序號原料名稱規格重量百分比1HDI脂肪族聚異氰酸酯進口100％固化劑的製備工藝將原包裝HDI脂肪族聚異氰酸酯按配比要求，用200目篩網過濾分包。4、按主漆:固化劑＝6:1配漆測試各項性能，檢測結果匯總如下：當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp