採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法
2023-06-14 03:04:01 1
專利名稱：採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法
技術領域：
本發明涉及一種採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法，所述底漆系採用水性環氧樹脂混合乳液、固化劑、分散劑、消泡劑、助固化劑、鋅粉、矽烷偶聯劑等製備，具有環境友好、不含或者少含揮發性有機化合物等特點，作為鋅基重防腐塗料用於橋梁、道路護欄、貨櫃、船舶等的防腐，屬於防腐蝕塗料技術領域。
背景技術：
環氧樹脂具有附著力高、電絕緣性好、耐化學品腐蝕等特點，是一種應用廣泛的熱固性樹脂基體。但是，由於常用的環氧樹脂粘度大且不溶於水，所以在用作塗料時常常需要使用大量的有機溶劑，而有機溶劑不僅價格較高，而且具有揮發性，危害施工人員的身體健康，汙染環境。而環氧樹脂富鋅底漆在使用中與直接將環氧樹脂用作塗料同樣需要使用有機溶劑。鑑於此，現有技術採取了兩方面的措施。一是通過加入有機溶劑將環氧樹脂進行水性改性；二是使用活性稀釋劑稀釋環氧樹脂製備無溶劑環氧樹脂，所述活性稀釋劑相當於一種有機溶劑，但是，由於它也是一種環氧樹脂，同基料環氧樹脂一樣，也與固化劑反應，進入交聯網狀結構，從而不再揮發。但是，所述第一方面的措施需要中途去除該有機溶劑，導致成本升高，另外，還會有有機溶劑殘留，同樣會對環境及施工人員造成傷害，再有，該措施大幅減輕漆料在使用過程中由有機溶劑帶來的危害，卻造成漆料在製造過程中來自有機溶劑的危害；第二方面的措施所使用的活性稀釋劑多為柔性鏈段，並且，為了獲得應有的韌性，該方法需要過量添加活性稀釋劑，結果導致漆膜硬度降低。
發明內容
本發明的目的在於消除有機溶劑危害，製備出一種韌性、漆膜硬度具佳的水性環氧樹脂富鋅底漆，為此我們發明了一種採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法。本發明之採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法其特徵在於，第一步，將環氧樹脂和活性稀釋劑加入反應容器中混合，緩慢添加多元醇胺，在6(Tl 10°C溫度下反應0.5^3.5h，然後滴加有機酸中和，再緩慢滴加去離子水，攪拌0.5^3.5h後得到水性環氧樹脂混合乳液；所述各組分及重量配比為:環氧樹脂3(T70%，活性稀釋劑3(T70% ;再以該兩組份總重量為計量基準，加入該總重量若干百分比的下列組分:多元醇胺23 28%，有機酸15 20%，去離子水7(T80% ;所述的活性稀釋劑為乙二醇縮水甘油醚、二乙二醇縮水甘油醚、己二醇縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的一種或者多種；第二步，以水性環氧樹脂混合乳液中的環氧樹脂、活性稀釋劑、多元醇胺、有機酸總重量為計量基準，向所述水性環氧樹脂混合乳液中加入該總重量若干百分比的下列組分:鋅粉40 85%，固化劑2 6%，分散劑0.0r0.1%，矽烷偶聯劑0.0r0.1%，助固化劑0.0r0.1%，消泡劑0.0r0.1% ;然後攪拌均勻即製得水性環氧樹脂富鋅底漆。
本發明其技術效果在於，在整個製備過程沒有使用任何有機溶劑，在所製備的富鋅底漆的使用過程中也可以不添加有機溶劑，因此，徹底消除了有機溶劑的危害。另外，由於採用多元醇胺水性改性環氧樹脂和活性稀釋劑，見附圖所示，使得具有增韌作用的活性稀釋劑的用量在最終產物即水性環氧樹脂富鋅底漆中所佔重量比例適中，從而，在克服了環氧樹脂尤其是雙酚A型環氧樹脂固化後韌性差的缺點的同時確保漆膜硬度。本發明附帶而來的技術效果在於，首先，所製備的富鋅底漆耐腐蝕性好，例如，在耐鹽霧試驗中，耐候時間能達到2000h以上；其次，即使加入鋅粉量較大也不會析出，從而能夠製備出不同防腐要求富鋅底漆；第三，本發明具有成本低、工藝簡單等特點。採用本發明之方法所製備的水性環氧樹脂富鋅底漆作為鋅基重防腐塗料適用於鋼鐵表面防腐，如道路護欄、貨櫃、橋梁、船舶等。該底漆即可以單獨使用，也可以與面漆配套使用。
附圖是環氧樹脂與活 性稀釋劑混合液被多元醇胺改性前後的紅外對比圖，途中曲線A為改性前的透過率曲線，曲線B為改性後的透過率曲線，該圖同時作為摘要附圖。
具體實施例方式本發明之採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法其具體方案如下。第一步，將環氧樹脂和活性稀釋劑加入反應容器如三口燒瓶中混合。所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AO型環氧樹脂、雙酚型縮水甘油醚、脂肪族縮水甘油醚、縮水甘油酯或縮水甘油胺中的一種或者多種；所述的活性稀釋劑為乙二醇縮水甘油醚、二乙二醇縮水甘油醚、己二醇縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的一種或者多種。緩慢添加多元醇胺，在6(Tll(TC溫度下反應0.5^3.5h，然後滴加有機酸中和，再緩慢滴加去離子水，攪拌0.5^3.5h後得到水性環氧樹脂混合乳液。所述多元醇胺為二乙醇胺、二甘醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丙烯基乙醇胺、N-羥甲基乙醇胺中的一種或者多種；所述有機酸為冰醋酸、丙烯酸、馬來酸、草酸、水楊酸、苯甲酸、油酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、亞麻酸、亞油酸中的一種或者多種。所述各組分及重量配比為:環氧樹脂3(T70%，活性稀釋劑3(T70% ;再以該兩組份總重量為計量基準，加入該總重量若干百分比的下列組分:多元醇胺23 28%，有機酸15 20%，去離子水70 80%。第二步，以水性環氧樹脂混合乳液中的環氧樹脂、活性稀釋劑、多元醇胺、有機酸總重量為計量基準，向所述水性環氧樹脂混合乳液中加入該總重量若干百分比的下列組分:鋅粉40 85%，固化劑2 6%，分散劑0.0r0.1%，矽烷偶聯劑0.01 0.1%，助固化劑
0.0r0.1%，消泡劑0.0f0.1%;然後攪拌均勻即製得水性環氧樹脂富鋅底漆。所述固化劑為二乙烯三胺，所述分散劑為聚乙二醇，所述助固化劑為AIBN，所述消泡劑為二甲基矽油。下面舉例說明本發明。(I)水性環氧樹脂混合乳液的製備
選取雙酚A型環氧樹脂中E_5110g，與乙二醇縮水甘油醚IOg在三口燒瓶中混合，緩慢添加二乙醇胺5.7g，在60°C溫度下反應0.5h，然後滴加丙烯酸3.8g中和，再緩慢滴加去離子水15g，攪拌0.5h即得到水性環氧樹脂混合乳液。(2)水性環氧樹脂富鋅底漆的製備向所製備的水性環氧樹脂混合乳液中加入鋅粉25g、二乙烯三胺lg、聚乙二醇
0.03g、矽烷偶聯劑0.03g、AIBN0.03g、二甲基矽油0.03g，然後攪拌均勻即製得水性環氧樹脂富鋅底漆。將其用四面溼膜製備器塗覆在處理過的低碳鋼板上，在200°C溫度下固化三天；之後做鹽霧試驗2000h，漆膜僅出`現部分小泡，但低碳鋼板無鏽蝕。
權利要求
1.一種採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法，其特徵在於，第一步，將環氧樹脂和活性稀釋劑加入反應容器中混合，緩慢添加多元醇胺，在6(Tll(TC溫度下反應0.5^3.5h，然後滴加有機酸中和，再緩慢滴加去離子水，攪拌0.5^3.5h後得到水性環氧樹脂混合乳液；所述各組分及重量配比為:環氧樹脂3(T70%，活性稀釋劑3(T70% ;再以該兩組份總重量為計量基準，加入該總重量若干百分比的下列組分:多元醇胺23 28%，有機酸15 20%，去離子水7(T80% ;所述的活性稀釋劑為乙二醇縮水甘油醚、二乙二醇縮水甘油醚、己二醇縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的一種或者多種；第二步，以水性環氧樹脂混合乳液中的環氧樹脂、活性稀釋劑、多元醇胺、有機酸總重量為計量基準，向所述水性環氧樹脂混合乳液中加入該總重量若干百分比的下列組分:鋅粉40 85%，固化劑2 6%，分散劑0.0r0.1%，矽烷偶聯劑0.0r0.1%，助固化劑0.0r0.1%，消泡劑0.0r0.1% ;然後攪拌均勻即製得水性環氧樹脂富鋅底漆。
2.根據權利要求1所述的製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法，其特徵在於，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AO型環氧樹脂、雙酚型縮水甘油醚、月旨肪族縮水甘油醚、縮水甘油酯或縮水甘油胺中的一種或者多種。
3.根據權利要求1所述的製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法，其特徵在於，所述多元醇胺為二乙醇胺、二甘醇胺、N-乙基乙醇胺、N-丙烯基乙醇胺、N-羥甲基乙醇胺中的一種或者多種。
4.根據權利要求1所述的製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法，其特徵在於，所述有機酸為冰醋酸、丙烯酸、馬來酸、草酸、水楊酸、苯甲酸、油酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、亞麻酸、亞油酸中的一種或者多種。
5.根據權利要求1所述的製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法，其特徵在於，所述固化劑為二乙烯三胺，所述分散劑為聚乙二醇，所述助固化劑為AIBN，所述消泡劑為二甲基矽油。
全文摘要
採用水性環氧樹脂乳液製備水性環氧樹脂富鋅底漆的方法屬於防腐蝕塗料技術領域。現有技術存在有機溶劑危害，韌性、漆膜硬度難以兼顧。本發明其特徵在於，將環氧樹脂和活性稀釋劑加入反應容器中混合，緩慢添加多元醇胺，在60~110℃溫度下反應0.5~3.5h，然後滴加有機酸中和，再緩慢滴加去離子水，攪拌0.5~3.5h後得到水性環氧樹脂混合乳液；所述各組分及重量配比為環氧樹脂30~70%，活性稀釋劑30~70%；再以該兩組份總重量為計量基準，加入該總重量若干百分比的下列組分多元醇胺23~28%，有機酸15~20%，去離子水70~80%；向所述水性環氧樹脂混合乳液中加入鋅粉、固化劑、分散劑、矽烷偶聯劑、助固化劑、消泡劑，然後攪拌均勻即製得水性環氧樹脂富鋅底漆。
文檔編號C08G59/64GK103113808SQ20131003262
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者段潛, 常晶晶, 王震, 李豔輝 申請人:長春理工大學