單組分環氧富鋅底漆的製作方法

2023-10-10 04:43:14

專利名稱：：單組分環氧富鋅底漆的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種單組分環氧富鋅底漆，特別適用於金屬材料工件的防腐蝕。
背景技術：
：環氧富鋅底漆是指成膜物以環氧樹脂為主的有機富鋅底漆，它在腐蝕環境中，通過犧牲鋅粉對鋼鐵等底材起到陰極保護作用。現有環氧富鋅底漆多為三包裝或兩包裝，其中一個包裝是鋅粉。施工時按比例分別稱取，混合均勻並熟化後使用。這種多包裝的環氧富鋅底漆的不足之處是使用時需要多次稱量，很不方便；分散鋅粉時間較長且鋅粉粉塵對環境和操作人員均有害；混合後，必須及時施工，適用期較短。目前有一種單組分環氧富鋅防腐蝕漆，其各組分包a—起。它是以酮亞胺為交聯固化劑。這種單組分環氧富鋅防腐蝕漆雖然不需要多次稱量和分^:鋅4分，但是，用它塗覆底材後，酮亞胺需要逐漸吸收空氣中的水分才能水解為伯胺，然後伯胺基與環氧樹脂中的環氧基團發生常溫交耳^^應開始固化，而漆膜完全固化一般需要一周以上，因此，無法滿足現^C防腐蝕工業流水線連續作業的要求；另外，用作防腐蝕的環氧富鋅底漆，通常要求鋅粉用量佔乾漆膜總重量的77%以上，其漆膜厚度通常在75]um以上，而在重防腐蝕工程領域，其漆膜厚度甚至要達到250mm以上才能滿足重防腐蝕工程要求。但是，對有些需要防腐蝕塗裝的工件而言，既需要較高的防腐蝕性能，又因設計的公差值小，不允許防腐蝕漆膜太厚，雖然採用片狀鋅粉，漆膜在較薄狀態下可以具有較好的防腐蝕效果，但由於鋅粉用量較大，而片狀鋅粉的價格又較高，在成本上不能滿足用戶要求。因此，急需能薄塗、成本較低且具有較高防腐蝕功能的環氧富鋅底漆。申請人在中國發明專利(zl01138040.3)中所涉及的一種單組分環氧富鋅底漆是根據應用場合的要求設計的塗料配方，其塗層較厚而且要求與面漆配套使用才能具有較好的防腐蝕性能。
發明內容本發明的目的是:提供一種能薄塗且防腐蝕性能較好，貯存穩定的單組分環氧富鋅底漆，特別是能滿足流水線連續化生產的需要。實現本發明目的的技術方案是一種單組分環氧富鋅底漆，包括環氧樹脂、交聯劑、鋅粉、吸水劑、溶劑，其特點在於，還有片狀其他金屬粉，各組分用量如下環氧樹脂以固體分計100重量份，交聯劑以固體分計5~60重量份，鋅粉500~1100重量份，吸水劑2~15重量份，助劑1~20重量份，顏料和/或填料0~50重量份，溶劑200-800重量份，片狀其他金屬粉為鋅粉用量的2~20%;所述片狀其他金屬粉是鋁粉、不鏽鋼粉、鎳粉中的一種或兩種或三種。上述單組分環氧富鋅底漆，其各組分用量如下環氧樹脂以固體分計100重量份，交聯劑以固體分計20~40重量份，鋅粉700~1000重量份，吸水劑5~12重量份，助劑8-16重量份，填料06重量份，溶劑300600重量份，片狀其他金屬粉為鋅粉用量的4~10%;所述片狀其他金屬粉是4呂粉。上述單組分環氧富鋅底漆，其所述吸水劑是多孑L粉末狀金屬氧化物、多孑L粉末狀碳化物、4丐化合物、金屬烷lL&化合物、矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、單官能異氰酸酯中的一種或兩種。上述單組分環氧富鋅底漆，其所述交聯劑是酚醛樹脂、氨基樹脂、封閉異氰酸酯、芳香族胺、酸酐中的一種或幾種。上述單組分環氧富鋅底漆，其所述溶劑是由2種或3種或4種油性溶劑組成的混合溶劑。所述油性溶劑是苯類、乙酸酯類、酮類、乙二醇醚類、乙二醇醚酯類或溶劑油類。優選二曱苯乙酸丁酯乙二醇乙醚乙酸酯按重量比2:l:i組成的混合溶劑。上述單組分環氧富鋅底漆，其所述環氧樹脂的分子中具有至少兩個環氧基團，最好為25個環氧基團；其數均相對分子質量為200-5000,最好為345-4000，其代表產品為國產品雙酚A型(如國家統一牌號E-03、E-06、E-12、E-20、E-44、E-51等)或F型或EX型等；國外產品如SHELL公司的EPON1009、EPON1006、EPON1001、EPON872、EPON834、EDPP等以及Dow公司的D,E,R.331、D.E.R.661、D,E,R.664、D.E.R扁、D.E,N.439等。上述單組分環氧富鋅底漆，其所述助劑是防沉劑、增稠劑、流平劑、消泡劑、*劑、定向劑、固化促進劑中的一種或幾種。上述單組分環氧富鋅底漆，其所述顏料是具有防腐蝕功能的改性磷酸鹽、未改性磷酸鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽中的一種或幾種。上述單組分環氧富鋅底漆，其所述填料是滑石4分、雲母粉、高嶺土、矽酸鋁中的一種或幾種。本發明的技術效果是本發明的單組分環氧富鋅底漆，由於採用適量片狀其他金屬粉與鋅粉配合，在助劑(定向劑)的作用下，片狀其他金屬粉平行於底材排列在漆膜中，使得腐蝕介質如水、腐蝕性離子、氧氣等滲入漆膜與底材接觸所經過的聘4聖增長，既4是高了防腐蝕效果，又不會因減少了鋅粉用量而影響鋅粉的陰極保護作用，因此，可以只用薄塗底漆就能滿足重防腐蝕工程的要求且性價比適宜；由於配入適當的交聯劑，只有在12030(TC下才可以與環氧樹脂中的羥基和/或環氧基發生交耳^^應，而在常溫條件下不會發生化學反應，從而實現了單包裝，免去了多次稱量、熟化、長時間*等操作；適量的交聯劑確保漆膜不會因固化不足導致性能下降，甚至出現發粘不幹現象，也不會因漆膜過度固化，或因殘存固化劑之間的反應，導致漆膜的機械性能惡化而影響其防腐蝕效果；配入的適量吸水劑確保底漆貯存穩定、適用期長，特別適用於流水線連續化生產的要求。具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步具糾苗述，但是並不局限於此。實施例和比較例所用原料除另有說明外，均為塗料用工業級市售品，所用設備均為塗料工業常規設備，實施例和比較例中所涉及的數量均為重量份。實施例1~8製備單組分環氧富鋅底漆(一)配方見表1表ltableseeoriginaldocumentpage6tableseeoriginaldocumentpage7表l中E-06為固體環氧樹脂，其分子中有2個環氧基團，數均相對分子質量為2900,無錫杉悄旨廠產品；582-2為嚴J^樹脂，上海新華樹脂廠產品；284#為酚醛樹脂，上海新華樹脂廠產品；球形鋅粉細度IOOO目，北京礦冶研究院產品；片狀鋅粉細度800目，北京礦冶研究院產品；片狀鋁粉平均粒徑</=12jam，河南省遠洋鋁業有限公司產品；片狀不鏽鋼粉平均粒徑</=12mum,海寧市飛達冶金粉末有限公司產品;吸水劑乙烯基三曱M^圭烷為工業品，武漢大學有機矽新材料股份有限公司產品；吸水劑分子篩為鈉A型，是多孔粉末狀金屬氧化物，上海嘉定分子篩廠產品；定向劑為RAYB041，美國瑞寶公司產品；防沉劑為膨潤土881,浙江臨安青虹化工助劑廠產品；三聚磷酸鋁為WPS-2型，廣西化工研究院新晶科技有限公司；改性磷酸鋅為ZAM型，德國凱4百公司產品；滑石粉為超細級，工業品；雲母4分為超細級，工業品；溶劑均為塗料用工業品；(二)製備單組分環氧富鋅底漆先將固體環氧樹脂用部分混合溶劑製成50%的溶液，加入到潔淨乾燥的容器中，再加入配方中除定向劑、鋅粉、片狀其他金屬粉外的其他原料，分散攪拌0.5小時後，加入定向劑攪拌均勻後立即加入鋅粉及片狀其他金屬粉，繼續攪拌1小時至底漆中無顆粒物，經120目以上篩網過濾即製得本發明的單組分環氧富鋅底漆。(三)對各實施例的底漆進行性能檢測主要測試項目外觀、塗層厚度、乾燥f生能、耐鹽霧性、附著力、柔韌性、耐衝擊性、貯存穩定性；樣板的製備採用壓縮空氣噴塗法塗覆樣板；耐鹽霧性、附著力測試樣板為120mmx50mmx0.8~1.2mm的薄鋼板；柔韌性、耐衝擊性測試樣板為120mmx50mmx0.2~0.3mm的馬口鐵板；具體險測方法如下1)外，見目觀'J;2)漆膜厚度採用QuaNix4500測厚儀測試；3)乾燥性能按"GB/T1728漆膜膩子膜乾燥時間測定法"測試，測試溫度為200±5。C,測試時間為20±2min;評價方法如下A表示已經實幹；B表示尚未實幹；4)耐鹽霧性按"GB/T1771色漆和漆耐中性鹽霧性能的測定"進行測試，試-瞼時間為240小時；評價方法如下A表示外觀正常，無起泡、鏽蝕等缺陷；B表示部分起泡或4秀蝕；C表示滿+^泡或銷-蝕；5)附著力按"GB/T9286色漆和清漆漆膜的劃格試驗"進行測試，4亍間3巨lmm;6)柔韌性按"GBAT1731漆膜柔韌性測定法"進行測試；7)耐衝擊性按"GB/T1732漆膜耐沖擊測定法"進行測試；8)貯存穩定性分別稱取300克各實施例底漆樣品，放置於350毫升鐵罐中，密封放置6個月後，先觀察鐵罐外形有無異常，再開罐觀察底漆樣品的狀態並按如下方法評價A表示鐵罐外形無異常，底漆均勻；B表示鐵罐外形基本無異常，底漆有沉底，但可輕鬆攪拌均勻；C表示鐵罐外形有輕微鼓聽，底漆增稠或沉底m^攪拌均勻，輕微鼓聽；D表示鐵罐外形鼓聽嚴重或塗料硬沉底，無法正常使用。檢測結果列於表2。表2tableseeoriginaldocumentpage8tableseeoriginaldocumentpage9比較例1~7配方見表3，其原料規格、底漆製備方法及底漆性能檢測方法均與實施例相同，檢測結果列於表4。表3tableseeoriginaldocumentpage9表4tableseeoriginaldocumentpage10表2和表4列出的檢測結果表明，本發明的單組分環氧富鋅底漆(實施例1~8)在薄塗時，其漆膜的耐鹽霧性能達到A級(漆膜外觀正常，無起泡、無鏽蝕等缺陷)，完全能滿足重防腐蝕工程的要求，性價比適宜，而用比較例1、6和7的底漆(只含球形鋅粉)制板進行漆膜性能檢測時，只有增加漆膜厚度(見表4比較例1-2)其漆膜的耐鹽霧性能才能達到國家標準的A級；本發明的單組分環氧富鋅底漆實施例1~8(實施例2除外)，底漆的貯存穩定性(6個月)仍達到B級(鐵罐外形基本無異常，底漆有沉底，但可輕鬆攪拌均勻)，能正常使用，能滿足流水線連續化生產的要求。權利要求1、一種單組分環氧富鋅底漆，包括環氧樹脂、交聯劑、鋅粉、吸水劑、溶劑，其特徵在於，還有片狀其他金屬粉，各組分用量如下環氧樹脂以固體分計100重量份，交聯劑以固體分計5～60重量份，鋅粉500～1100重量份，吸水劑2～15重量份，助劑1～20重量份，顏料和/或填料0～50重量份，溶劑200～800重量份，片狀其他金屬粉為鋅粉用量的2～20％；所述片狀其他金屬粉是鋁粉、不鏽鋼粉、鎳粉中的一種或兩種或三種。2、才艮據權利要求1所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，各組分用量如下環氧樹脂以固體分計100重量份，交聯劑以固體分計20~40重量份，鋅粉700~1000重量份，吸水劑5~12重量份，助劑8~16重量份，填料0~6重量份，溶劑300-600重量份，片狀其他金屬粉為鋅粉用量的4~10%;所述片狀其他金屬粉是鋁粉。3、根據權利要求1或2所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述吸水劑是多孔粉末狀金屬氧化物、多孔粉末狀碳化物、鈣化合物、金屬烷氧基化合物、矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、單官能異氰酸酯中的一種或兩種。4、根據權利要求1或2所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述交聯劑是酚醛樹脂、氨基樹脂、封閉異氰酸酯、芳香族胺、酸酐中的一種或幾種。5、才艮據權利要求1或2所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述溶劑是由2種或3種或4種油性溶劑組成的混合溶劑。6、根據權利要5所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述油性溶劑是苯類、乙酸酯類、酮類、乙二醇醚類、乙二醇醚酯類或溶劑油類。7、根據權利要求1或2所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述環氧樹脂的分子中具有至少兩個環l^團，數均相對分子質量為200-5000。8、根據權利要求1或2所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述助劑是防沉劑、增稠劑、流平劑、消泡劑、*劑、定向劑、固化促進劑中的一種或幾種。9、根據權利要求1所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述顏料是具有防腐燭功能的改性磷酸鹽、未改性磷酸鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽中的一種或幾種。10、根據權利要求1或2所述的單組分環氧富鋅底漆，其特徵在於，所述填料是滑石粉、雲母粉、高嶺土、矽酸鋁中的一種或幾種。全文摘要本發明涉及一種單組分環氧富鋅底漆，它包括環氧樹脂、交聯劑、鋅粉、吸水劑、溶劑，其特徵在於，還有片狀其他金屬粉，各組分用量如下環氧樹脂以固體分計100重量份，交聯劑以固體分計5～60重量份，鋅粉500～1100重量份，吸水劑2～15重量份，助劑1～20重量份，顏料和/或填料0～50重量份，溶劑200～800重量份，片狀其他金屬粉為鋅粉用量的2～20％；所述片狀其他金屬粉是鋁粉、不鏽鋼粉或鎳粉中的一種或兩種或三種。特別適用於金屬材料工件的防腐蝕。能薄塗且防腐蝕性能較好，貯存穩定的單組分環氧富鋅底漆，能滿足流水線連續化生產的需要。文檔編號C09D163/00GK101386769SQ20081022298公開日2009年3月18日申請日期2008年9月25日優先權日2008年9月25日發明者敏付,朱曉豐,潘雲飛,狄志剛申請人:中國海洋石油總公司;中海油常州塗料化工研究院;中海油能源發展股份有限公司