一种纳米改性水性环氧防锈涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种纳米改性水性环氧防锈涂料及制备方法，它包括基础涂料和成膜树脂两部分，基础涂料由交联剂，防锈颜料，填料，助溶剂，助剂，纳米助剂，稀释剂组成；成膜树脂为水性环氧乳液。本水性涂料是一种低VOC和低毒性的涂料，施工无火灾危险，通过基础涂料和成膜树脂两部分混合交联成膜，能够对铁路机车，轨道交通，工程机械，钢结构，水泥桥墩等起到很好保护作用，该涂料主要用途对金属底材，水泥底材，玻璃钢底材起到防锈和防腐蚀作用，其最重要的特点在于其用水做稀释剂，相对溶剂型涂料在喷涂时需加30％～40％的有机溶剂，而本涂料用水做稀释剂，在喷涂过程中大大降低VOC的排放量，是一种环境友好型涂料。
【专利说明】一种纳米改性水性环氧防锈涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纳米改性水性环氧防锈涂料及其制备方法，该涂料的主要作用是 对金属、水泥基材起保护作用，用水代替有机溶剂做稀释剂，减少涂料在施工过程中对环境 的污染，节约资源。
【背景技术】
[0002] 传统的溶剂型涂料中的溶剂含量常在40 %以上，有的涂料如硝基漆在施工时的 溶剂含量高达80 %，汽车涂装的溶剂型金属色漆溶剂含量高达85 %，据统计，由于有机溶 剂造成的大气污染的90%来源于涂料和油墨中使用的溶剂，我国2010年溶剂型涂料的产 量为700多万吨，其中VOC的排量在300万吨左右。VOC在太阳光的作用下会发生许多化学 反应，形成毒性更大的二次污染物，如臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯等。有这些氮氧化合物、 烃类化合物及其光化学反应的中间产物等所组成的特殊混合物即为光化学烟雾，臭氧的产 生是光化学烟雾的标志。由此可见涂料中VOC的排放已成为迫切需要解决的重要污染物。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种用水来代替有机溶剂，降低VOC的排 放量的纳米改性水性环氧防锈涂料的制备方法。
[0004] 本发明的技术方案：一种纳米改性水性环氧防锈涂料的制备方法，其主要特征在 于所述的纳米改性水性环氧防锈涂料包括基础涂料和成膜树脂两部分，它由以下原料和步 骤制成：
[0005] (1)、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料中的基础涂料各原料的重量配比为：
[0006] 交联剂12?14份， 填料15?20份，
[0007] 助溶剂2?5份， 助剂3?5份，
[0008] 纳米助剂1?5份， 稀释剂20?30份，
[0009] 环保防锈颜料33?38份；
[0010] 上述各组份两端点之间任意取值；
[0011] 其中，
[0012] 交联剂为非离子型的水可稀释环氧-胺加成物；
[0013] 填料包括滑石粉，硫酸钡；
[0014] 助溶剂为丙二醇甲醚；
[0015] 助剂包括聚醚硅氧烷共聚物消泡剂，含高颜料亲和基团的共聚物水溶液润湿分散 齐?，聚醚硅氧烷共聚物润湿剂，非离子聚氨酯缔合型增稠剂；
[0016] 纳米助剂为纳米级氧化锌浓缩浆；
[0017] 稀释剂为去离子水；
[0018] 环保防锈颜料包括不含重金属的三聚磷酸铝，磷酸锌，铁红；
[0019] (2)、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料中的成膜树脂为环氧树脂乳化的水性 环氧乳液，该水性环氧乳液的重量配比为：
[0020] 水性环氧乳液70?75份；
[0021] (3)、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料基础涂料：成膜树脂=100:70?75 ;
[0022] 所述的各步骤为：
[0023](一）纳米改性水性环氧防锈涂料的基础涂料的制备：
[0024] (1)、搅拌：按上述重量配比，先将助溶剂、助剂和稀释剂3种原料混合投入分散机 内进行低速搅拌，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为5分钟，得到第一次混合 液；再按重量配比，将纳米助剂与第一次混合液进行高速搅拌分散均匀，高速搅拌转速为 800转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到第二次混合液；然后按重量配比，将填料和环保防 锈颜料与第二次混合液进行低速搅拌分散均匀，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时 间为20分钟，得到第三次混合液；最后按重量配比，将交联剂与第三次混合液进行低速搅 拌分散均匀，搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为10分钟，得到第四次混合液；
[0025] (2)、研磨：采用气泵将第四次混合液泵入研磨机中研磨，研磨至细度< 30μπι出 料，得到基础涂料；用铁桶包装，待用；
[0026] (二）成膜树脂为环氧树脂乳化的水性环氧乳液，用塑料桶包装，待用；
[0027] (三）纳米改性水性环氧防锈涂料的制备：在使用时，将基础涂料与环氧树脂乳化 的水性环氧乳液按基础涂料和成膜树脂按上述重量比进行混合，即基础涂料：成膜树脂= 100:70?75 ;二者份混合均匀，既成纳米改性水性环氧防锈涂料。
[0028] 通过上述制备方法得到一种纳米改性水性环氧防锈涂料。
[0029] 它所涉及的纳米改性水性环氧防锈涂料主要作用机理是：水性环氧树脂体系的固 化机理是通过水的蒸发，环氧树脂乳液粒子聚结，交联剂的扩散，环氧树脂乳液粒子与交联 剂交联固化过程。
[0030] 本发明所涉及的纳米改性水性环氧防锈涂料由去离子水代替传统的溶剂型涂料 中有机溶剂作稀释剂，达到减少有机溶剂的挥发，来降低涂料施工过程中对大气的污染。
[0031] 本发明所涉及的纳米改性水性环氧防锈涂料采用纳米氧化锌改性，纳米氧化锌 的粒径50纳米左右，通过纳米材料和有机聚合物复合形成纳米改性涂料，利用纳米材料 特性：（1)改进涂膜的物理机械性能，增加交联密度，提高涂膜的致密性，增加硬度和柔韧 性，（2)改进涂膜防腐蚀性能。（3)改进涂膜阻燃性；(4)灭菌清污性。
[0032] 综上所述，本发明是一种低VOC和低毒性的涂料，施工无火灾危险，通过基础涂料 和成膜树脂两部分混合交联成膜，能够对铁路机车，轨道交通，工程机械，钢结构，水泥桥墩 等起到很好保护作用，该涂料主要用途对金属底材，水泥底材，玻璃钢底材起到防锈和防腐 蚀作用，其最重要的特点在于其用水做稀释剂，相对溶剂型涂料在喷涂时需加30%?40% 的有机溶剂，而本涂料用水做稀释剂，在喷涂过程中大大降低VOC的排放量，是一种环境友 好型涂料。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 附图为纳米改性水性环氧防锈涂料生产工艺流程图。
【具体实施方式】
[0034] 参看上述附图，一种纳米改性水性环氧防锈涂料的制备方法，其主要特征在于所 述的纳米改性水性环氧防锈涂料包括基础涂料和成膜树脂两部分，它由以下原料和步骤制 成：
[0035] (1)、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料中的基础涂料各原料的重量配比为：
[0036] 交联剂12?14份， 填料15?20份，
[0037] 助溶剂2?5份， 助剂3?5份，
[0038] 纳米助剂1?5份， 稀释剂20?30份，
[0039] 环保防锈颜料33?38份；
[0040] 上述各组份两端点之间任意取值；
[0041] 其中，
[0042] 交联剂为非离子型的水可稀释环氧-胺加成物；
[0043] 填料包括滑石粉和硫酸钡；
[0044] 助溶剂为丙二醇甲醚；
[0045] 助剂包括聚醚硅氧烷共聚物消泡剂，含高颜料亲和基团的共聚物水溶液润湿分散 齐?，聚醚硅氧烷共聚物润湿剂，非离子聚氨酯缔合型增稠剂；
[0046] 纳米助剂为纳米级氧化锌浓缩浆；
[0047] 稀释剂为去离子水；
[0048] 环保防锈颜料包括不含重金属的三聚磷酸铝，磷酸锌，铁红；
[0049] (2)、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料中的成膜树脂为环氧树脂乳化的水性 环氧乳液，该环氧树脂乳化的水性环氧乳液的重量配比为：
[0050] 环氧树脂乳化的水性环氧乳液70?75份；
[0051] (3)、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料基础涂料：成膜树脂=100:70?75 ;
[0052] 所述的各步骤为：
[0053] ( -）纳米改性水性环氧防锈涂料的基础涂料的制备：
[0054] (1)、搅拌：按上述重量配比，先将助溶剂、助剂和稀释剂3种原料混合投入分散机 内进行低速搅拌，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为5分钟，得到第一次混合 液；再按重量配比，将纳米助剂与第一次混合液进行高速搅拌分散均匀，高速搅拌转速为 800转/分钟，搅拌时间为5分钟，得到第二次混合液；然后按重量配比，将填料和环保防锈 颜料与第二次混合液进行低速搅拌分散均匀，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间 为20分钟，得到第三次混合液；最后按重量配比，将交联剂与第三次混合液进行低速搅拌 分散均匀，搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为10分钟，得到第四次混合液；
[0055] (2)、研磨：采用气泵将第四次混合液泵入研磨机中研磨，研磨至细度< 30μπι出 料，得到基础涂料；用塑料桶包装，待用；
[0056] (二）成膜树脂为水性环氧乳液，用塑料桶包装，待用；
[0057] (三）纳米改性水性环氧防锈涂料的制备：在使用时，将基础涂料与环氧树脂乳 化的水性环氧乳液按基础涂料和成膜树脂按上述重量比进行混合，即基础涂料：成膜树脂 =100:70?75 ;二组份混合均勻，既成纳米改性水性环氧防锈涂料。施工时，添加去离子 水稀释后嗔涂在被保护的广品上。
[0058] 通过上述制备方法得到一种纳米改性水性环氧防锈涂料。该涂料的主要用途是代 替传统的溶剂型防锈涂料，对金属，水泥起到隔离空气、水蒸气、酸、碱等物质，对底材的腐 蚀，达到保护作用。水作稀释剂，减少VOC排放，节约资源。
[0059] 本发明技术参数：
[0060]
【权利要求】
1. 一种纳米改性水性环氧防锈涂料的制备方法，其主要特征在于所述的纳米改性水性 环氧防锈涂料包括基础涂料和成膜树脂两部分，它由以下原料和步骤制成： (1) 、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料中的基础涂料各原料的重量配比为： 交联剂12?14份， 填料 15?20份， 助溶剂2?5份， 助剂 3?5份， 纳米助剂1?5份， 稀释剂20?30份， 环保防锈颜料33?38份； 上述各组份两端点之间任意取值； 其中， 交联剂为非离子型的水可稀释环氧-胺加成物； 填料包括滑石粉和硫酸钡； 助溶剂为丙二醇甲醚； 助剂包括聚醚硅氧烷共聚物消泡剂，含高颜料亲和基团的共聚物水溶液润湿分散剂， 聚醚硅氧烷共聚物润湿剂，非离子聚氨酯缔合型增稠剂； 纳米助剂为纳米级氧化锌浓缩浆； 稀释剂为去离子水； 环保防锈颜料包括不含重金属的三聚磷酸铝，磷酸锌，铁红； (2) 、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料中的成膜树脂为水性环氧乳液，该水性环氧 乳液的重量配比为： 水性环氧乳液70?75份； (3) 、所述的该纳米改性水性环氧防锈涂料基础涂料：成膜树脂=100:70?75 ; 所述的各步骤为： (一） 纳米改性水性环氧防锈涂料的基础涂料的制备： (1) 、搅拌：按上述重量配比，先将助溶剂、助剂和稀释剂3种原料混合投入分散机内进 行低速搅拌，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为5分钟，得到第一次混合液；再 按重量配比，将纳米助剂与第一次混合液进行高速搅拌分散均匀，高速搅拌转速为800转/ 分钟，搅拌时间为5分钟，得到第二次混合液；然后按重量配比，将填料和环保防锈颜料与 第二次混合液进行低速搅拌分散均匀，低速搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为20 分钟，得到第三次混合液；最后按重量配比，将交联剂与第三次混合液进行低速搅拌分散均 匀，搅拌转速为300转/分钟，搅拌分散时间为10分钟，得到第四次混合液； (2) 、研磨：采用气泵将第四次混合液泵入研磨机中研磨，研磨至细度< 30ym出料，得 到基础涂料；用塑料桶包装，待用； (二） 成膜树脂为水性环氧乳液，用塑料桶包装，待用； (三） 纳米改性水性环氧防锈涂料的制备：在使用时，将基础涂料与水性环氧乳液按基 础涂料和成膜树脂按上述重量比进行混合，即基础涂料：成膜树脂=100:70?75 ;二组份 混合均匀，既成纳米改性水性环氧防锈涂料。
2.如权利要求1所述的方法制备的一种纳米改性水性环氧防锈涂料。
【文档编号】C09D163/00GK104403498SQ201410653606
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】刘跃华 申请人:株洲市九华新材料涂装实业有限公司