一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆及其制备方法，所述底漆包括如下成分：A组分：有机硅改性环氧树脂，聚乙二醇改性氨基树脂，膨润土，防锈颜料，滑石粉，消泡剂，流平剂，乳化剂，稳定剂，催化剂，去离子水；B组分：锌粉、高岭土、纳米二氧化钛。所述底漆由双组份构成，以有机硅改性环氧树脂、聚乙二醇改性氨基树脂配合防锈颜料作为A组分的主要成分，并配合锌粉、纳米二氧化钛为主要原料作为B组分，可有效提升底漆漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，代替有机溶剂，对环境友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。
【专利说明】
一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 底漆是油漆系统的第一层，用于提高面漆的附着力、增加面漆的丰满度、提供抗碱 性、提供防腐功能等，同时可以保证面漆的均匀吸收，使油漆系统发挥最佳效果。面漆质量 好就可以不用底漆，这种说法不对，因为面漆与底漆的功能不同，面漆更加侧重于最终的装 饰与表观效果，而底漆则侧重于提高附着力、防腐功能、抗碱性等。
[0003] 底漆，是指直接涂到物体表面作为面漆坚实基础的涂料。要求在物面上附着牢固， 以增加上层涂料的附着力，提高面漆的装饰性。根据涂装要求可分为头道底漆、二道底漆 等。
[0004] 底漆的作用就在于：
[0005] 1.封闭：有些墙面碱性较强，经潮气、水等浸泡后产生碱花，学名"泛碱"，这种情况 造成漆膜表面形成火山口状突起，严重时在漆膜表面形成一层碱霜，最终使漆膜破坏。乳胶 漆底漆可以起封闭作用，缓解这种情况。不过如果你家房子墙体比较干燥，而且楼层较高， 不用可能也不会出问题，但建议您用，保险。
[0006] 2 ·附着力:底漆中乳液含量较高，附着力较强。可提高乳胶漆膜与墙面的结合力。
[0007] 3.填平:如果你的墙面碱性不强且较为平整，可以不使用底漆，当然使用了更好。
[0008] 在涂刷面漆之前涂刷一层封固底漆不仅可以节省装修成本，从长远和装饰效果来 看，涂刷底漆更有事半功倍的优点。同时，底漆良好的附着力使墙面更趋平滑，令面漆更易 涂刷，减少了面漆的使用量。如此一来，墙面既避免了漆病，又利于更长时间保持涂刷效果。
[0009] 其中，环氧富锌底漆是以环氧树脂、锌粉、硅酸乙酯为主要原料，增稠剂、填料、助 剂、溶剂等组成的特种涂料。主要用于钢管、储罐、钢结构、集装箱等。
[0010] 然而，作为涂装设施的油漆的一种，现有的底漆通常会对环境带来危害，底漆中的 有机溶剂蒸气会刺激眼睛粘膜而使人流泪。若底漆中的有机溶剂与皮肤接触会溶解皮肤油 脂而渗入组织，干扰生理机能、脱水，从而导致因皮肤干裂而感染污物及细菌。若有机溶剂 接触皮肤表皮，会导致表皮肤角质溶解引起表皮角质化，刺激表皮引起红肿及气泡部份。若 油漆溶剂渗入人体内，则会破坏血球及骨髓等。
[0011]现有底漆的有机溶剂蒸气经由呼吸器官吸入人体后，人往往会产生麻醉作用。蒸 气吸入后大部份经企管而达肺部，然后经血液或淋巴液传送至其他器官，造成不同程度之 中毒现象。常会对呼吸道、神经系统、肺、肾、血液及造血系统产生重大毒害。
[0012] 随着人们健康和环保意识的不断增强，底漆的水性化的趋势锐不可挡。
[0013] 然而，虽然采用水性底漆可有效减小对环境的影响，但是，作为涂装所用，虽然其 涂覆在内层，但底漆的漆膜硬度是一项重要指标，涂膜硬度(paint film hardness)是表示 漆膜机械强度的重要性能之一。其物理意义可理解为漆膜表面对作用其上的、另一个硬度 较大的物体所表现的阻力。可以通过测定涂膜在较小的接触面上承受一定质量负荷时所表 现出来的抵抗变形的能力加以确定(包括由于碰撞、压陷或擦划等而造成的变形能力）。
[0014] 随着市场上对工业机械设备、五金家电、农用机械等金属基材表面硬度要求的升 高，现有的底漆的漆膜硬度已逐渐无法满足使用要求。
[0015] 目前，关于底漆，国内主要存在如下专利文献：
[0016] 专利公开号:CN105623340A，公开了一种环保型的底漆组合物。本发明所采用的技 术解决方案是一种环保型的底漆组合物，包括乳胶和水，还加入了丙烯酸酯聚合物10-15 份、硅基活性胶1-5份、叔碳酸乙烯酯5-10份、己二异氰酸酯1-5份。与现有技术相比，本发明 所具有的有益效果为:本发明通过加入丙烯酸酯聚合物份、硅基活性胶、叔碳酸乙烯酯、己 二异氰酸酯，使得该发明具有环保无污染有害物质少的优点。然而，该专利所提供的底漆， 漆膜硬度未得到改善，使用后难以起到保护作用。
[0017]此外，现有底漆的涂装方式大多采用喷涂，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助于 压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。喷涂中的主要问 题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂（即挥发性有机污染物，VOCs)，既污染环境，不利于 人体健康，又浪费底漆，造成经济损失。挥发、扩散到空气中的底漆，则形成挥发性有机污染 物，危害人体健康。在喷涂车间，底漆作为挥发性有机污染物的主要来源，喷涂车间内空气 中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、 呕吐、或呈酩醉状;重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期待在挥 发性有机化合物污染的喷涂车间内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无 力、瞌睡、皮肤瘙痒等。有的还可能引起内分泌失调、影响性功能。
【发明内容】
[0018]为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌 底漆及其制备方法，所述底漆由双组份构成，以有机硅改性环氧树脂、聚乙二醇改性氨基树 脂配合防锈颜料作为A组分的主要成分，并配合锌粉、纳米二氧化钛为主要原料作为B组分， 可有效提升底漆漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，代替有机溶 剂，对环境友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊 涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。
[0019]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0020] -种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，所述底漆包括如下重量份的成分:A组分： 有机硅改性环氧树脂:40~60份，聚乙二醇改性氨基树脂:20~30份，膨润土 :5~10份，防锈 颜料:5~10份，滑石粉:1~5份，消泡剂：1~5份，流平剂：1~5份，乳化剂：1~5份，稳定剂:1 ~5份，催化剂：1~5份，去离子水:30~40份;B组分:锌粉:20~30份、高岭土: 5~10份、纳米 二氧化钛:5~10份。
[0021 ]进一步，所述底漆包括如下重量份的成分:A组分:有机硅改性环氧树脂：40~50 份，聚乙二醇改性氨基树脂：25~30份，膨润土 ： 5~8份，防锈颜料:6~10份，滑石粉：2~5 份，消泡剂：1~3份，流平剂:3~5份，乳化剂:1~4份，稳定剂:3~5份，催化剂：1~3份，去离 子水:30~35份;B组分:锌粉:25~30份、高岭土: 5~8份、纳米二氧化钛:7~10份。
[0022]优选地，所述底漆包括如下重量份的成分:A组分:有机硅改性环氧树脂：50份，聚 乙二醇改性氨基树脂:25份，膨润土: 7份，防锈颜料:8份，滑石粉:3份，消泡剂:2份，流平剂： 4份，乳化剂:3份，稳定剂:4份，催化剂:2份，去离子水:35份;B组分:锌粉:25份、高岭土: 7 份、纳米二氧化钛:8份。
[0023] 另，所述锌粉为600~800目球状锌粉，A组分和B组分之间质量比为:5~10:1。
[0024]另有，所述聚乙二醇改性氨基树脂制备方法包括如下步骤:取20~30重量份脲醛 树脂，调节pH值至9~10，加热至65~70°C，加入3~6重量份三聚氰胺，保持pH值为9~10，升 温至80~90°C，反应1~2小时，加入1~3重量份聚乙二醇，在80~90°C下，反应3~5小时，在 75~80 °C下蒸馏1~3小时，干燥、冷却，得所述聚乙二醇改性氨基树脂。
[0025]再，所述有机硅改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤:将20~30重量份的氨基 硅油和15~25重量份的双酸A环氧树脂溶解于30~40重量份丙酮中，以200~300r/min的转 速搅拌20~30min，升温至110~130°C，反应2~3h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，然后将 改性树脂与对5~10重量份的二氨基-二苯-甲烷混合，以100~200r/min的转速搅拌10~ 20min，干燥，冷却至室温，得所述有机硅改性环氧树脂。
[0026]再有，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡。
[0027]且，所述乳化剂为乙烯基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠或烯丙基羟丙基磺酸钠。
[0028] 另，所述流平剂为氟改性丙烯酸流平剂或磷酸酯改性丙烯酸流平剂。
[0029] 同时，本发明还提供一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤:将所述有机硅改性环氧树脂、聚乙二醇改性氨基树脂及15~20份去离子 水加入搅拌机中，以900~1000r/min的转速搅拌15~20min，保持搅拌转速，加入膨润土、防 锈颜料、滑石粉、消泡剂、流平剂、乳化剂、稳定剂、催化剂及剩余去离子水，将转速提升至 1200~1500r/min，搅拌15~20min，得组分A，将所述锌粉、高岭土及纳米二氧化加入另一搅 拌机中，以400~500r/min的转速搅拌5~lOmin，得组分B，将所得组分A和组分B以900~ 1000r/min的转速搅拌5~lOmin，得所述环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆。
[0030] 本发明的有益效果在于：
[0031] 所述底漆由双组份构成，以有机硅改性环氧树脂、聚乙二醇改性氨基树脂配合防 锈颜料作为A组分的主要成分，并配合锌粉、纳米二氧化钛为主要原料作为B组分，可有效提 升底漆漆膜硬度，组成成分设计合理，以去离子水为溶剂进行稀释，代替有机溶剂，对环境 友好，提高耐磨性能，且附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷 涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。辊涂成型快干的辊涂工艺代替喷涂工艺，涂 装时塑胶漆的利用度能达到90%以上，减少了空气中的挥发和浪费，有效降低因喷涂导致 塑胶漆挥发形成的VOCs，辊涂车间内VOCs排放量<420ppm，环保效果好。所得底漆漆膜细度 彡40μπι，固体质量分数高达60~65wt%，遮盖力40~50g/m 2,铅笔硬度高达4~5H，在5% H2S〇4中浸泡72h，无变化；在5 %NaOH中浸泡72h，无变化；人工气候老化和人工辐射暴露 800h，无起泡、粉化、生锈现象。
【具体实施方式】
[0032] 下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护 范围。
[0033] 本发明所提供的一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，所述底漆包括如下重量份 的成分:A组分:有机硅改性环氧树脂：40~60份，聚乙二醇改性氨基树脂：20~30份，膨润 土: 5~10份，防锈颜料:5~10份，滑石粉:1~5份，消泡剂：1~5份，流平剂:1~5份，乳化剂： 1~5份，稳定剂：1~5份，催化剂：1~5份，去离子水:30~40份;B组分:锌粉:20~30份、高岭 土: 5~10份、纳米二氧化钛:5~10份。
[0034]进一步，所述底漆包括如下重量份的成分:A组分：有机硅改性环氧树脂：40~50 份，聚乙二醇改性氨基树脂：25~30份，膨润土 ： 5~8份，防锈颜料:6~10份，滑石粉：2~5 份，消泡剂：1~3份，流平剂:3~5份，乳化剂:1~4份，稳定剂:3~5份，催化剂：1~3份，去离 子水:30~35份;B组分:锌粉:25~30份、高岭土: 5~8份、纳米二氧化钛:7~10份。
[0035]优选地，所述底漆包括如下重量份的成分:A组分:有机硅改性环氧树脂：50份，聚 乙二醇改性氨基树脂:25份，膨润土: 7份，防锈颜料:8份，滑石粉:3份，消泡剂:2份，流平剂： 4份，乳化剂:3份，稳定剂:4份，催化剂:2份，去离子水:35份;B组分:锌粉:25份、高岭土: 7 份、纳米二氧化钛:8份。
[0036] 另，所述锌粉为600~800目球状锌粉，A组分和B组分之间质量比为:5~10:1。
[0037]另有，所述聚乙二醇改性氨基树脂制备方法包括如下步骤:取20~30重量份脲醛 树脂，调节pH值至9~10，加热至65~70°C，加入3~6重量份三聚氰胺，保持pH值为9~10，升 温至80~90°C，反应1~2小时，加入1~3重量份聚乙二醇，在80~90°C下，反应3~5小时，在 75~80 °C下蒸馏1~3小时，干燥、冷却，得所述聚乙二醇改性氨基树脂。
[0038]再，所述有机硅改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤:将20~30重量份的氨基 硅油和15~25重量份的双酸A环氧树脂溶解于30~40重量份丙酮中，以200~300r/min的转 速搅拌20~30min，升温至110~130°C，反应2~3h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，然后将 改性树脂与对5~10重量份的二氨基-二苯-甲烷混合，以100~200r/min的转速搅拌10~ 20min，干燥，冷却至室温，得所述有机硅改性环氧树脂。
[0039]再有，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡。
[0040]且，所述乳化剂为乙烯基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠或烯丙基羟丙基磺酸钠。
[0041 ]另，所述流平剂为氟改性丙烯酸流平剂或磷酸酯改性丙烯酸流平剂。
[0042] 同时，本发明还提供一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤:将所述有机硅改性环氧树脂、聚乙二醇改性氨基树脂及15~20份去离子 水加入搅拌机中，以900~1000r/min的转速搅拌15~20min，保持搅拌转速，加入膨润土、防 锈颜料、滑石粉、消泡剂、流平剂、乳化剂、稳定剂、催化剂及剩余去离子水，将转速提升至 1200~1500r/min，搅拌15~20min，得组分A，将所述锌粉、高岭土及纳米二氧化加入另一搅 拌机中，以400~500r/min的转速搅拌5~lOmin，得组分B，将所得组分A和组分B以900~ 1000r/min的转速搅拌5~lOmin，得所述环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆。
[0043] 其中，表1为本发明各实施例所述一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆成分列表。 表2为本发明各实施例所述一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆中聚乙二醇改性氨基树脂 的成分列表。表3为本发明各实施例所述一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆中有机硅改 性环氧树脂的成分列表。
[0044] 表1(单位:重量份）
[0045]
[0046] 表2(单位:重量分）
[0049]
[0051] 将本发明实施例所述一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆通过辊涂方式涂覆，在 200Γ下固化后，冷却至室温，放置48小时，其中，耐冲击性能测试方法参照国家标准GB/ T1732-93规定的测定漆膜耐冲击性能的方法，以固定质量（1kg)的重锤落于试板上而不引 起漆膜破坏的最大高度(cm)表示漆膜耐冲击性能，高达115~120cm。
[0052] 采用本发明所提供的一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，T弯性能可达IT。在 230°C高温下不开裂、不变色，抗老化能力强，放置在户外连续日照10~15年不泛黄、不变 色。耐酸耐腐蚀能力强，将辊涂好的产品放入85 °C水内煮2H生再逐渐加热到100 °C，产品无 变色、掉漆、起泡。在常温下用5 %的Nad溶液浸泡24H后，产品表面无锈蚀、变色及镀层脱落。 把纯棉布蘸满95%酒精包在500g砝码上，以每分钟40-60次的速度(20mm)左右的行程在产 品表面擦试50个循环，无掉色脱油。
[0053] 所得底漆漆膜细度<40μπι，固体质量分数高达60~65wt%，遮盖力40~50g/m2,铅 笔硬度高达4~5H，在5 %H2S〇4中浸泡72h，无变化;在5 %NaOH中浸泡72h，无变化;人工气候 老化和人工辐射暴露800h，无起泡、粉化、生锈现象。
[0054]需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权 利要求范围中。
【主权项】
1. 一种环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述底漆包括如下重量份的成 分： A组分:有机硅改性环氧树脂:40~60份，聚乙二醇改性氨基树脂：20~30份，膨润土: 5~10 份，防锈颜料:5~10份，滑石粉：1~5份，消泡剂：1~5份，流平剂：1~5份，乳化剂：1~5份，稳定 剂：1~5份，催化剂：1~5份，去离子水:30~40份;B组分:锌粉:20~30份、高岭土: 5~10份、纳米 二氧化钛:5~10份。2. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述底漆包括 如下重量份的成分:A组分:有机硅改性环氧树脂:40~50份，聚乙二醇改性氨基树脂：25~30 份，膨润土: 5~8份，防锈颜料:6~10份，滑石粉:2~5份，消泡剂：1~3份，流平剂:3~5份，乳化 剂：1~4份，稳定剂:3~5份，催化剂：1~3份，去离子水:30~35份;B组分:锌粉:25~30份、高岭 土: 5~8份、纳米二氧化钛:7~10份。3. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述底漆包括 如下重量份的成分:A组分:有机硅改性环氧树脂:50份，聚乙二醇改性氨基树脂:25份，膨润 土: 7份，防锈颜料:8份，滑石粉:3份，消泡剂:2份，流平剂:4份，乳化剂:3份，稳定剂:4份，催 化剂:2份，去离子水:35份;B组分:锌粉:25份、高岭土: 7份、纳米二氧化钛:8份。4. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述锌粉为 600~800目球状锌粉，A组分和B组分之间质量比为:5~10:1。5. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述聚乙二醇 改性氨基树脂制备方法包括如下步骤:取20~30重量份脲醛树脂，调节pH值至9~10，加热至 65~70°C，加入3~6重量份三聚氰胺，保持pH值为9~10，升温至80~90°C，反应1~2小时，加入1~ 3重量份聚乙二醇，在80~90 °C下，反应3~5小时，在75~80 °C下蒸馏1~3小时，干燥、冷却，得所 述聚乙二醇改性氨基树脂。6. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述有机硅改 性环氧树脂的制备方法包括如下步骤:将20~30重量份的氨基硅油和15~25重量份的双酚A 环氧树脂溶解于30~40重量份丙酮中，以200~300r/min的转速搅拌20~30min，升温至110~ 130°C，反应2~3h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，然后将改性树脂与对5~10重量份的二氨 基-二苯-甲烷混合，以100~200r/min的转速搅拌10~20min，干燥，冷却至室温，得所述有机 硅改性环氧树脂。7. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述催化剂为 二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡。8. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述乳化剂为 乙烯基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠或烯丙基羟丙基磺酸钠。9. 根据权利要求1所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆，其特征在于，所述流平剂为 氟改性丙烯酸流平剂或磷酸酯改性丙烯酸流平剂。10. -种根据权利要求1~9中任一项所述的环保耐腐蚀耐高温环氧富锌底漆的制备方 法，其特征在于，包括如下步骤:将所述有机硅改性环氧树脂、聚乙二醇改性氨基树脂及15~ 20份去离子水加入搅拌机中，以900~1000r/min的转速搅拌15~20min，保持搅拌转速，加入 膨润土、防锈颜料、滑石粉、消泡剂、流平剂、乳化剂、稳定剂、催化剂及剩余去离子水，将转 速提升至1200~1500r/min，搅拌15~20min，得组分A，将所述锌粉、高岭土及纳米二氧化加入
【文档编号】C09D7/12GK106010120SQ201610505254
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】王觉明
【申请人】太仓市金新涂料有限公司