专利名称：室温快干高防腐双组分水性环氧涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种室温快干高防腐双组分水性环氧涂料及其制备方法。
背景技术：
目前，铁路货车一直使用的溶剂型涂料挥发性有机物(VOC)含量在500 650g/L，施工时大量的有机溶剂挥发对环境和人体健康都带来严重的危害，也给生产贮存运输施工环节埋下了安全隐患。而且由于其防腐性能均不高，醇酸树脂涂料耐盐雾一般不高于150h，环氧树脂涂料不高于500h，在使用3 4年后均出现较为严重的腐蚀，已不能满足铁路货车8年使用寿命的防腐要求。随着涂料行业的环保要求和铁路货车防腐要求的提高，开发VOC含量低、防腐性能好的水性涂料成为了铁路货车防腐涂料的发展趋势。中国专利CN101701126B公开了一种水性带锈防腐蚀涂料及其制备方法。本发明涂料的配方中包括液态环氧树脂、水性环氧固化剂、防锈颜料、体质颜料及其它涂料助剂，并以去离子水为溶剂。液态环氧树脂为双酚A型液态环氧树脂，I型水性环氧固化剂，防锈颜料为三聚磷酸铝、磷酸锌等，体质颜料采用硫酸钡、滑石粉、钛白粉等。该涂层可提高钢材的耐腐蚀性，具有优异的耐盐雾性和耐候性。中国专利CN102020908A提供了一种具有优异耐水性和耐盐雾性水性的环氧防腐涂料。该涂料包括A、B两种组分，其中，A组分由水性环氧乳液及助剂等组成，占涂料总质量分数的35 45% ；B组分由水性环氧固化剂、颜料、填料助剂等组成，占涂料总质量分数的55 65%。中国专利CN102746 766A提供了一种水性防腐涂料及其制备方法，该涂料包括按重量百分计的如下组分:1(Γ45%的水性环氧树脂、59Γ20%的硅溶胶、5 15%的防腐颜料、20% 40%的颜填料、0.5% 5%的助剂和10% 15%的水；上述的防腐颜料是磷酸锌、改性磷酸锌、钥酸锌一种或两种或多种任意比例混合物；上述的助剂是由润湿剂、分散剂、成膜助剂、PH调节剂、消泡剂、流变助剂按任意比例混合物。该水性防腐涂料与金属的附着力、防腐性能、硬度、耐盐雾性能以及耐化学性能较优。但现有技术中，水性防腐涂料均存在干燥时间慢、早期硬度低(23°C X2d涂膜硬度低于HB)的缺点，在底漆喷涂后要间隔3-4小时才能喷涂面漆，延缓了施工进度，给涂装施工带来不便，同时如果在底漆未干即喷涂面漆的情况下极易出现因底漆水份残留导致复合涂层的层间附着力和防腐性能的下降。
发明内容
本发明解决的问题在于，提供一种室温快干、早期硬度高且防腐性能优异的双组分水性环氧防腐涂料，以全面替代溶剂型涂料在铁路货车上使用，同时还提供了其制备方法。本发明的第一个方面，提供一种室温(25°C左右)快干高防腐双组分水性环氧涂料，其以环氧树脂混合物为基料，添加多种防锈颜料和助剂，与水性环氧固化剂室温固化成膜，具有优异的防腐性能，耐热稳定性好，VOC含量低，涂膜硬度高，可达3H。为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案为:一种室温快干高防腐双组分水性环氧涂料，该涂料由A、B两组分构成，各组分包括以下重量百分比的成分:A 组分:
液体环氧树脂10% 40%，优选15~30%，更优选20 25%
固体环氧树脂10% 40%,优选15-30%,更优选20 25%
环氧树脂活性稀释剂5% 30%,优选8 25%,更优选10~15%
兆溶剂10% 30%，优选15 25%,更优选17 20%
非离了.表面活性剂3% 20%，优选5 15%，更优选8 10%;其中A组分中的液体环氧树脂、固体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂和非离子表面活性剂的重量百分比是以A组分的总重量为基准计；B 组分:
水性环氧固化剂5% 45%,优选8~40%,更优选20 30%
防锈颜料5% 40%,优选10~30%，更优选15 25%
消泡剂0.1% 5%，优选0.2 3%,更优选0.5 1%
腐蚀抑制剂0.5% 5%,优选0.8 3%,更优选1.0 2.0%,
基材润湿剂0.1% 5%,优选0.3 3%，更优选0.5 1.5%
去离子水5% 35%,优选10 30%，更优选15 25%;其中B组分中的水性环氧固化剂、防锈颜料、消泡剂、腐蚀抑制剂、基材润湿剂和去离子水的重量百分比是以B组分的总重量为基准计；使用前将A组分与B组 分按照1:3飞，优选1:3.5 5，优选1:3.8^4.5，进一步优选为1:4的质量配比混合均匀。液体环氧树脂是指在室温(25°C )下为液体的环氧树脂。固体环氧树脂是指在室温(25°C )下为固体的环氧树脂。作为优选，所述液体环氧树脂为液体双酚A型环氧树脂，其数均分子量范围例如为 120 1000，优选 200 900，更优选 300 800，例如 340 700，优选为 E_55、E-51、E-44、E_42中的一种或两种或多种，进一步优选为液体环氧树脂E-51和/或E-44。作为优选，所述固体环氧树脂在室温(25°C )下为固体的双酚A型环氧树脂，其数均分子量范围例如为1010 3000，优选1100 2500，优选1200 2000，更优选1300 1800，优选为E-20、E-12、E-06、E-03中的一种或两种或多种，进一步优选为固体环氧树脂E20和/或E12。作为优选，所述防锈颜料为氧化铁红、玻璃鳞片、云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、三聚磷酸钛、磷酸铝锌、磷酸锌钥、有机改性铝钥正磷酸锌(即有机改性的磷酸锌铝钥盐的水合物，或是含有C8-C14链烷羧酸根(例如硬脂酸根)的磷酸锌铝钥盐的水合物；最优选是HEUCOPHOS ZAM-PLUS(有机改性的磷酸锌铝钥盐的水合物，Heubach GmbH德国))、铬锌黄、四盐基铬酸锌、铬酸锶或有机铬酸盐中的一种或两种或多种，优选为SZP-391、SW-111、磷酸锌、有机改性铝钥正磷酸锌中的一种或者几种，进一步优选为所述防锈颜料包括重量比(磷酸锌:有机改性铝钥正磷酸锌)为1:0.2 8，优选1:0.5 5，更优选1:0.8^1.2的磷酸锌和有机改性铝钥正磷酸锌。作为优选，所述水性环氧固化剂为改性胺类水性环氧固化剂，优选是BECK0P0X EH613W (Cytec Industries Inc.)、BECK0P0X VEH2188W (Cytec Industries Inc.)、BANC0901 (邦和化学(中国)有限公司)中的一种或两种或多种。作为优选，所述环氧树脂活性稀释剂是缩水甘油醚类环氧树脂稀释剂，例如是选自丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、环氧稀释剂AGE、AKGE、BKGE中的一种或两种或多种，优选AKGE和/或BKGE0作为优选，所述共溶剂为芳香烃溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂或它们的混合物，其中所述的芳香烃类溶剂可以为甲苯、二甲苯或它们的混合物；所述的醇类溶剂可以为异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇或它们的混合物；所述的酮类溶剂可以为甲乙酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮或它们的混合物；所述的酯类溶剂可以为醋酸酯、醚类醋酸酯或它们的混合物；所述的醚类溶剂为丙二醇甲醚。最优选丙二醇甲醚醋酸酯。作为优选，所述非离子表面活性剂为改性聚氧化烯烃，优选聚氧化乙烯烃型非离子表面活性剂；可选用DISPONIL LS500 (德国科宁)、Triton X-100 (陶氏化学)中的一种或两种或多种。也可选用司盘系(Span)或吐温系(Tween) 系非离子表面活性剂。作为优选，所述消泡剂为有机硅消泡剂或氟改性硅氧烷消泡剂，优选DF60消泡齐U、Tego902ff消泡剂中的一种或两种或多种。作为优选，所述腐蚀抑制剂为WT-795 (美国司丹利国际化工有限公司)、HMS-FA1790、Raybo60、Raybo75、Raybo80 (以上购自美国瑞博公司)、SER-AD FAl79、SER-ADFA579 (荷兰SERVO公司)中的一种或两种或多种。优选为防闪锈剂(例如Raybo60)与防划痕腐蚀剂(例如Raybo75)的任意重量比例(例如1:0.5^1.5)的组合。作为优选，所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物，优选润湿剂KL245、Tego4100 (德固赛公司)、BYK346 (毕克化学)中的一种或两种或多种。作为优选，所述涂料B组分中还包括防沉触变剂，所述防沉触变剂为有机膨润土、白炭黑、BYK-420、BYK-425 (毕克化学)、气相二氧化硅、ATT-50、RM_8W、PS166中的一种或两种或多种；优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量0.5% 5.5%，优选0.8 5.0%，更优选1.0 4.0%，更优选1.2 3.0%，更优选1.5 2.5%的防沉触变剂。作为优选，所述涂料B组分中还包括分散剂，所述分散剂为聚丙烯酸盐类和/或聚羧酸盐类分散剂，优选为聚丙烯酸铵盐、聚丙烯酸钠盐、聚羧酸铵盐或聚羧酸钠盐中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料B组分中含有 基于B组分总重量的0.5^4.5%，优选
0.7 3.5%，更优选1.0 3.0%，进一步优选1.8 2.5%，更优选1.2 2.0%的分散剂。作为优选,所述涂料B组分还包括基于B组分总重量的l_30wt%、优选5_20wt%、更优选7-15wt%的填料，如滑石粉、硫酸钡、云母粉或高岭土等，用于调节涂膜中的颜料体积浓度，减少涂膜收缩。例如，实施例中加入800目粒度的云母粉和沉淀硫酸钡。本发明第二个方面，提供以上所述室温快干水性环氧防腐涂料的制备方法，该方法包括以下步骤:(I)A组分的制备方法: a)将配方量液体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂投入到分散罐中，低速分散均匀，将料液升温至7(T90°C，优选72 88°C，或73 87 °C，进一步优选75 85 °C，或76 84。。，77 83°C，最优选 78 82。。，或 79 81°C，例如 80 °C ；b)再加入配方量的固体环氧树脂，熔融后搅拌均匀，将料液温度降至4(T60°C，优选42 58 V，或43 57 V，进一步优选45 55 V，或46 54 V，47 53 V，最优选48 52 V，或49 51 °C，例如 500C ；c)高速搅拌步骤b)所得料液，在搅拌时加入配方量的非离子表面活性剂，高速分散均匀，将所得混合物过滤除杂，检验包装；(2) B组分的制备方法:a)将配方量的水性环氧固化剂、去离子水和防锈颜料依次投入分散罐中，分散均勻，再研磨至细度≤5μm,优选≤45 μ m,进一步优选≤40 μ m ;b)将配方量的消泡剂、腐蚀抑制剂、基材湿润剂加入到步骤a)的混合物中，搅拌均勻过滤，调节混合物粘度> 3.0Pa.s,例如3.0Pa.s 50.0Pa.s (优选3.5Pa.s 40.0Pa.S，更优选 3.8Pa.s 30.0Pa.s,更优选 4Pa.s 20.0Pa.S，更优选 4Pa.s 10.0Pa.S，动力学粘度)，优选≥4.0Pa.S，再过滤除杂，检验包装；(3)使用前将A组分与B组分按照1:3 6，优选I:3.5飞，更优选I:3.8 4.5，进一步优选为1:4的质量配比混合均匀。作为优选，在组分B制备的步骤a)中进一步加入相对于组分B总重量的
0.5 4.5wt%(优选0.7 3.5%，更优选1.0 3.0%，进一步优选1.2 2.0%)的分散剂，和/或
0.5 5.5wt% (优选0.8 5.0%,更优选1.0 4.0%,进一步优选1.2 3.0%,更优选1.5 2.5%)的防沉触变剂。 本发明的有益效果:(I)本发明采用液体环氧树脂和固体环氧树脂混合物为基料，改性脂肪胺水分散体为固化剂，加入各种防锈颜料和水性助剂，制得涂料防腐性能优异，耐盐雾试验可达1000小时。(2)本发明涂料涂膜固化速度快，室温30min即表干，不需烘烤。(3)本发明涂料涂膜早期硬度高，48小时后硬度可达3H ;且耐热稳定性好，VOC含量低。(4)本发明涂料可替代溶剂型双组分环氧涂料用于钢结构的防腐，尤其适用于铁路货车。
具体实施例方式为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选方案进行描述，以下对本发明的各个方面进行详述，如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。除非另有说明，否则，本申请中的涂料性能的测试方法使用涂料领域中常用的测试方法。本发明提供了一种室温快干防腐水性环氧涂料，该涂料由A、B两个组分构成，各组分包括以下重量百分比的成份:A组分:液体环氧树脂10% 40%，固体环氧树脂10% 40%，环氧树脂活性稀释剂(例如AGE) 5% 30%，共溶剂10% 30%，非离子表面活性剂3% 20% ;其中A组分中的液体环氧树脂、固体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂和非离子表面活性剂的重量百分比是以A组分的总重量为基准计；B组分:水性环氧固化剂5% 45%，防锈颜料5% 40%，消泡剂0.1% 5%，腐蚀抑制剂0.5% 5%，基材润湿剂0.1% 5%，去离子水5% 35% ;其中B组分中的水性环氧固化剂、防锈颜料、消泡剂、腐蚀抑制剂、基材润湿剂和去离子水的重量百分比是以B组分的总重量为基准计；使用前将A组分与B组分按照1:3飞，优选1:3.5 5，进一步优选为1:4的质量配比混合均匀。其中，本发明涂料基料选用液体环氧树脂和固体环氧树脂。所述液体环氧树脂指在室温下树脂状态为液态的环氧树脂。液体环氧树脂的平均相对分子量较小，涂膜的交联密度大，有利于提高涂膜的附着力和防腐性能。所采用的液体环氧树脂可以为液体的双酚A 型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、三官能团环氧树脂、四官能团环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂和甲醛清漆型环氧树脂中的一种或两种或多种。优选液体双酚A 型环氧树脂。液体双酚A型环氧树脂是低相对分子质量的软树脂。其平均相对分子质量较低，其数均分子量范围例如为120 1000或340 1000，例如350 1000，360 800，370 700。其平均聚合度优选n=(Tl，例如对于双酚A 二缩水甘油基醚，η=0。液体环氧树脂可选用Ε-55、Ε-51、Ε-44、Ε-42中的一种或两种或多种，最优选液体环氧树脂Ε51、Ε44中的一种或两种或多种，例如南亚128环氧树脂，岳阳巴陵石化CYD-128环氧树脂。优选的是，在涂料A组分中含有基于A组分总重量1(Γ40%的液体环氧树脂。液体环氧树脂是指在室温(25°C )下为液体的环氧树脂。固体环氧树脂是指在室温(25°C )下为固体的环氧树脂。所述固体环氧树脂指在室温下树脂的状态为固态的环氧树脂，固体环氧树脂中的醚键便于分子链的旋转，使涂膜既具有较好的韧性又有较好的硬度。其平均相对分子质量高，且具有亲油性，其亲水亲油平衡值(HLB)小于3，可以得到稳定的水性环氧树脂乳液，在其分子中可以引入具有表面活性作用的亲水链段，如聚氧乙烯聚氧丙烯链段，同时在引入这种链段后，交联形成的网链分子量有所提高，交联密度下降，所以对涂膜有一定的增韧作用。固体环氧树脂可以为固体的双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或两种或多种；优选固体双酚A型环氧树脂。固体双酚A型环氧树脂平均相对分子质量较高，n=l.8 19。当n=l.8飞时为中等相对分子质量环氧树脂，软化点为55 95°C，如E-20，E-12等。当η大于5时为高相对分子质量环氧树脂，软化点大于100°C，如Ε-06，Ε-03等。作为优选，固体环氧树脂选用Ε20、Ε12中的一种或两种或多种，例如岳阳石化Ε20固体环氧树脂。优选的是，在涂料A组分中含有基于A组分总重量1(Γ40%的固体环氧树脂。环氧树脂活性稀释剂可为低粘度含环氧基团的缩水甘油醚类，优选丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、I，4- 丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、I，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、环氧稀释剂AGE、AKGE、BKGE中的一种或两种或多种。优选环氧稀释剂AGE、AKGE、BKGE中的一种或两种或多种。环氧稀释剂AGE又称环氧树脂活性稀释剂GRT-1214，化学名为十二至十四烷基缩水甘油醚，其对通用型环氧树脂降粘能力极好，对非极性表面有浸润性，有优异的颜填料润湿能力，是环氧树脂理想活性稀释剂之一。进一步优选，环氧树脂活性稀释剂选用AKGE、BKGE中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料A组分中含有基于A组分总重量59Γ30%的环氧树脂活性稀释剂。涂料中的溶剂多为极性大的溶剂，起到降低环氧树脂粘度的作用。本发明所述共溶剂可以为芳香烃溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂或它们的混合物，所述的芳香烃类溶剂可以为甲苯、二甲苯或它们的混合物；所述的醇类溶剂可以为异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇或它们的混合物； 所述的酮类溶剂可以为甲乙酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮或它们的混合物；所述的酯类溶剂可以为醋酸酯、醚类醋酸酯或它们的混合物；所述的醚类溶剂为丙二醇甲醚。优选为丙二醇甲醚醋酸酯。优选的是，在涂料A组分中含有基于A组分总重量10°/Γ30%(优选15°/Γ25%，更优选17% 20%)的共溶剂。非离子表面活性剂选用改性聚氧化烯烃，例如聚氧化乙烯烃型表面活性剂，提高环氧树脂的亲水性，使之能与改性脂肪胺水分散体相容，形成均匀的涂膜，从而提高了涂膜的综合性能。作为优选，非离子表面活性剂选用DISPONIL LS500、Triton X-1OO中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料A组分中含有基于A组分总重量3°/Γ20%(优选5°/Γ 5%，优选79TlO%)的非离子表面活性剂。水性环氧固化剂选用改性脂肪胺水分散体，是由脂肪族多元胺与环氧树脂加成得到的多胺-环氧树脂加成物。通过在脂肪族多元胺分子链中引入非极性基团，使得改性后的固化剂既具有良好的亲水性，又能与环氧树脂能较好的相容，均匀的分散在乳液中，不发生相分离，可在低温、潮湿的环境中快速固化，得到均相的性能优良的涂膜。这类多胺-环氧树脂加成产物可以例如由大量可能的本领域技术人员已知的多胺和环氧树脂(特别是双酚-A-二缩水甘油醚)加成获得。对此优选的多胺为亚乙基二胺，聚亚乙基二胺，聚氧亚烷基二胺或聚氧亚烷基三胺，更优选JefTamine系列。这里所述的“亚烷基”优选是C2、C3、C4亚烷基。特别是，反应产物为双酚-A和/或双酚-F与聚氧亚烷基二胺或聚氧亚烷基三胺之间，特别是双酚-A和/或双酚-F的二缩水甘油醚与聚氧C2-C4亚烷基二胺之间的反应产物。进一步，水性环氧固化剂可选用美国氰特公司EH613W、VEH2188W、邦合化工有限公司BANCO 901中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量的5 45%的水性环氧固化剂。为保证涂料的涂装性，制备时，常根据用途需要，在配方体系中添加防锈颜料、腐蚀抑制剂、消泡剂、基材润湿剂等本领域常用的添加剂中的一种或两种或多种。防锈颜料可分为物理防锈颜料和化学防锈颜料，以及兼具物理和化学机理的综合型防锈颜料。物理防锈颜料本身化学性质稳定，常用的无毒防锈颜料有氧化铁红、云母氧化铁、云母粉、玻璃鳞片、铝粉等。化学防锈颜料基于其本身的化学活性，在金属腐蚀过程中，与金属表面的金属离子反应生成一层致密的钝化膜来抑制腐蚀过程，或依据电化学原理，通过牺牲阳极来达到保护金属的目的。化学防锈颜料还可以与某些漆料中的成分进行化学反应，生成性能稳定、耐水性好的化合物。常用的此类防锈颜料有:磷酸盐系、改性磷酸盐系、离子交换型颜料等。综合型防锈颜料兼具物理防锈和化学防锈机理，常用的综合型无毒防锈颜料有:片状锌粉、片状锌铝合金、复合铁钛粉等。本发明防锈颜料优选为氧化铁红、玻璃鳞片、云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、三聚磷酸钛、磷酸铝锌、磷酸锌钥、有机改性铝钥正磷酸锌、铬锌黄、四盐基铬酸锌、铬酸锶或有机铬酸盐中的一种或两种或多种。进一步优先为SZP-391、SW-111、磷酸锌、有机改性铝钥正磷酸锌中的一种或者几种。最优选用磷酸锌、有机改性铝钥正磷酸锌复配。磷酸锌是目前应用最广泛的环境友好型防锈颜料，但由于普通磷酸锌的粒径较大，一般为15 45 μ m，溶解度低且水解性差，形成有效保护膜的速度慢，因此对早期的防腐性能较弱，其防腐作用主要在后期阶段。有机改性铝钥正磷酸锌粒径仅为2 μ m,形成有效保护膜的时间短，有利于`防止早期生锈和起泡。磷酸锌与有机改性铝钥正磷酸锌复配则可提供长效防腐作用，从而提高耐盐雾性能。优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量的5 40%的防锈颜料。本发明防腐蚀涂料中还可以加入一些填料，如滑石粉、硫酸钡、云母粉、高岭土等，用于调节涂膜中的颜料体积浓度，减少涂膜收缩。例如，实施例中加入800目云母粉和沉淀硫酸钡。腐蚀抑制剂选用防闪锈与防划痕腐蚀的特殊疏水化合物进行复配，疏水化合物由于是一种极性物质，会优先吸附到金属底材表面，并自行在涂料与金属间排列成一单分子膜，有效地增强钢材表面的化学吸附能力，防止金属表面腐蚀及提供疏水层防止水汽侵蚀，从而提高早期耐水性及耐盐雾性能。如Raybo60 (美国瑞宝)、Raybo75 (美国瑞宝)、Raybo80(美国瑞宝)、HMS-FA1790 (上海瑞群实业发展有限公司)、WT_795 (美国司丹利国际化工有限公司)、SER-AD FA179, SER-AD FA579中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量的0.5^5%的腐蚀抑制剂。为防止在涂料使用过程中产生泡沫，涂料中需加入消泡剂。消泡剂应具有以下特性:1、消泡剂的表面张力要小于需消泡液体自身的表面张力；2、在需要消泡的液体中的溶解度要尽量小；3、要有良好的分散性；4、不能与所要消泡的液体起反应，不能影响涂料中颜料的内聚力及乳液的稳定性；5、要有较强的扩散力；6、不能影响成品乳胶漆的性能；7、不能有不良气味。本发明中消泡剂优选为有机硅消泡剂或氟改性硅氧烷消泡剂，抑制气泡的产生并可快速脱泡与破泡。例如，DF60消泡剂(美国气体化学)，Tego902W消泡剂(德固赛公司)中的一种或两种或多种。
优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量的0.Γ5%的消泡剂。基材润湿剂能帮助涂料湿润各种不同的基材表面，甚至湿润具有非常低表面能的基材，因此能防止诸如缩孔或缩边等表面缺陷，且由于水的表面张力较大，水性涂料较难在底材上铺展开来，基材润湿剂可提高涂料的润湿性能，从而提高附着力和防腐性能。本发明中基材润湿剂优选用聚醚硅氧烷共聚物，如KL245 (德固赛公司)、Tego4100 (德固赛公司)、BYK346中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量的0.Γ5%的基材润湿剂。本发明B组分中还可以包括分散剂。常用分散剂有无机分散剂和有机分散剂。无机分散剂中用的最多的是聚磷酸盐类，如六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、多聚磷酸钠和焦磷酸四钾。其作用的机理是通过氢键和化学吸附，起静电斥力稳定作用。有机分散剂包括聚丙烯酸盐类(主要为聚丙烯酸铵盐类)，聚苯乙烯/顺丁烯二酸盐类、聚异丁烯/顺丁烯二酸盐类等。他们的特点是，在颜料和填料表面产生强吸附或锚固作用，具有较长的分子链以形成空间位阻，链端具有水溶性，有的还辅有静电斥力，达到稳定的结果。本发明分散剂选用聚丙烯酸盐类或聚羧酸盐类，进一步优选为聚丙烯酸铵盐、聚丙烯酸钠盐、聚羧酸铵盐或聚羧酸钠盐中的一种或两种或多种，其具有良好的分散效果，能够降低涂料粘度，改善涂料的储存稳定性、增加光泽和流平性，如德固赛的TeKgo760W、美国氰特公司的6208中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量的0.5^4.5%的分散剂。
本发明B组分中还可以包括防沉触变剂。涂料中加入触变剂后，在涂料受剪切力作用时(如搅拌或涂刷)，粘度暂时下降，不受剪切力作用时，又逐渐恢复到原来的粘度。这种特性能使涂料在贮存时防止颜料沉淀，改善涂刷性，在涂装时能使涂膜较厚而不流挂。本发明使用的触变剂优选为有机膨润土、白炭黑、气相二氧化硅、BYK-420、BYK-425、ATT-50、RM-8W、PS166中的一种或两种或多种。优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量0.5% 5.5%的防沉触变剂。根据需要，涂料中还可以加入其他添加剂，例如促进剂。本发明还提供上述室温快干水性环氧防腐涂料的制备方法，包括以下步骤:(I)A组分的制备方法:a)将配方量液体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂投入到分散罐中，低速分散均匀(例如l(T20min，优选15min)，将料液升温至7(T90°C，优选72 88°C，或73 87°C，进一步优选75 85。。，或76 84。。，77 83°C，最优选78 82。。，或79 81。。，例如80°C ；b)再加入配方量的固体环氧树脂，熔融后搅拌均匀，将料液温度降至4(T60°C，优选42 58 V，或43 57 V，进一步优选45 55 V，或46 54 V，47 53 V，最优选48 52 V，或49 51 °C，例如 500C ；c)高速搅拌步骤b)所得料液，加入配方量的非离子表面活性剂(预先加热溶解配制成溶液，例如浓度20%的水溶液)，再高速分散均匀(例如l(T30min，优选15 25min，或18 22min，如20min)，将所得混合物过滤除杂，检验包装；其中，环氧树脂是由聚合度不同的同系化合物组成的。它没有明确的熔点，只有一个熔融温度范围，即软化点。固态环氧树脂的软化点和熔融黏度受平均相对分子质量和相对分子质量分布的支配。
(2) B组分的制备方法:a)将配方量的水性环氧固化剂、去离子水和防锈颜料依次投入分散罐中，分散均勻，再研磨至细度< 5(^111,优选< 45 μ m,进一步优选< 40 μ m ;b)将配方量的消泡剂、腐蚀抑制剂、基材湿润剂加入到步骤a)的混合物中，搅拌均勻过滤，调节混合物粘度> 3.0Pa.s,优选> 4.0Pa.s,再过滤除杂,检验包装；(3)使用前将A组分与B组分按照1:3飞，优选1:3.5 5，进一步优选为1:4的质量配比混合均匀。其中所述方法中A、B组分各成分的重量百分比含量为:A组分:液体环氧树脂10% 40%，固体环氧树脂10% 40%，环氧树脂活性稀释剂5% 30%，共溶剂10% 30%，非离子表面活性剂3% 20% ;其中A组分中的液体环氧树脂、固体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂和非离子表面活性剂的重量百分比是以A组分的总重量为基准计；B组分:水性环氧固化剂5% 45%，防锈颜料5% 40%，消泡剂0.1% 5%，腐蚀抑制剂0.5% 5%，基材润湿剂0.1% 5%，去离子水5% 35% ;其中B组分中的水性环氧固化剂、防锈颜料、消泡剂、腐蚀抑制剂、基材润湿剂和去离子水的重量百分比是以B组分的总重量为基准计。作为优选，在组分B制备的步骤a)中进一步加入相对于组分B总重量的0.5^4.5%的分散剂。作为优选，在组分B制备的步骤a)中进一步加入相对于组分B总重量的0.5^5.5%的防沉触变剂。由以上组分及步骤制成的防腐涂料在施工应用时，先将涂料A组分与B组分按照1:3飞，优选1:3.5 5，进一步优选为1:4的质量配比混合均匀，再在室温下静置熟化12 30分钟，例如15分钟，再喷涂或刷涂于经基面处理过的界面，可得到成膜效果好、性能优良的涂膜。本发明还提供所述室温快干水性环氧防腐涂料或由上述制备方法所制备的涂料用作钢结构的防腐涂料、尤其用作铁路货车车身的防腐涂料的用途。本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量，所用溶剂均为工业级。具体实施例实施例1:A组分制备方法:称取南亚128环氧树脂120Kg，上海树 脂厂AGE活性稀释剂30Kg，丙二醇甲醚醋酸酯50Kg，低速分散15min，升温至80°C，再加入岳阳石化E20固体环氧树脂150Kg，待E20熔融后搅拌均匀，降温至50°C，高速搅拌下加入20%LS500表面活性剂50Kg，再高速分散20min,过滤后包装即得A组分。
B组分:称取美国氰特公司H1613W水性环氧固化剂32Kg，去离子水llOKg，德固赛公司的TeKgo760W分散剂5Kg，BYK420 (毕克化学)防沉触变剂2.5Kg，氧化铁红25Kg，云母氧化铁45Kg，磷酸锌30Kg，有机改性铝钥正磷酸锌CHEUCOPHOS ZAM-PLUS，有机改性的磷酸锌铝钥盐的水合物，Heubach GmbH德国)25Kg，800目云母粉50Kg，沉淀硫酸钡62.3Kg混合均勻，1500r/min分散15 20min,然后研磨至细度< 50 μ m ;再加入美国气体化学的DF60消泡剂1.5Kg，美国瑞宝公司的腐蚀抑制剂Raybo75共5Kg，Raybo60共2.5Kg，德固赛公司的KL245基材润湿剂1.2Kg，BYK425防沉触变剂2Kg，1500r/min分散15 20min，过滤后包装即得B组分。使用前，将涂料A组分与B组分按照1:4的质量配比混合均匀。实施例2:A组分制备方法:称取岳阳巴陵石化CYD-128环氧树脂150Kg，上海树脂厂AGE活性稀释剂35Kg，丙二醇甲醚醋酸酯58Kg，低速分散15min，升温至80°C，再加入岳阳巴陵石化E20固体环氧树脂150Kg，待E20熔融后搅拌均匀，降温至50°C，高速搅拌下加入20%LS500表面活性剂57Kg，再高速分散20min，过滤后包装即得A组分。B组分制备方法:称取美国氰特公司VEH2188W水性环氧固化剂64Kg，去离子水80Kg，美国氰特公司公司的6208分散剂4Kg，BYK420 (毕克化学)防沉触变剂2.4Kg，氧化铁红24Kg，云母氧化铁44Kg，磷酸锌30Kg，有机改性铝钥正磷酸锌(HEUCOPHOS ZAM-PLUS，有机改性的磷酸锌铝钥盐的水合物，Heubach GmbH德国)25Kg，800目云母粉50Kg,沉淀硫酸钡64.4Kg混合均勻，1500r/min分散15 20min,然后研磨至细度< 50 μ m ;再加入德固赛公司的Tego902W消泡剂1.5Kg，美国瑞宝公司的腐蚀抑制剂Raybo75共5Kg，Raybo60共2.5Kg，德固赛公司的Tego4100基材润湿剂1.2Kg，BYK425防沉触变剂2Kg，1500r/min分散15 20min， 过滤后包装即得B组分。使用前，将涂料A组分与B组分按照1:4的质量配比混合均匀。将实施例1-2制备的水性防腐涂料喷涂在钢板试样上，然后进行检测，数据如表I所示:表I水性防腐涂料主要性能测试结果
权利要求
1.温快干高防腐双组分水性环氧防腐涂料，其特征在于:该涂料由A、B两组分构成，各组分包括以下重量百分比的成分: A组分: 液体环氧树脂10% 40%， 固体环氧树脂10% 40%, 环氧树脂活性稀释剂 5% 30%， 共溶剂10% 30%， 非离子表面活性剂 3% 20% ； 其中A组分中的液体环氧树脂、固体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂和非离子表面活性剂的重量百分比是以A组分的总重量为基准计； B组分: 水性环氧固化剂5% 45%， 防锈颜料5% 40%， 消泡剂0.1% 5%， 腐蚀抑制剂0.5% 5%， 基材润湿剂0.1% 5%， 去尚子水5% 35% ； 其中B组分中的水性环氧固化剂、防锈颜料、消泡剂、腐蚀抑制剂、基材润湿剂和去离子水的重量百分比是以B组分的总重量为基准计； 使用前将A组分与B组分按照1:3飞，优选1:3.5 5，进一步优选为1:4的质量配比混合均匀。
2.根据权利要求1所述的室温快干水性环氧防腐涂料，其特征在于:所述液体环氧树脂为在室温(25°C )下为液体的双酚A型环氧树脂，优选为E-55、E-51、E-44、E-42中的一种或两种或多种，进一步优选为液体环氧树脂E-51和/或E-44。
3.根据权利要求1或2所述的室温快干水性环氧防腐涂料，其特征在于:所述固体环氧树脂为在室温(25°C )下为固体的双酚A型环氧树脂，优选为E-20、E-12、E_06、E-03中的一种或两种或多种，进一步优选为固体环氧树脂E-20和/或E-12。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的室温快干水性环氧防腐涂料，其特征在于:所述防锈颜料为氧化铁红、玻璃鳞片、云母氧化铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、三聚磷酸钛、磷酸铝锌、磷酸锌钥、有机改性铝钥正磷酸锌、铬锌黄、四盐基铬酸锌、铬酸锶或有机铬酸盐中的一种或两种或多种，优选为SZP-391、SW-111、磷酸锌、有机改性铝钥正磷酸锌中的一种或者几种，进一步优选为所述防锈颜料包括重量比1:0.5飞的磷酸锌和有机改性铝钥正磷酸锌。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的室温快干水性环氧防腐涂料，其特征在于:所述水性环氧固化剂为改性胺类水性环氧固化剂，优选EH613W、VEH2188W、BANC0901中的一种或两种或多种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的室温快干水性环氧防腐涂料，其特征在于:所述环氧树脂活性稀释剂是丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、I，4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、环氧稀释剂AGE、AKGE、BKGE中的一种或两种或多种，优选AKGE和/或BKGE ;和/或 所述共溶剂为芳香烃溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂或它们的混合物，优选丙二醇甲醚醋酸酯；和/或 所述非离子表面活性剂为改性聚氧化烯烃，优选聚氧化乙烯烃型表面活性剂，进一步优选DISPONIL LS500、Triton X-100中的一种或两种；和/或 所述消泡剂为有机硅消泡剂或氟改性硅氧烷消泡剂，优选DF60消泡剂、Tego902W消泡剂中的一种或两种或多种；和/或 所述腐蚀抑制剂为 WT-795、HMS-FA1790, Raybo60、Raybo75、Raybo80、SER-AD FA179、SER-AD FA579中的一种或两种或多种，优选为Raybo60和Raybo75的组合；和/或 所述基材润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物，优选润湿剂KL245、Tego4100、BYK346中的一种或两种或多种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的室温快干水性环氧防腐涂料，其特征在于:所述涂料B组分中还包括防沉触变剂，所述防沉触变剂为有机膨润土、白炭黑、BYK-420、BYK-425、气相二氧化硅、ATT-50、RM-8W、PS166中的一种或两种或多种； 优选的是，在涂 料B组分中含有基于B组分总重量0.5% 5.5%的防沉触变剂。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的室温快干水性环氧防腐涂料，其特征在于:所述涂料B组分中还包括分散剂，所述分散剂为聚丙烯酸盐类和/或聚羧酸盐类分散剂，优选为聚丙烯酸铵盐、聚丙烯酸钠盐、聚羧酸铵盐、聚羧酸钠盐中的一种或两种或多种； 优选的是，在涂料B组分中含有基于B组分总重量的0.5^4.5%的分散剂。
9.备权利要求1-8中任何一项所述的室温快干水性环氧防腐涂料的方法，该方法包括以下步骤: (1)A组分的制备方法: a)将配方量液体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂投入到分散罐中，低速分散均匀，将料液升温至7(T90°C，优选75 85°C，进一步优选80°C ； b)再加入配方量的固体环氧树脂，熔融后搅拌均匀，将料液温度降至4(T60°C，优选45 55°C，进一步优选50°C ； c)高速搅拌步骤b)所得料液，在搅拌时加入配方量的非离子表面活性剂，高速分散均匀，将所得混合物过滤除杂，检验包装； (2)B组分的制备方法: a)将配方量的水性环氧固化剂、去离子水和防锈颜料依次投入分散罐中，分散均匀，再研磨至细度< 50 μ m,优选< 45 μ m,进一步优选< 40 μ m ; b)将配方量的消泡剂、腐蚀抑制剂、基材湿润剂加入到步骤a)的混合物中，搅拌均匀过滤，调节混合物粘度> 3.0Pa.s,优选> 4.0Pa.s,再过滤除杂,检验包装； (3)使用前将A组分与B组分按照1:3飞，优选1:3.5 5，进一步优选为1:4的质量配比混合均匀。
10.根据权利要求9所述的室温快干水性环氧防腐涂料的制备方法，其特征在于:在组分B制备的步骤a)中进一步加入相对于组分B总重量的0.5^4.5%的分散剂，和/或0.5 5.5%的防沉触变剂。
11.权利要求1-8中任意一项所述的室温快干水性环氧防腐涂料或由权利要求9或10的方法所制备的涂料用作钢结构的防腐 涂料、尤其用作铁路货车车身的防腐涂料的用途。
全文摘要
本发明提供了一种室温快干高防腐双组分水性环氧涂料及其制备方法，该涂料由A、B两组分构成，A组分包括液体环氧树脂、固体环氧树脂、环氧树脂活性稀释剂、共溶剂、非离子表面活性剂；B组分包括水性环氧固化剂、防锈颜料、消泡剂、腐蚀抑制剂、基材润湿剂、去离子水。使用时，A组分与B组分的质量配比为1:3~6。该涂料涂膜固化速度快，室温30min即表干，不需烘烤；早期硬度高，48小时后硬度可达3H；且耐热稳定性好，VOC含量低，防腐性能优异，可替代溶剂型双组分环氧涂料用于钢结构的防腐。
文档编号C09D5/08GK103087612SQ201310035440
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者彭时贵, 刘雄鹰, 章卫国 申请人:株洲飞鹿高新材料技术股份有限公司