本专利涉及精细化工领域，尤其涉及一种低表面处理带锈底漆及制备方法。
背景技术：
钢铁基材防腐最便捷、最经济的手段是选择有机涂层防护，而有效的涂层使用寿命必须依赖于良好的表面处理才能充分发挥涂料的防腐性能。现实中由于涂装施工工况环境及条件的限制，往往难以按除锈标准进行彻底的表面处理。通常处理后的基材仍带有不同程度的锈蚀物、且经常处于高度潮湿的状态。这种基材表面上直接涂装普通涂料往往得不到预期防腐效果。所以需要一种可以在不符合除锈标准的表面直接进行带锈涂装的高性能的低处理表面涂料，但是目前市面上的涂料达不到这种要求。
技术实现要素：
本发明提供了一种低表面处理带锈底漆，具有很强的附着力和优良的物理机械、防腐防锈和低表面处理性综合性能的功能性涂料。其施工性能优异，既可与常规类型的防护涂料配套作为低处理表面底漆使用，也可单独作为功能性带锈底漆使用。
本发明的具体技术方案如下：一种低表面处理带锈底漆，包括A组分和B组分；所述A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂5-50，填料5-50，铁锈转化剂1-10，防锈颜料1-50；所述B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂30-80，促进剂1-10，硅烷偶联剂1-15。
上述的低表面处理带锈底漆，其中，所述A组分还包括以下重量份的原料组成：混合溶剂1-50，防沉剂1-6，分散剂0.01-5，渗透剂0.01-5，消泡剂0.01-5，触变剂0.01-5；所述B组分还包括以下重量份的原料组成：混合溶剂5-50，增韧剂1-25。
上述的低表面处理带锈底漆，其中，所述A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂28-35，混合溶剂23-38，分散剂0.1-0.3，消泡剂0.5-2，触变剂0.2-1，防沉剂1-1.5，渗透剂0.1-0.3，铁锈转化剂2-6，防锈颜料25-35，填料20-25；所述B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂65-70，增韧剂4-9，促进剂2.5-4，硅烷偶联剂2-3，混合溶剂25-30。
上述的低表面处理带锈底漆，其中，所述A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂32，混合溶剂30，分散剂0.2，消泡剂1，触变剂0.5，防沉剂1.2，渗透剂0.2，铁锈转化剂4，防锈颜料30，填料22；所述B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂70，增韧剂7，促进剂3，硅烷偶联剂2.5，混合溶剂30。
上述的低表面处理带锈底漆，其中，所述A组分与B组分的质量比为5：1。
上述的低表面处理带锈底漆，其中，所述环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂；所述固化剂为腰果酚改性无溶剂酚醛胺类固化剂；硅烷偶联剂为Z-6011硅烷偶联剂。
本发明的另一面，一种低表面处理带锈底漆的制备方法，包括以下步骤：
将环氧树脂和混合溶剂在搅拌条件下依次加入分散剂和防沉剂并搅拌混匀得到第一混合物；
将第一混合物在搅拌条件下依次加入防锈颜料和填料并搅拌混匀得到第二混合物；
将第二混合物在搅拌条件下加入触变剂并搅拌混匀得到第三混合物；
将第三混合物在搅拌条件下依次加入消泡剂、渗透剂和铁锈转化剂搅拌混匀得到A组分；
将固化剂、促进剂、增韧剂、混合溶剂和硅烷偶联剂在溶器中搅拌均匀得到B组分；
将A组分和B组分混合均匀即可得到低表面处理带锈底漆。
上述的制备方法，其中，所述将环氧树脂和混合溶剂在2000-5000r /min的搅拌速度下依次加入分散剂和防沉剂并搅拌混匀得到第一混合物。
上述的制备方法，其中，所述将第一混合物在800r /min的搅拌速度下依次加入防锈颜料和填料并搅拌混匀得到第二混合物；所述将第二混合物在1200r /min的搅拌速度下加入触变剂并搅拌得到第三混合物，所述第三混合物的粒径控制在40μm以内。
上述的制备方法，其中，所述将第三混合物在搅拌条件下依次加入消泡剂、渗透剂和铁锈转化剂搅拌混匀并过滤得到A组分。
本发明提供了一种低表面处理带锈底漆，包括A组分和B组分；所述A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂5-50，填料5-50，铁锈转化剂1-10，防锈颜料1-50；所述B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂30-80，促进剂1-10，硅烷偶联剂1-15，本发明的低表面处理带锈底漆具有很强的附着力和优良的物理机械、防腐防锈和低表面处理性综合性能的功能性涂料。其施工性能优异；在成膜方面具体表现为，具有优良的低表面处理带锈涂装施工性能，可采用喷、滚、刷等各种方法施工。涂膜饱满、平整、无针孔。涂膜附着力、冲击、柔韧等物理机械性能，防锈、防腐性能优异。既可与绝常规类型的防护涂料配套作为低处理表面底漆使用，也可单独作为功能性带锈底漆使用。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
实施例1，一种低表面处理带锈底漆：A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂5，填料5，铁锈转化剂1，防锈颜料1；B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂30，促进剂1，硅烷偶联剂1，对A、B组分分开制备，在施工的时候将A和B组分混合均匀即可使用。
实施例2，一种低表面处理带锈底漆，A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂50，填料50，铁锈转化剂10，防锈颜料50；B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂80，促进剂10，硅烷偶联剂15，对A、B组分分开制备，在施工的时候将A和B组分混合均匀即可使用。
实施例3，一种低表面处理带锈底漆，A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂28，混合溶剂23，分散剂0.1，消泡剂0.5，触变剂0.2，防沉剂1，渗透剂0.1，铁锈转化剂2，防锈颜料25，填料20；B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂65，增韧剂4，促进剂2.5，硅烷偶联剂2，混合溶剂25，对A、B组分分开制备，在施工的时候将A和B组分混合均匀即可使用。
实施例4，一种低表面处理带锈底漆，A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂35，混合溶剂38，分散剂0.3，消泡剂2，触变剂1，防沉剂1.5，渗透剂0.3，铁锈转化剂6，防锈颜料35，填料25；B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂70，增韧剂9，促进剂4，硅烷偶联剂3，混合溶剂30，对A、B组分分开制备，在施工的时候将A和B组分混合均匀即可使用。
实施例5，一种低表面处理带锈底漆，A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂32，混合溶剂30，分散剂0.2，消泡剂1，触变剂0.5，防沉剂1.2，渗透剂0.2，铁锈转化剂4，防锈颜料30，填料22；B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂70，增韧剂7，促进剂3，硅烷偶联剂2.5，混合溶剂30，对A、B组分分开制备，在施工的时候将A和B组分混合均匀即可使用。
在本发明中，混合溶剂为二甲苯、丁醇、芳烃溶剂中的至少一种；分散剂：汉高5040；消泡剂：EFFA2720、德谦6800；触变剂：N20；防沉剂：201P；渗透剂：聚氧乙烯烷基酚醚；铁锈转化剂：单宁酸；防锈颜料：Bayferrox4180氧化铁红、片状铝粉；填料：绢云母、硫酸钡、改性磷酸锌中的至少一种；增韧剂：1471环氧树脂增韧剂；促进剂：DMP-30；硅烷偶联剂：Z-6011。
本发明的低表面处理带锈底漆具有优良的物理、化学以及施工性能。
以下对本发明低表面处理带锈底漆的技术指标提供一具体实验数据，如表1所示；
表1为本发明产品的技术指标
在表1中可以看出本发明的产品具有优良的耐酸、耐碱和耐盐雾性；并且从表干时间、实干时间可以看出具有优良的施工性能；以及具有优良的弯曲性能、耐冲击性和附着力。
以下就本发明的产品与市面上的5款同类产品进行对比的实验数据，如表2-表4所示：
表2
表4
从表2-表4中可以看出，本发明的低表面处理带锈底漆的产品性能最优。
本发明中环氧树脂主要选择液态双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂作为成膜树脂。由于双酚 A 环氧树脂的结构中带有大量含有极性的羟基和醚键对基材的附着力很好适合带锈涂装料。经过综合考虑其相对分子量、粘度的大小及涂料成本和性能的基础上，在对比试验后确定选择双酚 A 型601 和 6101 两种牌号的环氧树脂拼用，才能得到相关的有益性能；固化剂是一款腰果酚改性无溶剂酚醛胺类固化剂，主要由腰果酚和低沸点胺经曼尼期反应合成。它具有低表面处理材料上良好的附着力，低温、潮湿快速固化，机械性能优良和耐化学品性、防腐性能优良，适用于低表面处理带锈表面的涂装；防锈颜料采用Bayferrox4180氧化铁红，其具有稳定的质量和良好的分散性能及高耐酸、耐碱性能，加上片状铝粉作为防锈颜料来达到高耐光和耐候性优良的防锈性能。触变剂可以为：气相二氧化硅或有机膨润土。填料可以为二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁等。
本发明中的渗透剂的选取过程如下：带锈涂料主要依赖络合剂、 渗透剂、 转化剂和缓蚀剂 将锈蚀渗透、转化、包裹达到可带锈涂装的目的。其类型主要有稳定型、 渗透型、 转化型三大类。本研究中我们选择锈蚀稳定和锈蚀转化综合型路线，将能对锈蚀起稳定、转化作用的组分分类同时进行正交试验。
（1）锈蚀稳定剂：如多聚磷酸铝、锌铬黄等；
（2）锈蚀转化剂：如单宁酸、柠檬酸等；
（3）表面活性剂：如具有对锈渗透作用的聚氧亚乙基酚醚、聚氧乙烯烷基酚醚等，试验结果证明：锌铬黄和铬酸二苯胍性能较好。由于铬酸二苯胍具有加强锌铬黄稳定锈蚀作用的效果，在合理地使用具有渗透性能的表面活性剂，也就是本发明中的渗透剂为锌铬黄或铬酸二苯胍中的至少一种，可在不影响涂层防腐性能的基础上提高涂层的物理机械性能，并与锈蚀稳定剂配合增强涂层的带锈涂装能力。
在本发明中消泡剂的选取通过以下方式实现的，德谦 6800 消泡剂特别适用于高粘度环氧体系消除微泡，具有很强的消泡和破泡能力，EFKA2720 可以破除较大的气泡，与 6800 配合使用效果显著，经过在施工现场无气喷涂和预涂刷涂实验，漆膜表面均无明显的气泡和针孔，用刀片切开漆膜，横截面也无泡孔，说明该配套体系消泡效果好，所得到的漆膜致密完整，无针孔、裂纹等弊病。
在本发明中，硅烷偶联剂是一类硅基的有机/无机杂化物,基本分子式为:R-(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基团,R-是有机官能团。系统而全面的硅烷防锈性能研究始于20世纪90年代初[3],国内外对硅烷腐蚀机理的研究结果显示,其防锈机理与铬钝化膜不同。众所周知,铬钝化膜以改变金属表面氧化层的电化学性质来阻止金属的腐蚀[4-5];而形成于金属表面的硅烷膜却并不直接影响其氧化层性质。腐蚀产物若在原点蚀坑处积累而不扩散开去,则会导致原点蚀再次钝化,从而终止腐蚀进程。经过对比试验, 在该研究中，选择了美国道康宁Z-6011硅烷偶联剂，结果表明加了胺硅烷偶联剂的涂层的防腐性比未加胺硅烷偶联剂的涂料高出1倍。本发明中的混合溶剂可以为一种稀释剂。
本发明的另一面，一种低表面处理带锈底漆的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将环氧树脂和混合溶剂在搅拌条件下依次加入分散剂和防沉剂并搅拌混匀得到第一混合物，具体为，将环氧树脂和混合溶剂在2000-5000r /min的搅拌速度下依次加入分散剂和防沉剂并搅拌混匀得到第一混合物；
步骤S2：将第一混合物在搅拌条件下依次加入防锈颜料和填料并搅拌混匀得到第二混合物，具体为，将第一混合物在800r /min的搅拌速度下依次加入防锈颜料和填料并搅拌混匀得到第二混合物；
步骤S3：将第二混合物在搅拌条件下加入触变剂并搅拌混匀得到第三混合物，其中将第二混合物在1200r /min的搅拌速度下加入触变剂并搅拌得到第三混合物，还将包括第三混合物的粒径控制在40μm以内，可以通过改变搅拌时间的方式达到；
步骤S4：将第三混合物在搅拌条件下依次加入消泡剂、渗透剂和铁锈转化剂搅拌混匀得到A组分；其中，将第三混合物在搅拌条件下依次加入消泡剂、渗透剂和铁锈转化剂搅拌混匀并过滤得到A组分，并进行包装；
步骤S5：将固化剂、促进剂、增韧剂、混合溶剂和硅烷偶联剂在溶器中搅拌均匀得到B组分，并过滤包装；
步骤S6：将A组分和B组分混合均匀即可得到低表面处理带锈底漆。
综上所述，本发明提供了一种低表面处理带锈底漆，包括A组分和B组分；所述A组分包括以下重量份的原料组成：环氧树脂5-50，填料5-50，铁锈转化剂1-10，防锈颜料1-50；所述B组分包括以下重量份的原料组成：固化剂30-80，促进剂1-10，硅烷偶联剂1-15，本发明的低表面处理带锈底漆具有很强的附着力和优良的物理机械、防腐防锈和低表面处理性综合性能的功能性涂料。其施工性能优异；在成膜方面具体表现为，具有优良的低表面处理带锈涂装施工性能，可采用喷、滚、刷等各种方法施工。涂膜饱满、平整、无针孔。涂膜附着力、冲击、柔韧等物理机械性能，防锈、防腐性能优异。既可与绝常规类型的防护涂料配套作为低处理表面底漆使用，也可单独作为功能性带锈底漆使用。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。