本发明涉及一种防腐蚀涂料具体涉及一种高耐腐蚀、防闪锈水性环氧底漆及其制备方法。
背景技术：
防腐蚀涂料主要应用在新兴海洋工程、现代交通运输、能源工业、大型工业企业和市政设施等领域。传统溶剂型环氧涂料由于具有优良的防腐性、黏结性和附着力，被广泛应用于钢结构和铝合金结构等的防腐，是国内外公认的防腐性能最好的涂料品种之一。但是传统溶剂型环氧涂料有机挥发物排放高，传统溶剂型防腐涂料中含有50％以上有机溶剂，在生产和施工过程中，这些溶剂挥发到空气中，既浪费了资源，也污染了环境，不仅会损害人体健康，而且存在火灾隐患。。随着经济的发展和环保认识的提高，水性涂料产品应用越来越普及和广泛。
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。
例如中国专利文献cn108976983a（申请号为201810646070.2）公开了一种水性环氧脂底漆，包括以下重量份的原料：水性环氧树脂乳液30至60份、三聚磷酸铝10至40份、润湿分散剂0.5至2.0份、氧化铁红8至12份、填料6至11份、防闪锈剂0.1至0.5份、消泡剂0.1至0.5份、无毒级助溶剂2至7份、基材润湿剂0.1至0.5份、水1至5份、固化剂25至35份、硅烷偶联剂1至5份、纳米级二氧化硅2至8份。该发明制得的水性环氧脂底漆能有效的保护施工人员和生产人员的身体健康，杜绝火灾隐患，保证安全的生产和使用。
中国专利文献cn103436136a（申请号201310312057.0）公开了一种可室温固化的用于工程起重机外表面涂装的水性防腐底漆，包括以下重量份的组分：水性树脂35～45%、固化剂5～8%、分散剂1～3%、防锈颜料5～12%、颜料填料20～35%、防沉剂1～2%、润湿剂0.5～1%、触变剂0.5～1%、消泡剂0.5～1%、防闪蚀剂0.1～0.8%、防霉剂0.1～0.8%、成膜助剂1～3%、去离子水10～20%。该水性防腐底漆的漆膜可室温固化，节能环保，满足企业安全生产的需要；油漆高固低粘，施工方便，涂层具有良好的耐腐蚀性、耐水性，漆层综合性能达到同类型油性产品性能指标。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆及其制备方法，本发明的水性环氧底漆与多种极性底材有优异的附着力，漆膜室温固化，涂层具有良好的耐腐蚀、耐水、耐盐雾和机械性能。
实现本发明第一目的的技术方案是一种高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆，包括树脂部分和固化剂部分；树脂部分和固化剂部分的重量比为3︰1～5︰1。
树脂部分由以下重量份的组分组成：环氧乳液30～40份，助溶剂1～3份，水性超支化树脂3～5份，基材润湿剂0.2～1份，流平剂0.2～1份，防沉剂1～2份，分散剂0.1～0.5份，颜填料45～55份，流变助剂0.5～1.0份，防闪锈剂0.6～1份，ph调节剂0.2～1份，去离子水2～4份。
固化剂部分由以下重量份的组分组成：聚酰胺固化剂30～40份，改性聚酰胺固化剂5～10份，去离子水50～55份。
所述水性环氧乳液是缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂中的一种或一种以上的混合物。
所述基材润湿剂是聚醚改性有机硅或环氧乙烷加成物或氟类润湿剂中的一种或一种以上的混合物。
所述流平剂是有机硅、氟碳改性有机硅、丙烯酸类流平剂中的一种或一种以上的混合物；所述防沉剂是气相二氧化硅、有机膨润土、防沉蜡浆中的一种或一种以上的混合物。
所述分散剂是改性聚丙烯酸酯高聚物、改性聚丙烯酸酯和乙烯基共聚物、高分子量羧酸的烷醇胺盐、脂肪酸改性聚酯中的一种或一种以上的混合物。
所述颜填料是金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、湿涓法云母粉、超细沉淀硫酸钡、超细滑石粉、高色素炭黑、氧化铁黄中的一种或一种以上的混合物。
所述助溶剂是乙二醇丁醚、去离子水、异丙醇、丙二醇甲醚中的一种或一种以上的混合物。
实现本发明第二目的的技术方案是一种高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆的制备方法，包括以下步骤：
①将助溶剂加入干净容器中，边搅拌边加入基材润湿剂、防沉剂、分散剂，搅拌均匀备用。
②边搅拌边缓慢加入颜填料，加料完毕，预分散均匀。
③将步骤②的预分散料移至研磨机上研磨，加入去离子水充分搅拌均匀。
④将水性环氧乳液和水性超支化树脂在搅拌下缓慢加入步骤③得到的物料中，充分搅拌均匀。
⑤加入流平剂、防闪锈剂，充分搅拌均匀。
⑥加入流变助剂。
⑦加入ph调节剂，调节ph至7.5至8.2，制得树脂部分。
⑧将聚酰胺固化剂和改性聚酰胺固化剂及去离子水混合，搅拌均匀，得到固化剂部分。
本发明具有积极的效果：
（1）本发明的高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆的主体树脂采用高性能水性环氧乳液，水性环氧乳液中有许多羟基和醚键，能与底材吸引，而且固化后体积收缩率低，对金属等多种极性底材有优异的附着力，通用性强。
（2）本发明的水性环氧底漆的固化剂包括干性极快的聚酰胺固化剂与标准干燥速度但柔韧性好的改性聚酰胺固化剂，聚酰胺固化剂和改性聚酰胺固化剂共同对环氧乳液进行交联改性；同时，水性环氧底漆中还引入了水性超支化树脂，水性超支化树脂具有树枝结构的高羟基官能度树脂，与聚酰胺固化剂结合后进一步提高交联密度，因此使用本发明的底漆涂装后得到的漆膜致密，漆膜的耐水、耐盐雾、耐腐蚀性能好；并且柔韧性好，不开裂，不脱落，具有优异的抗冲击性等机械性能。
（3）本发明的水性环氧底漆室温下快速固化，避免闪锈。
（4）本发明的高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆由于亲水性和低表面张力的原因，因此具有突出的耐潮湿性，在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工，颜填料含量较高，易于填充，使得其在部分带锈、带油铁件上涂覆附着力优异。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
（实施例1）
本实施例的高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆包括树脂部分和固化剂部分，树脂部分与固化剂部分的重量比为4︰1。
树脂部分由以下重量份的组分组成：水性环氧乳液38份、水性超支化树脂4份、助溶剂1.2份、基材润湿剂0.5份、流平剂0.4份、防沉剂4份、分散剂0.5份、颜填料48份、流变助剂0.5份、防闪锈剂0.6份、ph调节剂0.3份、去离子水2份。
所述水性环氧乳液是缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂中的一种或一种以上的混合物。本实施例中的水性环氧乳液是湛新树脂（上海）有限公司allnex的beckpoxep387w/52wa。
本实施例中的水性超支化树脂是北京阳光汇德环保科技有限公司的yg-hbp075。
所述助溶剂是乙二醇丁醚、去离子水、异丙醇、丙二醇甲醚中的一种或一种以上的混合物。本实施例中的助溶剂是去离子水和乙二醇丁醚，二者比例为5︰1。
所述基材润湿剂是聚醚改性有机硅或环氧乙烷加成物或氟类润湿剂中的一种或一种以上的混合物。本实施例中的基材润湿剂是赢创工业集团的tegotwin4100。
所述流平剂是有机硅、氟碳改性有机硅、丙烯酸类流平剂中的一种或一种以上的混合物。本实施例中的流平剂是德国毕克化学byk的byk-190。
所述防沉剂是气相二氧化硅、有机膨润土、防沉蜡浆中的一种或一种以上的混合物。本实施例中的防沉剂是德谦海名斯化学elements的有机膨润土bentonelt和赢创工业集团evonik的气相法二氧化硅aerosil-200的混合物，二者比例为3︰1。
所述分散剂是改性聚丙烯酸酯高聚物、改性聚丙烯酸酯和乙烯基共聚物、高分子量羧酸的烷醇胺盐、脂肪酸改性聚酯中的一种或一种以上的混合物。本实施例中的分散剂是海明斯的fa179。
所述颜填料是金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、湿涓法云母粉、超细沉淀硫酸钡、超细滑石粉、高色素炭黑、氧化铁黄中的一种或一种以上的混合物。本实施例中的颜填料采用的是金红石型钛白粉、1250目超细煅烧高岭土、格锐湿法1250目绢云母粉ga-4、1250目沉淀硫酸钡、1500目超细滑石粉、高色素炭黑、广西新晶科技的三聚磷酸铝apw-ii、美国格雷斯grace的离子交换钙shieldexcs311的混合物，混合比例为15︰8︰3︰10︰2.5︰0.05︰9︰5。
本实施例中的流变助剂采用的是德国毕克化学的garmite1210毕克流变助剂。
本实施例中的防闪锈剂采用的是德谦海名斯elements的fa179。
本实施例中的ph调节剂采用的是陶氏化学dow的amp-95。
固化剂部分由以下重量份的组分组成：聚酰胺固化剂40份、去离子水55份、改性聚酰胺固化剂5份。
本实施例中的聚酰胺固化剂采用的是湛新树脂（上海）有限公司allnex的beckocureeh2189w/50wa，改性聚酰胺固化剂采用的是亨斯迈集团huntsman的aradur3986。
本实施例的高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆的制备方法包括以下步骤：
①将助溶剂1.2份加入干净容器中，边搅拌边加入基材润湿剂0.5份、防沉剂4份、分散剂0.5份，在低剪切力下（500转/分）搅拌均匀备用。
②在低剪切力下边搅拌边缓慢加入颜填料50份，加料完毕，调高搅拌速度至2000转/分，在高剪切力下预分散30分钟。
③将步骤②的预分散料移至研磨机上研磨至细度小于30微米，加入去离子水2份充分搅拌均匀。
④将水性环氧乳液38份和水性超支化树脂4份在搅拌下缓慢加入步骤③得到的物料中，充分搅拌均匀。
⑤加入流平剂0.4份、防闪锈剂0.6份，充分搅拌均匀。
⑥加入流变助剂0.5份，调整体系粘度至合适范围。
⑦加入ph调节剂0.3份，调整ph值为8.05，从而制得树脂部分。
⑧将固化剂组份的聚酰胺固化剂40份和改性聚酰胺固化剂56份及去离子水55份混合，搅拌均匀，即得到固化剂部分。
使用前，将树脂部分与固化剂部分按4︰1的配比混合均匀后涂装。
（实施例2）
本实施例的高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆其余与实施例1相同，不同之处在于：
树脂部分由以下重量份的组分组成：水性环氧乳液37份、水性超支化树脂5份、助溶剂1.0份、基材润湿剂0.5份、流平剂0.4份、防沉剂4份、分散剂0.5份、颜填料48份、流变助剂0.5份、防闪锈剂0.8份、ph调节剂0.3份，去离子水2份。
树脂部分与固化剂部分的重量比为3.5︰1。
（实施例3）
本实施例的高耐腐蚀防闪锈水性环氧底漆其余与实施例1相同，不同之处在于：
树脂部分由以下重量份的组分组成：水性环氧乳液35份、水性超支化树脂5份、助溶剂1.5份、基材润湿剂0.5份、流平剂0.4份、防沉剂4份、分散剂0.5份、颜填料48份、流变助剂0.5份、防闪锈剂1份、ph调节剂0.3份、去离子水3.3份。
树脂部分与固化剂部分的重量比为5︰1。
（检测例）
将实施例1至实施例3的水性环氧底漆的树脂部分与固化剂部分混合，加入适量水后喷涂在对应的底材上，采用低温（80℃/30min）强制干燥，测得各项技术指标见表1。
表1
由表1可见，本发明的底漆涂装后得到的漆膜致密，漆膜的耐水、耐酸碱、耐盐雾、耐腐蚀性能好；并且柔韧性好，不开裂，不脱落，具有优异的抗冲击性等机械性能。