一种快干型工程机械用高固低粘环氧涂料及其制备方法与流程

本发明涉及一种高固低粘环氧涂料及其制备方法，具体涉及一种快干型工程机械用高固低粘环氧涂料及其制备方法。

背景技术：

随着现代工业的快速发展，以及人们环保意识的不断加强，涂料的发展和研发也朝着5e方向发展，即质量excellent、经济economy、效率efficiency、生态ecology、能源energy。世界各国对voc排放限制越来越严格，促使着高固体分涂料的发展。在21世纪的重防腐涂料发展道路上，由于人们对于环境保护越来越重视，对于重防腐涂料来说，控制涂料中的溶剂含量也变得尤为重要。

现代重防腐涂料也正在向高固体分环氧涂料、无溶剂环氧涂料、水性环氧涂料方向发展。高固体分涂料中虽然含有一定的溶剂，但其溶剂含量明显低于传统的环氧重防腐涂料，且其防腐性能也更优异。中联重科、徐工集团等工程机械巨头由于环保的压力慢慢开始使用高固低粘环氧涂料，但是高固含环氧涂料通常干燥速度较慢。

cn104513590a公开了一种室温快干高防腐双组份水性环氧涂料，包含a组份和b组份，所述a组份中各原料的重量百分比为：水性环氧乳液50～60％；消泡剂0.5～1.5％；分散剂1～2％；钛白粉6.5～15％；滑石粉17～24％；防锈颜料7～15.5％；所述b组分中各原料的重量百分比为：水性环氧固化剂45～55％；去离子水42～50％；助溶剂3～5％；涂装前将a组份与b组份按重量比a:b＝5.0～6.5:1混合使用。该涂料的表干时间为20-25min，实干3-4h，其中的表干时间较长，无法满足快速施工的需求。

因此，开发一种用于工程机械快干型、环境友好型高固低粘环氧涂料迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种干燥速度较快、特别是表干速度快，且机械性能好、耐盐雾以及耐介质性能俱佳，产品固含高、环境友好型的工程机械用高固低粘环氧防护涂料。

本发明进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺简单，适宜于工业化生产的快干型工程机械用高固低粘环氧涂料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种快干型工程机械用高固低粘环氧涂料，由a组分和b组分混配而成：所述a组分包含双酚f型环氧树脂、羟甲基双酚a型环氧树脂、分散剂、流平剂、防沉剂、特殊液体树脂、颜填料、防锈颜料和溶剂；所述b组分包含改性聚酰胺固化剂、改性脂肪族曼尼期碱、固化促进剂和溶剂；所述溶剂为二甲苯和正丁醇。

优选地，所述a组分和b组分按照体积比4～6:1进行混配。

本发明配方中，a组分主要是作为基料，a组分通过加入性能不同的双酚f型环氧树脂、羟甲基双酚a型环氧树脂和特殊液体树脂在干燥时间、机械性能和涂料粘度及固含上到达一个平衡；环氧树脂由于本身的结构，具有优异的防腐性能；配方中加入磷酸盐类防锈颜料，磷酸盐在缓慢水解过程中释放出磷酸根和金属离子，由磷酸根离子与铁盐结合生成致密而坚固的附着性强的络合物保护膜，可以起到提高产品耐盐雾性能和耐介质性能的作用，该类防锈颜料也不含重金属，属于环境友好型；b组分主要是作为固化剂，环氧树脂的环氧基团与胺类固化剂进行交联反应。因此，a组分中环氧树脂的环氧基团可以与b组分中的胺类固化剂进行交联反应固化，得到一种干燥速度快，机械性能、耐盐雾性能及耐介质性能优异的漆膜。

优选地，所述各原料的重量份为：所述a组分包含双酚f型环氧树脂5-20份、羟甲基双酚a型环氧树脂10～30份、分散剂0.2～0.8份、流平剂0.2～0.8份、防沉剂0.4～1份、特殊液体树脂1～5份、颜填料35～60份、防锈颜料5～15份、二甲苯5～10份、正丁醇1～4份；所述b组分包含改性聚酰胺固化剂40～90份、改性脂肪族曼尼期碱5～20份、固化促进剂2～10份、二甲苯5～30份、正丁醇2～15份。上述各种原材料用量只有在所述范围内，才能满足产品各项指标要求。

优选地，a组分中，所述双酚f型环氧树脂为南亚环氧树脂有限公司生产的npef-170，长春化工有限公司生产的bfe-283、bfe-170或bfe-235l，江苏三木集团有限公司生产的smf-170或smf-175s中的一种或几种。双酚f型环氧树脂的特点是黏度小，不到双酚a型环氧树脂的1/3，其固化物的性能与双酚a型环氧树脂几乎相同，耐热性稍低而耐腐蚀性稍优，可有效的降低体系的粘度，保证优异的防腐性能。

优选地，a组分中，所述羟甲基双酚a型环氧树脂为瀚森生产的5392-q-75，国都化工有限公司生产的kdn-253或kdn-255中的一种或几种。羟甲基双酚a型环氧树脂是一种开环活性比普通双酚a型环氧树脂高得多的新品种，它可以在-5～-10℃低气温固化，可有效的改善体系的干燥速度。

优选地，a组分中，所述分散剂为毕克公司生产的byk-163或byk-110，德谦公司生产的9850中的一种或几种。它们属于解絮凝型分散剂，具有强力降低体系粘度的作用。

优选地，a组分中，所述流平剂为佛山贝特尔生产的bf-6300。有较好的流平效果。

优选地，a组分中，所述防沉剂为德谦公司生产的bengel828、sd-1或sd-2，浙江丰虹新材料有限公司生产的bs-1a或bs-1b中的一种或几种。具有优异的防沉和防流挂效果。

优选地，a组分中，所述特殊液体树脂为吕特格生产的novaresla100或novaresla300，广东新华粤树脂科技有限公生产司的hl100、hl500或hl1000中的一种或几种。它们具有固含高，粘度低的特点，达到防腐性能、干燥速度和机械性能平衡的目的。

优选地，a组分中，所述颜填料为湖南三环颜料有限公司生产的氧化铁红或氧化铁黑，浏阳金马硅业生产的硅微粉或粉石英，江西奥特科技有限公司生产的滑石粉中的一种或几种。

优选地，a组分中，所述防锈颜料为湖南瑞石科技有限公司生产的磷酸锌、zp20或zmp-1，杭州思坦生产的pz-01、za或zpa中的一种或几种。它们属于磷酸盐类防锈颜料，具有不含重金属、水溶性低、防锈效果好的特点；磷酸盐在缓慢水解过程中释放出磷酸根和金属离子，由磷酸根离子与铁盐结合生成致密而坚固的附着性强的络合物保护膜，和环氧树脂及胺类固化剂复配可得到一种防腐性能优异的漆膜。

优选地，b组分中，所述改性聚酰胺固化剂为空气化学生产的ancamide2050、ancamide2353或ancamide2864，国都化工有限公司生产的gx-483、gx-533或gx-540，亨斯迈生产的aradur250或aradur450s中的一种或几种。改性聚酰胺固化剂具有聚酰胺固化剂的优异机械性能，同时干燥速度比普通聚酰胺要快。

优选地，b组分中，所述改性脂肪族曼尼期碱为空气化学生产的ancamine2636或ancamine2758，亨斯迈生产的aradur943或aradur3229中的一种或几种。改性脂肪族曼尼期碱干燥性能非常优异，可在-5℃低气温进行固化，和改性聚酰胺固化剂进行复配使用，可使产品干燥速度和机械性能达到一个平衡。

优选地，b组分中，所述固化促进剂为空气化学生产的k54，韩国锦湖生产的kumanox-3111f中的一种或几种。k54化学名称为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，属于叔胺类固化剂促进剂，也可单独作环氧树脂固化剂，可作为脂肪族多胺、聚酰胺、芳香族多胺及酸酐等固化剂的固化反应促进剂。kumanox-3111f为苯乙烯化苯酚，含羟基，具有促进固化反应和增韧的效果。

本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种快干型工程机械用高固低粘环氧涂料及制备方法，包括以下步骤：

(1)a组分的制备：先将部分溶剂和防沉剂混合后，进行高速搅拌；再加入双酚f型环氧树脂和分散剂，进行高速搅拌；最后加入着色颜料、填料、防锈颜料混合后，进行高速搅拌，然后用卧式砂磨机研磨成浆料，再在浆料中加入羟甲基双酚a型环氧树脂、特殊液体树脂、流平剂和剩余的溶剂进行调和，过滤，得a组分；

(2)b组分的制备：将改性聚酰胺固化剂、改性脂肪族曼尼期碱、固化促进剂和溶剂混合后，进行高速搅拌，过滤，得b组分；

(3)将步骤(1)所得a组分和步骤(2)所得b组分按照4～6:1的体积比混配，即成。

优选地，步骤(1)中，先后加入的溶剂的质量比为1:0.2～0.4，先加入部分溶剂是为了使得浆料有较高的粘度，提高颜填料的分散效果，再加入防沉剂进行高速搅拌，目的是为了使防沉剂能更好的活化，激发防沉性能和防流挂性能；再加入双酚f型环氧树脂和分散剂进行高速搅拌，目的是使分散剂在体系更好的分散均匀，对颜填料、防锈颜料起到更好的润湿分散效果，提高研磨效率；再加入颜填料及防锈颜料高速搅拌后用卧式砂磨机进行研磨成浆料；再在浆料中加入羟甲基双酚a型环氧树脂、特殊液体树脂、流平剂和剩余的溶剂进行调和，过滤，得a组分。后加入部分溶剂、树脂和助剂有利于产品包装，提高生产效率。

优选地，步骤(1)中，所述溶剂和防沉剂混合后的分散速度为1000～1500r/min，分散的时间为10～20min；加入双酚f型环氧树脂和分散剂后的分散速度为1000～1500r/min，分散的时间为10～20min；加入着色颜料、填料、防锈颜料混合后的分散速度为1000～1500r/min，分散的时间为10～20min；最后在浆料中加入羟甲基双酚a型环氧树脂、特殊液体树脂、流平剂和剩余的溶剂进行调和的分散速度为1000-1500r/min，分散的时间为20～40min。若分散速度过低，则分散效果较差；若分散速度过高，则原料温度上升，加速溶剂挥发，产生产品质量问题和环境污染。若分散时间过短，则产品混合不均匀，产生产品质量问题；若分散时间过长，则造成能源浪费，降低生产效率。

优选地，步骤(1)中，所述研磨至细度≤40μm。

优选地，步骤(1)中，用100～300目的绢布进行过滤。

优选地，步骤(2)中，加入改性聚酰胺固化剂、改性脂肪族曼尼期碱、固化促进剂和溶剂混合后的搅拌速度为400～800r/min，搅拌的时间为10～40min。若搅拌速度过低，则混合均匀的时间会延长，从而影响生产效率；若搅拌速度过高，则会造成原料温度过高，溶剂会挥发，从而造成浪费和环境污染。若搅拌时间过短，则原料混合不均匀，从而影响产品质量；若搅拌时间过长，则会造成能源浪费，影响生产效率。

优选地，步骤(2)中，用100～300目的绢布进行过滤。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明之快干型工程机械用高固低粘环氧涂料可以直接喷涂于工程机械系统钢结构表面，产品解决了高固含环氧底漆干燥速度慢的缺点，涂膜干燥速度快(表干速度≤10min；实干速度≤10h)，上膜厚比普通溶剂型产品要快，干燥方式可任意调整，施工效率高，从而满足工程机械现场施工流水线作业要求；涂层与钢材表面附着力强，耐冲击性和柔韧性好、耐盐雾性能、耐介质性能具佳；同时，本发明的快干型高固低粘环氧涂料产品固含高、粘度低，施工时添加稀释剂量比普通溶剂型环氧底漆减少60％～90％，属于环境友好型，其应用可提高工程机械的整体涂装水平、提升工程机械的市场竞争力，具有广阔的市场前景；

(2)本发明制备方法工艺简单，性能优异，适宜于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例所使用的双酚f型环氧树脂npef-170购于南亚，bfe-170购于长春，smf-175s购于三木；所使用的羟甲基双酚a型环氧树脂5392-q-75购于瀚森，kdn-253购于国都；所使用的分散剂byk-163购于毕克，9850购于德谦；所使用的流平剂bf-6300均购于贝特尔；所使用的防沉剂bengel828、sd-1、sd-2均购于德谦；所使用的特殊液体树脂novaresla100、novaresla300均购于吕特格，hl500购于新华粤；所使用的颜填料氧化铁红购于湖南三环，硅微粉购于金马硅业，滑石粉购于江西奥特；所使用的防锈颜料磷酸锌、zp20均购于湖南瑞石，za购于杭州思坦；所使用的改性聚酰胺固化剂ancamide2353购于空气化学，gx-533购于国都，aradur450s购于亨斯迈；所使用的改性脂肪族曼尼期碱ancamine2636购于空气化学，aradur943购于亨斯迈；所使用的固化促进剂k54购于空气化学。

本发明实施例所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

实施例1～3

本发明快干型工程机械用高固低粘环氧涂料实施例1～3

各原料的重量份如表1所示：3

表1本发明快干型工程机械用高固低粘环氧涂料实施例1～3各原料的重量份表

注：表中“-”表示未添加。

本发明快干型工程机械用高固低粘环氧涂料的制备方法实施例1

(1)a组分的制备方法：按照表1实施例1所述各原料重量份，先将部分溶剂和防沉剂混合后，在1500r/min下，匀速搅拌10min；再加入双酚f型环氧树脂和分散剂，在1500r/min下，匀速搅拌10min；最后加入着色颜料、填料、防锈颜料混合后，在1500r/min下，匀速搅拌10min，然后用卧式砂磨机研磨成浆料，再在浆料中加入羟甲基双酚a型环氧树脂、特殊液体树脂、流平剂和剩余的溶剂进行调和，在1500r/min下，匀速搅拌20min，过滤，得a组分；

(2)b组分的制备方法：按照表1实施例1所述各原料重量份，先将改性聚酰胺固化剂、改性脂肪族曼尼期碱、固化促进剂和溶剂加入搅拌桶中，在400r/min下，匀速搅拌40min，过滤，得b组分；

(3)将步骤(1)所得a组分和步骤(2)所得b组分按照4:1的体积比混配，即成。

本发明快干型工程机械用高固低粘环氧涂料的制备方法实施例2

(1)a组分的制备方法：按照表1实施例1所述各原料重量份，先将部分溶剂和防沉剂混合后，在1300r/min下，匀速搅拌15min；再加入双酚f型环氧树脂和分散剂，在1300r/min下，匀速搅拌15min；最后加入着色颜料、填料、防锈颜料混合后，在1300r/min下，匀速搅拌15min，然后用卧式砂磨机研磨成浆料，再在浆料中加入羟甲基双酚a型环氧树脂、特殊液体树脂、流平剂和剩余的溶剂进行调和，在1300r/min下，匀速搅拌30min，过滤，得a组分；

(2)b组分的制备方法：按照表1实施例1所述各原料重量份，先将改性聚酰胺固化剂、改性脂肪族曼尼期碱、固化促进剂和溶剂加入搅拌桶中，在600r/min下，匀速搅拌30min，过滤，得b组分；

(3)将步骤(1)所得a组分和步骤(2)所得b组分按照5:1的体积比混配，即成。

本发明快干型工程机械用高固低粘环氧涂料的制备方法实施例3

(1)a组分的制备方法：按照表1实施例1所述各原料重量份，先将部分溶剂和防沉剂混合后，在1000r/min下，匀速搅拌20min；再加入双酚f型环氧树脂和分散剂，在1000r/min下，匀速搅拌20min；最后加入着色颜料、填料、防锈颜料混合后，在1000r/min下，匀速搅拌20min，然后用卧式砂磨机研磨成浆料，再在浆料中加入羟甲基双酚a型环氧树脂、特殊液体树脂、流平剂和剩余的溶剂进行调和，在1000r/min下，匀速搅拌30min，过滤，得a组分；

(2)b组分的制备方法：按照表1实施例1所述各原料重量份，先将改性聚酰胺固化剂、改性脂肪族曼尼期碱、固化促进剂和溶剂加入搅拌桶中，在800r/min下，匀速搅拌20min，过滤，得b组分；

(3)将步骤(1)所得a组分和步骤(2)所得b组分按照6:1的体积比混配，即成。

将实施例1～3所得快干型工程机械用高固低粘环氧涂料和现有技术中市购中山大桥化工集团有限公司的高固含环氧涂料，分别通过空气辅助喷枪，喷涂到钢板或马口铁板上，4～9项目在马口铁板上进行检测，涂膜厚度(干膜)都为23±3μm，13～18项在冷轧钢板上检测，(干膜)都为50±5μm。工程机械对产品的技术指标要求和实施例1～3、对比例1涂料涂膜性能的实测结果如表2所示。

表2实施例1～3所得快干型工程机械用高固低粘环氧涂料与对比例1涂料涂膜性能实测结

果

由表2可知，实施例1～3涂料与对比例相比，本发明涂料固含高、施工过程中加入稀释剂量更少，具有更低重金属含量以及更低的voc含量，属于环境友好型产品；本发明涂料还具有优异的耐介质、耐湿热性，以及更优异的耐盐雾性能；同时，本发明涂料具有更短的表干和实干时间，产品施工可以提高工程机械车间流水线作业的施工效率。

本发明实施例1～3中的三个涂料分别在我国二个工程机械厂进行样板和整车喷涂施工，现场检查所有指标均符合工程机械行业底漆标准，喷涂本发明涂料作为底漆的车架配套丙烯酸聚氨酯面漆经过2年使用后，涂层平整光滑、无生锈、无明显缺陷。