本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种环氧防腐底漆及其制备方法和具有底漆层的制品。
背景技术：
近年来，环境污染问题日益严峻，随着一系列涉及环境保护及大气污染防治法律法规的颁布，各地政府也相继制定了vocs减排计划，在涂料及涂装行业中，大力推行低vocs的环保型涂料。鉴于目前针对船舶行业的重防腐涂料仍旧是以溶剂型涂料为主，且不同船体部位所用涂料的品种纷繁复杂，不易区分、使用及管理，各分段涂装所用涂料量占比较大，涂料固含量不高、涂装vocs排放高，钢板前处理的喷砂除锈工序粉尘泄露大，对环境具有较大的污染。因此，现代船舶制造业对船舶涂装提出了较高的要求，开发一种环保、高性能、易施工、适合船体不同部位的多用途高固含(体积固含量80％，voc＜200g/l)、适合低表面处理(可带锈涂装)的通用防腐底漆是船舶涂料未来的重要发展方向及迫切需要。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种环氧防腐底漆及其制备方法和具有底漆层的制品，该环氧防腐底漆固含量高，附着力强，涂装形成的漆膜具有优异的物理机械性能和防腐性能。
本发明所采取的技术方案是：
本发明的第一方面，提供一种环氧防腐底漆，所述环氧防腐底漆包括组分a和组分b；
以所述环氧防腐底漆的总重量为基准，所述组分a的制备原料包括：15～19％固体环氧树脂、9～15％液体环氧树脂、2～4％环氧活性稀释剂、48.5～60.5％填料、0.5～0.6％催化剂、7～9％溶剂；所述液体环氧树脂中含有占所述液体环氧树脂的总重量50～80％的螯合改性液体环氧树脂；
以所述环氧防腐底漆的总重量为基准，所述组分b的制备原料包括：4～6％固化剂，所述固化剂包括酰胺基胺、聚醚胺和改性胺。
螯合改性液体环氧树脂为具有1个以上具有螯合效果的官能团的环氧树脂。具有螯合效果的基团具体可为羧基、膦酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基、硝酸基和硼酸基等酸基，或醇羟基、酚羟基、腈基、硫醇基和氨基等酸基之外的官能团。螯合改性液体环氧树脂可直接采用商购产品，例如adeka公司的ep-49-10n，或其他公司的螯合改性液体环氧树脂。液体环氧树脂可采用液体环氧树脂e-51，或其他市售液体环氧树脂；固体环氧树脂可采用固体环氧树脂e-44，或其他市售固体环氧树脂。
酰胺基胺和改性胺也可直接采用商购产品，如采用美国空气化工酰胺基胺固化剂ancamide2443和美国空气化工改性胺固化剂ancamide2766。其中，酰胺基胺固化剂ancamide2443的粘度为30mpa.s/25℃，胺值为530mgkoh/g，活泼氢当量为86，其具有良好的耐油面性，对于生锈金属具有良好的粘接性，且表现极好的耐潮湿和耐腐蚀性。改性胺固化剂ancamide2766的粘度为1000-3000mpa.s/25℃，胺值为255-295mgkoh/g，活泼氢当量为120，其具有优异的粘接性和弹性、良好的柔韧性和强度，以及优异的耐候性和耐老化性。此外，也可采用其他市售酰胺基胺固化剂和改性胺固化剂。
根据本发明的一些实施例，所述组分a和所述组分b的质量比为(9～30)：1。优选地，组分a和组分b的质量比为(15～20)：1。
环氧活性稀释剂具体可采用丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚中至少一种，或者采用其他商购环氧活性稀释剂。
根据本发明的一些实施例，所述催化剂为脂肪族丙烯酸树脂、三级胺类催化剂(如美国气体公司的ancaminek54)中的至少一种；优选采用脂肪族丙烯酸树脂。选用脂肪族丙烯酸树脂作为催化剂，可加速反应提高低温硬化速度的同时，减少漆膜的泛白性，增强漆膜的耐水性和硬度。
根据本发明的一些实施例，所述溶剂包括醇类溶剂、芳烃溶剂和酮类溶剂。结合其他原料的选择采用包括醇类、芳烃和酮类的溶剂，溶解力强，挥发速度快，且成本低。
根据本发明的一些实施例，以所述环氧防腐底漆的总重量为基准，所述填料包括21.5～25.5％的硫酸钡、11～15％的滑石粉、16～20％的长石粉。
根据本发明的一些实施例，所述组分a的制备原料还包括助剂，所述助剂包括附着力促进剂、防沉剂、防流挂剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，以所述环氧防腐底漆的总重量为基准，所述助剂包括0.4～0.6％的附着力促进剂、1.5～2.0％的防沉剂和0.3～0.6％的防流挂剂。
根据本发明的一些实施例，以所述环氧防腐底漆的总重量为基准，所述组分a的制备原料还包括3.2～7.2％的颜料。
另外，也可在组分b的制备原料中添加助剂。例如，以环氧防腐底漆的总重量为基准，组分b的制备原料还可包括0.3～0.6％的助剂一，助剂一可包括消泡剂。
本发明的第二方面，提供一种本发明第一方面所提供的任一种环氧防腐底漆的制备方法，其包括组分a的制备和组分b的制备；其中，
所述组分a的制备包括以下步骤：
s1、将固体环氧树脂、液体环氧树脂、环氧活性稀释剂、填料、催化剂和部分溶剂混合搅拌均匀，得到浆料；
s2、将所述浆料进行研磨，得研磨浆；
s3、将所述研磨浆进行熟化处理，再用剩余的溶剂将粘度调节至40～60泊，而后过滤；
所述组分b的制备包括：将所述组分b的制备原料混合搅拌均匀，而后过滤。
在组分a的制备过程，步骤s1中，具体可在1000～1200rpm转速下依次加料搅拌均匀，搅拌时间一般在20～40min；步骤s1中溶剂的添加量一般为溶剂总重量的97～99％。步骤s2中，研磨温度一般控制在53～57℃之间，具体可将所述浆料研磨至细度＜60μm。步骤s3中，熟化处理的时间一般为7～9h，粘度调节后的粘度40～60泊(poise)为23℃条件下的粘度；粘度调节后一般采用120目筛网过滤。
在组分b的制备过程中，可将组分b的制备原料400～500rpm转速下搅拌均匀，搅拌时间一般为20～40min；搅匀后一般采用150目筛网过滤。
本发明的第二方面，提供一种具有底漆层的制品，其包括基底和附着在所述基底的至少部分表面的底漆层，所述底漆层由本发明第一方面所提供的任一种环氧防腐底漆形成。基底具体可为船壳体、船体外夹板、压载水舱等涂装基底，涂装过程可将环氧防腐底漆涂装于基底的待涂装表面。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种环氧防腐底漆，其选用固体环氧树脂和液体环氧树脂以及含螯合改性的液体环氧树脂按特定配比混合，并搭配包括酰胺基胺、聚醚胺和改性胺的固化剂制备环氧防腐底漆。其中，液体环氧树脂的分子量小，渗透性好，交联密度高，可提高漆膜的致密性；固体环氧树脂成膜后柔韧性好，两者按特定配比混合，可提高底漆涂装所形成漆膜的机械性能，漆膜坚韧、耐磨、弯曲性能优异；通过采用具有螯合效果官能团的螯合改性液体环氧树脂，环氧树脂中具有螯合效果的官能团可与铁锈中的金属离子形成螯合键，对铁锈有强固作用，从而可使底漆具有优异的附着力，且适合低表面处理的可带锈涂装；另外，选用包括酰胺基胺、聚醚胺和改性胺的固化剂，其对基底有着优异的润湿性及渗透性，与以上环氧树脂交联反应形成的涂膜具有优异的物理机械性能和防腐性能。由上所形成的环氧防腐底漆固含量高、涂装vocs排放量低，附着力强，适用船舶等制品低表面处理可带锈装涂，具体可用于船壳体、上层建筑、外夹板、压载水舱等部位，通用性强，所形成漆膜具有优异的物理机械性能和防腐性能。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
(一)制备环氧防腐底漆
环氧防腐底漆的制备方法包括组分a(主剂)和组分b(固化剂)的制备。
其中，组分a的制备包括以下步骤：
s1、取一定体积的容器，在1000～1200rpm转速下，按照表1的制备原料配比将固体环氧树脂、液体环氧树脂、环氧活性稀释剂、助剂(包括防沉剂、防流挂剂和附着力促进剂)、颜料、填料和部分溶剂(占总溶剂重量的98％)依次加入容器内，充分搅拌30min，以使各原料充分混匀，制得浆料；
s2、将步骤s1制得的浆料用泵打入卧式砂磨机中，控制研磨温度在53～57℃之间，研磨至细度＜60μm，得研磨浆。
s3、将步骤s2制得的研磨浆熟化8小时，再用剩余的2％溶剂将粘度调整到规定的范围内(40-60poise，23℃)；
s4、用120目筛网进行过滤，包装。
组分b的制备包括：取一定体积的容器，按照表1中的制备原料配比将各原料依次加入容器内，在400～500rpm转速下充分搅拌30min；再用150目筛网进行过滤，包装。
按照表1中实施例1～4的制备原料配比分别取料并按以上方法制备环氧防腐底漆，在使用时，再将组分a和组分b按照表1中的配比，混合均匀即可。
表1各实施例的环氧防腐底漆的制备原料配方
(二)性能测试
以实施例1～8所制得环氧防腐底漆作为船舶压载舱漆，依据船舶压载舱漆(gb/t6823-2008)的要求，进行涂装制板，分别进行性能测试，所得结果如表2所示。各性能测试的具体按如下方法进行：
1)附着力按gb5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》进行；
2)样板制备按照gb1765-79《测定耐湿热、耐盐雾、耐候性(人工加速)的漆膜制备法》进行；
3)漆膜评价按gb1766-2008《色漆和清漆涂层老化的评级方法》进行；
4)漆膜耐湿热按gb13893-2008《色漆和清漆耐湿热的测定连续冷凝法》进行；
5)gb/t8293-1998涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级；
6)gb/t13288-1998涂装前钢材表面粗糙度等级的评定(比较样块法)。
表2各实施例所制得环氧防腐底漆作为船舶压载舱漆的性能测试结果
以实施例1～8所制得环氧防腐底漆作为船用防锈漆，依据船用防锈漆漆(gb/t6748-2008)的要求，进行涂装制板，分别进行性能测试，所得结果如表3所示。各性能测试的具体按如下方法进行：
1)附着力按gb5210-2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》进行；
2)柔韧性按gb1731-1993《漆膜柔韧性测定法》进行；
3)耐盐雾性按gb1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》进行；
4)耐盐水性按gb/t10834《船舶漆耐盐水性的测定盐水和热盐水浸泡法》进行。
表3各实施例所制得环氧防腐底漆作为船用防锈漆的性能测试结果
以实施例1～8所制得环氧防腐底漆作为防腐漆，在锈蚀的热轧板底材上进行涂装制板，分别进行性能测试，所得结果如表4所示。各性能测试的具体按如下方法进行：
1)附着力按gb9268-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》进行；
2)耐盐雾性按gb1771-2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》进行。
表4各实施例所制得环氧防腐底漆在锈蚀底材上的性能测试结果
由表1～4可知，本发明环氧防腐底漆固含量高、涂装vocs排放量低，附着力强，且具有厚涂性，一次性成膜干膜可达250μm以上不流挂、无针孔，可适用于船舶等制品低表面处理可带锈装涂，并且具体可用于船壳体、上层建筑、外夹板、压载水舱等部位，通用性强，所形成漆膜具有优异的物理机械性能和防腐性能。