一种水性环氧防锈底漆及其制备方法与流程

1.本发明公开涉及封闭底漆的技术领域，尤其涉及一种水性环氧防锈底漆及其制备方法。


背景技术：

2.封闭底漆，主要是用于起到防止水分，抗碱隔离的作用，对基层的碱分能有效隔离，防止碱分的渗出破坏涂层。目前，封闭底漆主要由两种成份构成，其中，成份一为高渗透性水性环氧树脂液，成份二为专用固化剂，适用于混凝土、木材、水磨石、钢铁等基材表面作封闭底漆。
3.封闭底漆有溶剂性和水性两种，溶剂性封闭底渗透强，封闭性强，水性封底voc少，对环境友好，有利于施工工人的身体健康。根据基底的种类与状况选用封闭黏结基料，疏松多孔基底选择强渗透与强封闭可加固基底的基料，致密光滑的基底选用强黏结性能的基料，并要求有良好的层间附着力。
4.现有环氧底漆多为油性体系，所用溶剂主要为苯类有害气体，对施工工人身体健康不利，并会增加空气碳排放。


技术实现要素：

5.为克服相关技术中存在的问题，本发明公开了一种水性环氧防锈底漆及其制备方法。
6.根据本发明公开实施例的第一方面，提供一种水性环氧防锈底漆，所述水性环氧防锈底漆由以下成分组成：填料组分、环氧树脂组分以及固化剂；
7.其中，所述填料与所述固化剂的重量比为4:1；
8.所述环氧树脂组分与所述填料和所述固化剂的混合物的重量比为1:1。
9.优选，按重量计，所述填料组分由以下成分组成：氧化铁10
‑
20份、锌黄1
‑
3份、钛白粉0
‑
20份、滑石粉0
‑
15份、超细硫酸钡10
‑
20份、水10
‑
20份、成膜剂5份、气硅0.5
‑
1份、云母粉0
‑
3份、分散剂1
‑
3份。
10.进一步优选，所述分散剂为byk
‑
190分散剂。
11.进一步优选，按重量计，所述环氧树脂组分由以下成分组成：环氧树脂100份以及硅烷偶联剂0.5份。
12.进一步优选，所述环氧树脂为水性环氧乳液，环氧当量为450
‑
500；
13.或，所述硅烷偶联剂为水性硅烷偶联剂。
14.进一步优选，按重量计，所述固化剂由以下成分组成：胺类固化剂55份、水33.8份、成膜剂8份以及添加剂3.2份。
15.进一步优选，所述成膜剂为丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚或乙二醇丁醚中的一种。
16.进一步优选，按重量计，所述添加剂由以下成分组成：环氧树脂促进剂0.6份、增稠
剂膨润土0.5份、增稠剂byk
‑
381 0.5份、抗闪锈剂0.5份、消泡剂df
‑
104e 0.3份、消泡剂df
‑
110d 0.3份以及润湿剂tego4100 0.5份。
17.进一步优选，所述胺类固化剂为水性胺固化剂，且胺值为200。
18.根据本发明公开实施例的第二方面，提供了一种水性环氧防锈底漆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
19.1)取填料组分、环氧树脂组分以及固化剂，备用；
20.2)将所述填料组分投入至研磨机中进行研磨，研磨至颗粒度小于20微米，备用；
21.3)将研磨后的填料组分与固化剂以重量比为4:1投入至分散机中，进行分散加工后，获得填料组分与固化剂的混合物，备用；
22.4)将所述环氧树脂组分投入至分散机中，进行分散加工后，备用；
23.5)将备用的填料组分与固化剂的混合物和备用的环氧树脂组分按照重量比1:1进行混合，得水性环氧防锈底漆。
24.优选，步骤2)中研磨机的研磨功率为20
‑
22kw，研磨时间为60
‑
70min。
25.进一步优选，步骤3)中分散机的工作转速为1000
‑
1500r/min，工作时间为30
‑
40min。
26.进一步优选，步骤4)中分散机的工作转速为300
‑
400r/min，工作的时间为5
‑
10min。
27.本发明提供的水性环氧防锈底漆，以水性环氧树脂为基料，综合物理和化学防锈的原料配比，使得该防锈漆，对环境友好，voc排放少，有利于施工工人的身体健康，低碳环保，有着良好的耐腐蚀性和附着力，保证了施工后的使用寿命，益于推广。
28.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
具体实施方式
29.下面结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
30.为了提供一种附着力强、致密光滑的封闭底漆，本实施方案提供了一种水性环氧防锈底漆，该水性环氧防锈底漆由以下成分组成：填料组分、环氧树脂组分以及固化剂；
31.其中，填料与固化剂的重量比为4:1；
32.环氧树脂组分与填料和所述固化剂的混合物的重量比为1:1。
33.该封闭底漆，采用水性体系，空气排放主要为人体无害的水蒸气，低碳环保。
34.其中，按重量计，上述填料组分由以下成分组成：氧化铁10
‑
20份、锌黄1
‑
3份、钛白粉0
‑
20份、滑石粉0
‑
15份、超细硫酸钡10
‑
20份、水10
‑
20份、成膜剂5份、气硅0.5
‑
1份、云母粉0
‑
3份、分散剂1
‑
3份。优选，分散剂为byk
‑
190分散剂。
35.上述填料中的钛白粉补强性能好，能增加拉伸强度和硬度；硅灰石添加增加底漆的拉伸强度；滑石粉可以增加底漆的厚实度，并降低成本；超细硫酸钡可以吸收搅拌时产生的气泡，并帮助流平，加入底漆中有一定的补强作用；氧化铁与锌黄粉提高底漆耐酸耐碱耐腐蚀性能；云母粉增加白度，略微补强，增加底漆粘度；气硅补强性能好，增加粘稠触变性能；分散剂byk
‑
190，能增加填料在水性体系中的分散性能，减少填料沉降。
36.上述环氧树脂组分，按重量计，由以下成分组成：环氧树脂100份以及硅烷偶联剂0.5份。
37.其中，环氧树脂优选为水性环氧乳液，环氧当量为450
‑
500，树脂兼顾韧性与交联强度，成膜后拉伸强度与断裂伸长率比较平衡，硅烷偶联剂优选为水性硅烷偶联剂，能增加环氧树脂与金属的结合力。
38.上述固化剂，按重量计，由以下成分组成：胺类固化剂55份、水33.8份、成膜剂8份以及添加剂3.2份。
39.其中，胺类固化剂能使环氧树脂交联成膜，反应速度适中，并引入碳氮键增加树脂强度。成膜剂能加速水的挥发，与环氧树脂的固化速度相匹配，消除水性涂料体系易出现的气泡针眼现象，并使水性底漆与金属的接触角减小，并克服水表面张力大，易收缩，使底漆在金属表面分布均匀。
40.其中，成膜剂可选用丙二醇单甲醚pm，二丙二醇单甲醚dpm，丙二醇单丁醚pnb，二丙二醇单丁醚dpnb，乙二醇丁醚bcs中的一种；所述添加剂，按重量计，由以下成分组成：环氧树脂促进剂0.6份、增稠剂膨润土0.5份、增稠剂byk
‑
381 0.5份、抗闪锈剂0.5份、消泡剂df
‑
104e 0.3份、消泡剂df
‑
110d 0.3份，润湿剂tego4100 0.5份。
41.添加剂中的环氧促进剂能加速树脂的后固化；增稠剂帮助涂料在刷涂时无流挂，并使底漆填料无沉降；消泡剂消除刷涂搅拌，水溶剂挥发时产生的气泡；润湿剂配合成膜剂使底漆在金属表面分布均匀，刷涂更方便。由于水性体系，加入抗闪锈剂能防止金属在底漆固化过程中被水溶剂腐蚀。
42.其中，胺类固化剂为水性胺固化剂，且胺值为200，胺类固化剂能使环氧树脂交联成膜，反应速度适中，并引入碳氮键增加树脂强度。
43.上述水性环氧防锈底漆的制备方法，具体为：
44.1)取填料组分、环氧树脂组分以及固化剂，备用；
45.2)将填料组分投入至研磨机中进行研磨，研磨至颗粒度小于20微米，备用；
46.3)将研磨后的填料组分与固化剂以重量比为4:1投入至分散机中，进行分散加工后，获得填料组分与固化剂的混合物，备用；
47.4)将环氧树脂组分投入至分散机中，进行分散加工后，备用；
48.5)将备用的填料组分与固化剂的混合物和备用的环氧树脂组分按照重量比1:1进行混合，得水性环氧防锈底漆。
49.在实际使用时，优选在施工时，再将备用的填料组分与固化剂的混合物和备用的环氧树脂组分进行混合。
50.其中，步骤2)中研磨机的研磨功率为20
‑
22kw，研磨时间为60
‑
70min；步骤3)中分散机的工作转速为1000
‑
1500r/min，工作时间为30
‑
40min；步骤4)中分散机的工作转速为300
‑
400r/min，工作的时间为5
‑
10min。
51.下面结合具体的实施例对本发明进行更进一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
52.实施例1：
53.(1)原料配比：按照重量份数选取氧化铁13份、锌黄2份、钛白粉20份、滑石粉10份、超细硫酸钡12份、水15份、dpm 5份，气硅0.5份、云母粉0.5份、byk190 2份，总量80份为填料
组份a。水性环氧溶液100份，水性硅烷偶联剂mp200 0.5份为环氧树脂组分。水性胺固化剂55份、促进剂dmp 30 0.6份、水33.8份、bcs 8份、膨润土0.5份，抗闪锈剂0.5份、df
‑
104e 0.3份、df
‑
110d 0.3份，tego4100 0.5份，byk
‑
381 0.5份总量100份为固化剂；
54.(2)原料研磨：将填料组份a投入至研磨机中进行研磨，研磨机的功率为22kw个研磨操作的时间为60min，研磨的物料细度小于等于20微米，得到物料a1，研磨机出口设置有滤网，滤网网眼根据物料细度更换。
55.(3)原料分散：将a1组份与固化剂4：1投入至分散机中，控制分散机速度加工一段时间，得到高速分散物料a2后取出，再将配比完成的环氧树脂组分原料投入至分散机中，进行相同操作，得到物料环氧树脂组分。a2组原料在进行加工时，分散机的工作转速为1500r/min，工作的时间为40min，环氧树脂组分原料在进行加工时，分散机的工作转速为350r/min，工作的时间为10min。
56.(4)施工时将a2和环氧树脂组分以100比100的比例混匀后刷涂或喷涂。
57.实施例2：
58.(1)原料配比：按照重量份数选取氧化铁13份、锌黄2份、钛白粉20份、硅灰石粉10份、超细硫酸钡12份、水15份、pm 5份，气硅0.5份、云母粉0.5份、byk190 2份，总量80份为填料组分a。水性环氧溶液100份，水性硅烷偶联剂mp200 0.5份为环氧树脂组分。水性胺固化剂55份、促进剂dmp30 0.6份、水33.8份、pnb 8份、聚氨酯缔合增稠剂0.5份，抗闪锈剂0.5份、df
‑
104e 0.3份、df
‑
110d 0.3份，tego4100 0.5份，byk
‑
381 0.5份总量100份为固化剂；
59.(2)原料研磨：将填料组分a投入至研磨机中进行研磨，研磨机的功率为22kw个研磨操作的时间为60min，研磨的物料细度小于等于20微米，得到物料a1，研磨机出口设置有滤网，滤网网眼根据物料细度更换。
60.(3)原料分散：将a1组份与固化剂4：1投入至分散机中，控制分散机速度加工一段时间，得到高速分散物料a2后取出，再将配比完成的环氧树脂组分原料投入至分散机中，进行相同操作，得到物料环氧树脂组分。a2组原料在进行加工时，分散机的工作转速1500r/min，工作的时间40min，环氧树脂组分原料在进行加工时，分散机的工作转速为350r/min，工作的时间为10min。
61.(4)施工时将a2和环氧树脂组分以100比100的比例混匀后刷涂或喷涂。
62.实施例3：
63.(1)原料配比：按照重量份数选取氧化铁13份、锌黄2份、钛白粉12份、硅灰石粉18份、超细硫酸钡12份、水15份、dpm5份，气硅0.5份、云母粉0.5份、byk1902份，总量80份为填料组分a。水性环氧溶液100份，水性硅烷偶联剂mp200 0.5份为环氧树脂组分。水性胺固化剂55份、促进剂dmp30 0.6份、水33.8份、dpnb 8份、聚氨酯缔合增稠剂0.5份，抗闪锈剂0.5份、df
‑
104e 0.3份、df
‑
110d 0.3份，tego4100 0.5份，byk
‑
381 0.5份总量100份为固化剂；
64.(2)原料研磨：将填料组分a投入至研磨机中进行研磨，研磨机的功率为22kw个研磨操作的时间为60min，研磨的物料细度小于等于20微米，得到物料a1，研磨机出口设置有滤网，滤网网眼根据物料细度更换。
65.(3)原料分散：将a1组份与固化剂4：1投入至分散机中，控制分散机速度加工一段时间，得到高速分散物料a2后取出，再将配比完成的环氧树脂组分原料投入至分散机中，进行相同操作，得到物料环氧树脂组分。a2组原料在进行加工时，分散机的工作转速为1500r/
min，工作的时间为40min，环氧树脂组分原料在进行加工时，分散机的工作转速为350r/min，工作的时间为10min。
66.(4)施工时将a2和环氧树脂组分以100比100的比例混匀后刷涂或喷涂。
67.实施例4：
68.(1)原料配比：按照重量份数选取氧化铁13份、锌黄2份、钛白粉20份、硅灰石粉12份、超细硫酸钡10份、水15份、dpm5份，气硅0.5份、云母粉0.5份、byk190 2份，总量80份为填料组分a。水性环氧溶液100份，水性硅烷偶联剂mp200 0.5份为环氧树脂组分。水性胺固化剂55份、促进剂dmp30 0.6份、水33.8份、dpnb 8份、聚氨酯缔合增稠剂0.5份，抗闪锈剂0.5份、df
‑
104e 0.3份、df
‑
110d 0.3份，tego4100 0.5份，byk
‑
381 0.5份总量100份为固化剂；
69.(2)原料研磨：将填料组分a投入至研磨机中进行研磨，研磨机的功率为22kw个研磨操作的时间为60min，研磨的物料细度小于等于20微米，得到物料a1，研磨机出口设置有滤网，滤网网眼根据物料细度更换。
70.(3)原料分散：将a1组份与环氧树脂组分4：5投入至分散机中，控制分散机速度加工一段时间，得到高速分散物料a2后取出，再将配比完成的环氧树脂组分原料投入至分散机中，进行相同操作，得到物料环氧树脂组分。a2组原料在进行加工时，分散机的工作转速为1500r/min，工作的时间为40min，环氧树脂组分原料在进行加工时，分散机5的工作转速为350r/min，工作的时间为30min。
71.(4)施工时将a2和环氧树脂组分以9比1的比例混匀后刷涂或喷涂。
72.实施例5
73.将实施例1～实施例4制备获得的水性环氧防锈底漆进行性能检测，最终的检测结果具体请见下表1。
74.表1：性能检测结果
[0075][0076]
测试结果表明，加入滑石粉可以降低成本，但性能最差，钛白粉可以显著提高底漆的硬度和力学强度，而硅灰石对韧性贡献更大，耐冲击性能更佳。可以根据不同要求采用不同的水性环氧底漆配方。
[0077]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0078]
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范
围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。