CN102796451B - 长效防腐、耐候、超快干涂料及制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长效防腐、耐候、超快干涂料，它是由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100：40～100：60。本发明通过使用天门冬树脂配以颜料、防锈料、填料、分散剂、消泡剂、流平剂、防流挂助剂等材料再配合异氰酸酯、催化剂、稀释剂等制成长效防腐、耐候、超快干涂料，可在自干或低温烘烤条件下，涂于各种钢铁材质表面，一次涂装漆膜厚度在20-50μm 时，干燥迅速，不流挂，漆膜平整、具有优异的理化性能，对钢铁材质制品起到极佳的保护装饰作用，解决了一般汽车车架防护涂料干燥慢、不适应大规模流水化生产和防腐、耐候效果差，防护时间短的缺陷。可广泛用于汽车车架及零部件、油罐、管道、钢结构等产品的涂装。
Description
技术领域
本发明属于钢铁基材制品涂料防护领域，涉及天门冬树脂涂料，更具体的说是一种长效防腐、耐候、超快干涂料及其制备方法与应用。
背景技术
从2005年到2010年中国汽车产量从每年570万量增加到1826万量，汽车涂料用量也相应的大大增加，其中汽车车架的用漆量也大大增加。中国集装箱产业在世界也是名列前茅，中集集团、太平集团都是很大的集装箱生产集团，对防腐漆的要求较高、用量也较大。伴随国内环保和人身保护意识的增强以及国家节能减排产业政策的实施，对汽车涂料、集装箱涂料的要求也越来越高。全国涂料和颜料标准化委员会提出了《汽车涂料中有害物质限量》国家强制性标准，对汽车涂料中的VOC、重金属和限用溶剂含量做出了限定。在这样的大背景下，针对汽车车架、集装箱等要求高防腐、高耐候同时又要减小VOC排放也就理所当然。
伴随中国与世界的不断接轨和中国不断的高速发展，水性化、高固体含量成了涂料行业的两大发展方向，高固体在成本上、性能上更显现出一定的竞争优势。在汽车行业中有将汽车车架涂装后直接运输或需要出口运往海外的情况，汽车车架防护涂层需要具有极好的防腐性和耐候性，一般车架防护采用阴极电泳涂装后喷涂快干型防护蜡，但防护蜡只能起到临时防护作用（2-3月），若喷涂耐候性丙烯酸聚氨酯漆（干燥速度太慢）又产生不能满足汽车涂装工艺的新问题。本项目以高活性聚天门冬树脂为基料，制备出的涂料VOC含量低，不仅优于丙烯酸聚氨酯漆的防腐、耐候性，而且其超快干性完全满足了汽车涂装工艺的要求，有效地解决了汽车车架长效防腐和耐候性的难题。面对汽车、集装箱两大行业巨大的市场，开发长效防腐性、高耐候性、适应快速连续生产的涂料就显得格外重要。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺点与不足，提供了一种长效防腐、耐候、超快干涂料，该涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100：40～100：60。优选的重量份数为100：40-60。特别优选的重量份数为100：40。
特别优选的重量份数为100：60。
特别优选的重量份数为100：50。
本发明所述的主剂、固化剂包括下列重量份数的原料：
主剂：
改性天门冬树脂 35-50
颜料 3-6
流平剂 0.1-1
防锈料 8-15
抗流挂助剂 2-5
消泡剂 0.1-1
分散剂 3-6
填料 20-35
溶剂 2-6
固化剂：
异氰酸酯树脂 40-60
催化剂 0.5-3
溶剂 30-50
本发明所述的长效防腐、耐候、超快干涂料主剂中的溶剂，包括：醋酸正丙酯、醋酸丁酯、正丁醇、甲乙酮、异丙醇、乙二醇丁醚、二甲苯、150#芳烃、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、环己酮、甲基异丁基甲酮等，优选：醋酸正丙酯、乙二醇丁醚、甲乙酮、二甲苯、环己酮。优选主剂的溶剂为下列重量份数的原料：
甲乙酮 0.3-3
二甲苯 0.3-3
醋酸正丙酯 0.1-2
乙二醇丁醚 0.1-1
环己酮 0.2-2。
本发明所述的颜料为200#、特黑6#、特黑2#、C311或 高色素酞菁蓝，优选特黑6#。
流平剂为：BYK-310聚酯改性硅氧烷、BYK-333聚酯改性硅氧烷、deggusa1484聚丙烯酸脂、EFKA3777聚丙烯酸脂或EFKA3239聚硅氧烷，优选：EFKA3239聚硅氧烷。
防锈料为：三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁面漆，优选：磷酸锌。
抗流挂助剂为：NAD-12纳米级改性脲、BYK-410改性脲、BYK-430改性脲，优选：BYK-410改性脲。
填料为：滑石粉、重晶石粉、重质碳酸钙、沉淀硫酸钡或白朱粉；优选：滑石粉、重质碳酸钙。
消泡剂为：EFKA-2020消泡剂、P-420消泡剂、BYK-141消泡剂、BYK-051消泡剂或5800消泡剂，优选：BYK-141消泡剂。
分散剂为： BYK-P104S分散剂、ANT204分散剂、BYK-110分散剂、BYK-161分散剂或ATU湿润剂，优选：BYK-110分散剂。
本发明所述的高效防腐、耐候、超快干涂料固化剂中的溶剂，包括：醋酸正丙酯、醋酸丁酯、正丁醇、碳酸二甲酯、甲乙酮、乙二醇丁醚、二甲苯、丙二醇甲醚、环己酮、甲基异丁基甲酮等，优选：醋酸正丙酯、醋酸丁酯、碳酸二甲酯。
其中优选固化剂中的溶剂为下列重量份数的原料：
醋酸正丙酯 10-25
醋酸丁酯 10-30
碳酸二甲酯 5-10
固化剂的异氰酸酯树脂为：异氰酸酯3715、异氰酸酯103P、异氰酸酯750或异氰酸酯KL50，优选：异氰酸酯3715。
催化剂为：二月桂酸二丁基锡、磺酸锌或磺酸钠，优选:二月桂酸二丁基锡。
本发明所述高效防腐、耐候、超快干涂料的制备方法，包括如下步骤：
1、主剂制备
（1）配料、研磨：将上述重量份数的树脂、分散剂、颜料、填料、防锈料、消泡剂，混合搅拌均匀，研磨至20-40μm.
（2）调漆：加入流平剂、防流挂助剂、溶剂，搅拌调均匀，用涂-4杯于23℃测定涂料粘度为60-80秒，固体含量为77±2%，过滤包装；
2、固化剂制备：将上述重量份数的异氰酸酯树脂、催化剂、溶剂，混合搅拌均匀，过滤包装；
3、高效防腐、耐候、超快干涂料配比：使用时将分别包装的主剂与固化剂以100：40～100：60的重量份数比分别输入双管路喷涂设备，即可进行喷涂施工。
本发明进一步公开了长效防腐、耐候、超快干涂料在汽车车架及零部件、集装箱、钢铁材质箱体等材质的涂装中应用。其中的钢铁材质箱体包括：油箱、贮罐等等。
本发明通过使用天门冬树脂,利用其自身特有的干燥迅速、粘度低、防腐能力强的特性，使涂料具有迅速干燥、很好的耐候、长效防腐性能，良好的施工性能和极佳的外观，解决了在汽车车架及零部件、集装箱等需要防腐性能、耐候性好，需要快速干燥、适应连续生产线生产等问题。
本发明的长效防腐、耐候、超快干涂料，通过对分散剂、流平剂、防流挂助剂的合理配合解决了厚涂漆膜流挂和流平性的矛盾。
本发明的长效防腐、耐候、超快干涂料，通过对异氰酸酯和催化剂及溶剂的合理配合解决了漆膜表干慢、容易起泡的问题。
本发明的长效防腐、耐候、超快干涂料，通过对填料及固化剂的配合调整使漆膜平整、饱满柔和并且易打磨。
本发明长效防腐、耐候、超快干涂料，通过防锈料的加入增强了漆膜的防腐性、耐候性。
本发明的长效防腐、耐候、超快干涂料，用以上天门冬树脂配以颜料、分散剂、流平剂、防流挂助剂、防锈料、消泡剂、填料等材料再配合异氰酸酯固化剂制成“高效防腐、耐候、超快干涂料”，可在自干或低温烘烤条件下，涂于各种钢铁材质基材表面，一次涂装漆膜厚度在20-50μm 时，干燥迅速、不流挂、不起泡，漆膜平整、具有优异的理化性能，对钢铁材质制品起到极佳的保护、装饰作用。
本发明制备的高效防腐、耐候、超快干涂料（实施例1-3）检测的各项指标如下：
1、性能指标:
原漆粘度（涂-4杯、23℃）60-80秒
固体含量： 77±2%
固化：表干：≤ 30min
实干： ≤4小时
流挂性 μm ≥70
涂层外观：光滑平整
附着力：（划格法）mm ≤1
硬度： ≥2H
柔韧性： mm 不大于1
耐冷冻性：（-5℃，3个循环） 漆膜不开裂、不脱落。 耐盐雾：500小时，不起泡、不生锈。
耐硫酸(0.05mol/L):7天，不起泡、不生锈。
耐氢氧化钠(0.1mol/L):7天，不起泡、不生锈。
耐机油（15W/40）：20天，不起泡，不变色。
2、产品特性：
本发明的“长效防腐、耐候、超快干涂料”具有如下优异特性：
（1）施工性：需要使用双管路喷涂设备，各组份分别调制不影响各自存放和再使用，调漆简单，喷涂速度快。
（2） 表干快；涂装漆膜厚度30-40μm（干膜），在30-40℃条件下表干大于30min。
（3） 实干快：漆膜30-40μm（干膜），4h硬度可以达到铅笔H以上硬度。
（4） 耐磨损性：具有优良的耐磨性能。
（5） 抗划伤性：在使用过程中不因清洁、轻度摩擦使漆膜表面产生划痕。
本发明的长效防腐、耐候、超快干涂料与现有的涂料相比所具有的积极效果在于：
1、本发明的长效防腐、耐候、超快干涂料，其产品性能达到或超过国外同类产品水平，填补国内空白，满足国内钢铁材质基材涂装使用要求；解决了在自干或低温烘烤条件下施工，同时对表干速度有一定要求及实干要求快速、容易产生气泡的难题，产品符合施工要求；解决了快速涂装和长效防腐、高耐候的难题；产品不含重金属、VOC含量低，符合环保要求。
2、产品用途：“长效防腐、耐候、超快干涂料”主要用于钢铁材质基材领域如：汽车车架及零部件、集装箱、贮罐等产品的涂装。
具体实施方式
为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要的细节影响对本技术方案的描述。以下结合较佳实施例，对本发明做进一步的描述。
特别加以说明的是：天门冬树脂有市售；BYK-310、EFKA-3777、EFKA-3239、deggusa-1484等助剂，其中BYK代表毕克公司、EFKA代表埃夫卡公司、deggusa代表德固萨公司。制备本发明的化学试剂均可以从市场上买到或容易地通过已知的方法制得。本发明所指的份数可以是克，公斤或吨，主要以生产的实际需要加以选定。
实施例1
主要原料配比：主剂：固化剂=100份：40份。
其中：
主剂：
改性天门冬树脂 45份
颜料（特黑6#） 3份
流平剂(EFKA3239 ) 0.5份
防锈料（磷酸锌 ） 13份
抗流挂助剂(BYK-410 ) 2份
消泡剂 （BYK-141） 0.5份
分散剂（BYK-110） 3份
填料（ 滑石粉 ） 30份
溶剂 3份
其中的主剂溶剂配比为：
甲乙酮 1.05份
二甲苯 1.05份
醋酸正丙酯 0.36份
乙二醇丁醚 2.1份
环己酮 0.33份
固化剂：
异氰酸酯树脂（异氰酸酯3715） 20份
催化剂（二月桂酸二丁基锡） 0.4份
溶剂 19.6份
其中的溶剂配比为:
醋酸正丙酯 5.88份
醋酸丁酯 7.84份
碳酸二甲酯 5.88份。
实施例2
主要原料配比：主剂：固化剂=100份：60份。
其中：
主剂：
改性天门冬树脂 49份
颜料特（特黑2#） 5份
流平剂(EFKA3239 ) 0.2份
防锈料（云母氧化铁面漆） 9份
抗流挂助剂(BYK-410 ) 4份
消泡剂 （BYK-141） 0.8份
分散剂（BYK-110） 5份
填料（重质碳酸钙粉） 25份
溶剂 2份
其中主剂的溶剂为：
甲乙酮 0.72份
二甲苯 0.72份
醋酸正丙酯 0.16份
乙二醇丁醚 0.1份
环己酮 0.3份
固化剂：
异氰酸酯树脂（异氰酸酯103P） 60份
催化剂（磺酸锌） 3份
溶剂 37份
其中的溶剂为:
醋酸正丙酯 14.8份
醋酸丁酯 14.8份
碳酸二甲酯 7.4份。
实施例3
主要原料配比：主剂：固化剂=100份：50份
主剂：
天门冬树脂 35份
颜料（高色素酞菁蓝） 4份
流平剂（BYK-310聚酯改性硅氧烷） 0.9份
防锈料（磷酸锌） 8份
抗流挂助剂(BYK-430改性脲) 3份
消泡剂 （BYK-141） 0.1份
分散剂（ANT204分散剂） 4份
填料（重质碳酸钙粉 ） 40份
溶剂 5份
其中主剂的溶剂配比为：
甲乙酮 1.85份
二甲苯 1.85份
醋酸正丙酯 0.45份
乙二醇丁醚 0.3份
环己酮 0.55份
固化剂：
异氰酸酯树脂（异氰酸酯3715） 53份
催化剂（磺酸钠） 2份
溶剂 45份
其中的溶剂配比为:
醋酸正丙酯 15.75份
醋酸丁酯 22.5份
碳酸二甲酯 6.75份。
实施例1-3高效防腐、耐候、超快干涂料的制备方法，包括如下步骤：
1、主剂制备
（1）配料、研磨：将上述重量份数的树脂、分散剂、颜料、填料、防锈料、消泡剂，混合搅拌均匀，研磨至20-40μm，优选30μm.
（2）调漆：加入流平剂、防流挂助剂、溶剂，搅拌调均匀，调节粘度到（涂-4杯、23℃）60-80秒，固体含量为77±2%，过滤包装；
2、固化剂制备：将上述重量份数的异氰酸酯树脂、催化剂、溶剂，混合搅拌均匀，过滤包装；
3、使用时将分别包装的主剂与固化剂以100：40～100：60的重量份数比分别输入双管路喷涂设备，即可进行喷涂施工。
实施例4（实际使用）
将实施例1-3制备的分别包装的主剂与固化剂以100：50的重量份数比分别输入到输气管路，即可进行喷涂，我们使用无空气喷涂方法，喷涂于底材处理好的钢铁材质车架上，平面漆膜厚度45μm，立面漆膜厚度30μm，其结果漆膜外观丰满、平整；附着力（划格法）mm ≤1；硬度：≥2H，柔韧性：1 mm ；耐冷冻性：（-5℃，5个循环）漆膜不开裂、不脱落；耐耐盐雾性：（5%盐水）500小时，不起泡、不生锈；耐硫酸(0.05mol/L):10天，不起泡、不生锈；耐氢氧化钠(0.1mol/L):10天，不起泡、不生锈；耐机油（15W/40）：20天，不起泡，不变色。所喷涂的汽车车架达到了出口的标准。
尽管本发明结合它的专门的实施例已做了详细的描述，但是很明显对本技术领域的熟练人来说仍能做出各种各样的变化和改进，都不会偏离本发明的精神实质和保护范围。
Claims (3)
1.一种长效防腐、耐候、超快干型涂料，其特征在于该涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100：40～100：60；其中主剂、固化剂包括下列重量份数的原料：
主剂：
改性天门冬树脂 40-60
颜料 3-6
流平剂 0.1-1
防锈料 8-15
抗流挂助剂 2-5
消泡剂 0.1-1
分散剂 3-6
填料 20-35
溶剂 2-6
固化剂
异氰酸酯树脂 40-60
催化剂 0.5-3
溶剂 30-50；
其中颜料为200#、特黑6#、特黑2#、C311或 高色素酞菁蓝；
防锈料为三聚磷酸铝、磷酸锌、云母氧化铁、铁黑；
填料为滑石粉、重晶石粉、重质碳酸钙、沉淀硫酸钡或白朱粉；
流平剂为：BYK-310、 BYK-333、deggusa1484、EFKA3777或EFKA3239；抗流挂助剂为NAD-12、BYK-410或BYK-430；
消泡剂为：EFKA-2020、P-420、BYK-141、BYK-051或5800；分散剂为 BYK-P104S、ANT204、BYK-110、BYK-161或ATU；溶剂为下列重量份数的原料：
甲乙酮 30-40
二甲苯 30-40
醋酸正丙酯 8-15
乙二醇丁醚 5-10
环己酮 10-20
固化剂的异氰酸酯树脂为：异氰酸酯3715、异氰酸酯103P、异氰酸酯750或异氰酸酯KL50；催化剂为：二丁基锡、磺酸锌或磺酸钠。
2.权利要求1所述的长效防腐、耐候、超快干涂料，其中固化剂溶剂为下列重量份数的原料：
醋酸正丙酯 30-40
醋酸丁酯 40-50
碳酸二甲酯 10-30。
3.一种制备权利要求1所述高效防腐、耐候、超快干涂料的方法，包括如下步骤：
（1）主剂制备：
A、配料、研磨：将上述重量份数的树脂、分散剂、颜料、填料、防锈料、消泡剂，混合搅拌均匀，研磨至20-40μm；
B、调漆：在搅拌下加入流平剂、防流挂助剂、溶剂，搅拌调均匀，用涂-4杯于23℃测定涂料粘度为60-80秒，固体含量为77±2%，过滤包装；
（2）固化剂制备：将上述重量份数的异氰酸酯树脂、催化剂、溶剂，混合搅拌均匀，过滤包装；
（3）长效防腐、耐候、超快干涂料配比：使用时将分别包装的主剂与固化剂以100：40～100：60的重量份数比分别输入双管路喷涂设备，即可进行喷涂施工。
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