CN103360909A - 一种水性环氧防锈漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性环氧防锈漆及其制备方法，所述防锈漆为双组分漆，其中甲组份按重量百分比包括如下组分：水性环氧树脂20-30%、铁钛粉30-50%、纳米级磷酸锌5-10%、亚硝酸钠1-5%、分散剂0.5-1%、消泡剂0.1-0.5%、流平剂0.1-0.3%、防沉剂1-2%、水至100%。本发明提供的水性环氧防锈漆不含铅，为水性环氧无铅红丹防锈漆，其中采用的铁钛粉重金属含量仅为万分之二，不仅完全取代溶剂型环氧红丹防锈漆，达到其防锈效果，而且环保、低毒、高效，VOC零排放。

Description

一种水性环氧防锈漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性环氧防锈漆，具体地，本发明涉及一种水性环氧无铅红丹防锈漆。

背景技术

环氧防锈漆具有防腐、防水、耐化学品、耐光、耐温等功能，涂覆在物件表面形成一层保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展，延长材料的使用寿命。环氧防锈漆可喷涂、刷涂、辊涂，粘渡过大可用环氧防锈漆专用稀释剂调整至涂装不流淌为宜，具有极好的户外耐久性，机械强度好，装饰性好，环氧防锈漆可用于户外钢结构、大型机械设备等表面的涂装，起装饰保护作用。环氧防锈漆为双组份漆，混合后涂覆，常温自干，亦可低温快速烘干，漆膜附着力好，硬度高，户外耐久性好，保光，保色性好，不易泛黄，色彩丰硕，抗脏污性好。环氧防锈漆电绝缘、导电、屏蔽电磁波、防静电产生等作用；防霉、杀菌、杀虫、防海洋生物粘附等生物化学方面的作用。

传统的钢结构在使用涂料进行防腐处理时，均需要使用防锈漆作为底漆。其中最常用的是红丹防锈漆、云铁防锈漆、锌灰防锈漆、铁红防锈底漆等，其中，以红丹防锈漆性能最好，但是其成本却比其它底漆高。另外，由于红丹防锈涂料中的防锈颜料红丹粉主要成分是四氧化三铅，在制造、使用、清除等各过程中均对人和环境造成巨大危害。

无论是军用器械还是民用钢结构方面都迫切需要一种新型防锈颜料这种新型防锈颜料在防锈性及耐候性上要优于红丹粉，而在价格上要低于红丹粉。在应用时施工工艺性要好，要求使用方便，易分散，能喷涂或刷涂。

CN1405244公开了一种铁钛复合粉防锈漆，是现有的红丹防锈漆组份中去掉红丹，即四氧化三铅，用复合铁钛粉取代，优点是：在防锈漆中用仅40%（油漆组分重量比）的复合铁钛粉可取代50%的红丹粉，其主要技术指标均达到和超过红丹防锈漆，而成本可下降1800元/T左右。由于去掉了四氧化三铅，所以此产品无毒无害，无环境污染，属环保型高科技产品，有较好社会效益和经济效益。

但CN1405244并未公开一个有效的防锈漆的配方组成或制备方法，本领域技术人员无法得到有效地指导。

因此本领域亟需开发一种环保、低毒、高效，VOC零排放的环氧防锈漆。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性环氧防锈漆及其制备方法。

本发明第一方面提供了一种水性环氧防锈漆。

一种水性环氧防锈漆，所述防锈漆为双组分漆，其中甲组份按重量百分比包括如下组分：

铁钛粉属于高效、无毒防锈颜料，重金属含量在万分之二以下，应用在水性防锈漆中复合环保法规。复合铁钛粉通过磷酸盐中的磷酸根与钢铁表面的铁原子生成不溶的固体磷酸铁铬盐，隔绝水、氧、氯等对钢铁的腐蚀，起到了化学防锈作用。消泡剂的存在也解决了由于气泡的存在造成的漆膜的不平整，进而引起的防锈功能的下降。

本发明所述水性环氧防锈漆的甲组份按重量百分比包括如下组分：

优选地，本发明所述水性环氧树脂为水性双酚A型环氧树脂。

水性双酚A型环氧树脂的获得为本领域的现有技术，典型但非限制性的有“自乳化水性环氧树脂乳液的制备与性能”（张汉清等，当代化工，2011年10期）。

本发明所述铁钛粉的粒径为1～300nm，例如3～100nm、6～50nm、9～120nm、12～200nm、19～150nm、27～99nm、36～52nm、49～180nm、62～250nm、89～286nm等，优选1～100nm。

本发明所述铁钛粉选自WD-D型复合铁钛粉或WD-A型复合铁钛粉。

WD-A型复合铁钛粉为黑色粉末，依照QC/T484的标准，WD-A的附着力1级，硬度较高（＞0.5），柔韧性良好（1mm），耐冲击性达50kg·cm。WD-D型复合铁钛粉为浅黄色粉末，相对密度3.0。

铁钛粉均可通过商购获得，典型但非限制性的铁钛粉可以为WD-D-325、WD-D-803、WD-D-800、WD-H-802、WD-A-325、WD-A-500等。

优选地，所述纳米级磷酸锌的粒径为1～100nm，例如3～50nm、6～80nm、9～52nm、12～85nm、19～65nm、27～90nm、36～70nm等，优选1～80nm。

优选地，所述亚硝酸钠的粒径为1～300nm,例如3～100nm、6～50nm、9～120nm、12～200nm、19～150nm、27～99nm、36～52nm、49～180nm、62～250nm、89～286nm等，优选1～100nm。

优选地，所述分散剂为非离子型润湿分散剂中的任意1种或至少2种的组合，优选自烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选AEO-3（脂肪醇聚氧乙烯(3)醚）、AEO-7（脂肪醇聚氧乙烯(7)醚）、AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯(9)醚）、OP-10（辛烷基苯酚聚氧乙烯(10)醚）、NP-10（壬烷基苯酚聚氧乙烯(10)醚）中的任意1种或至少2种的组合；特别优选德谦的Disponer W-18水性润湿分散剂。

所述组合例如AEO-3和AEO-7的组合，AEO-3和AEO-9的组合，AEO-7和AEO-9的组合，NP-10和AEO-7的组合，OP-10和AEO-9的组合等。

优选地，所述消泡剂选自有机硅消泡剂中的任意1种或至少2种的组合，优选自聚醚改性聚硅氧烷消泡剂或聚酯改性聚硅氧烷消泡剂中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选自德谦的Defom6500或Defom6800。

优选地，所述流平剂为水性硅酮流平剂中的任意1种或至少2种的组合，优选自德谦的Levaslip455或Levaslip435。

优选地，所述防沉剂为非离子型聚氨酯聚合物中的任意1种或至少2种的组合，优选德谦的WT-102或WT-103。

优选地，所述防锈漆的乙组分为水性环氧固化剂，优选自水性加成型环氧固化剂和水性催化型环氧固化剂中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选自英国托马士文公司的Casmide360、空气产品公司的Epilink701、Anquamine670、Anquamine456中的任意1种。

优选地，所述防锈漆中，甲组份和乙组分的混合比例为（2.5～3.5）:1，例如2.6:1、2.8:1、2.9:1、3:1、3.2:1、3.4:1等，优选3:1。

作为优选技术方案，本发明所述防锈漆为双组分漆，其中甲组份按重量百分比包括如下组分：

其中，乙组分为水性环氧固化剂，所述甲组份与乙组分的混合比例为（2.5～3.5）:1。

本发明还提供了一种如第一方面所述的防锈漆的制备方法，所述方法为：

将配方量的水性环氧树脂、铁钛粉、纳米级磷酸锌、水和0.5倍配方量的分散剂一起投入分散釜，搅拌均匀，加入剩余的分散剂搅拌均匀，砂磨细度至50微米以下，加入配方量的消泡剂、流平剂、防沉剂搅拌均匀，用水将粘度调整至3～5Pa·S即可得到水性环氧防锈漆。

本发明所述水性环氧防锈漆的理化性能指标应当满足如下条件：

项目	水性环氧防锈漆	检测方法
			颜色外观	符合色差范围、漆膜平整	GB6753.1
粘度，Pa·S	1.5～2.0	GB2794
			细度，微米	50	GB1724-79
表干，h	0.5～2.2	GB1728-79
			实干，h	17～20	GB1728-79
附着力，级	1	GB1720-79
			柔韧性，mm	1	GB1731-79
冲击强度，kg·cm	50	GB1732-79
			耐盐雾，96h	无变化	GB/T1771-91

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的水性环氧防锈漆不含铅，为水性环氧无铅红丹防锈漆，其中采用的铁钛粉重金属含量仅为万分之二，不仅完全取代溶剂型环氧红丹防锈漆，达到其防锈效果，而且环保、低毒、高效，VOC零排放。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

一种水性环氧防锈漆，包括甲组份和乙组分，其中，甲组份按重量百分比包括如下组分：

其中，乙组分为水性环氧固化剂；

所述甲组份与乙组分的混合比例为3.5:1；

所述水性环氧防锈漆制备方法为：

将配方量的水性环氧树脂、铁钛粉、纳米级磷酸锌、水和0.5倍配方量的分散剂一起投入分散釜，搅拌均匀，加入剩余的分散剂搅拌均匀，砂磨细度至50微米以下，加入配方量的消泡剂、流平剂、防沉剂搅拌均匀，用水将粘度调整至3～5Pa·S即可得到水性环氧防锈漆。

实施例2

一种水性环氧防锈漆，包括甲组份和乙组分，其中，甲组份按重量百分比包括如下组分：

其中，乙组分为水性环氧固化剂；

所述甲组份与乙组分的混合比例为3:1；

所述水性环氧防锈漆制备方法为：

将配方量的水性环氧树脂、铁钛粉、纳米级磷酸锌、水和0.5倍配方量的分散剂一起投入分散釜，搅拌均匀，加入剩余的分散剂搅拌均匀，砂磨细度至50微米以下，加入配方量的消泡剂、流平剂、防沉剂搅拌均匀，用水将粘度调整至3～5Pa·S即可得到水性环氧防锈漆。

实施例3

一种水性环氧防锈漆，包括甲组份和乙组分，其中，甲组份按重量百分比包括如下组分：

其中，乙组分为水性环氧固化剂；

所述甲组份与乙组分的混合比例为2.5:1；

所述水性环氧防锈漆制备方法为：

将配方量的水性环氧树脂、铁钛粉、纳米级磷酸锌、水和0.5倍配方量的分散剂一起投入分散釜，搅拌均匀，加入剩余的分散剂搅拌均匀，砂磨细度至50微米以下，加入配方量的消泡剂、流平剂、防沉剂搅拌均匀，用水将粘度调整至3～5Pa·S即可得到水性环氧防锈漆。

实施例4

一种水性环氧防锈漆，包括甲组份和乙组分，其中，甲组份按重量百分比包括如下组分：

其中，乙组分为水性环氧固化剂Casmide360；

所述甲组份与乙组分的混合比例为2.2:1；

所述水性环氧防锈漆制备方法为：

将配方量的水性环氧树脂、铁钛粉、纳米级磷酸锌、水和0.5倍配方量的分散剂一起投入分散釜，搅拌均匀，加入剩余的分散剂搅拌均匀，砂磨细度至50微米以下，加入配方量的消泡剂、流平剂、防沉剂搅拌均匀，用水将粘度调整至3～5Pa·S即可得到水性环氧防锈漆。

实施例5

一种水性环氧防锈漆，包括甲组份和乙组分，其中，甲组份按重量百分比包括如下组分：

其中，乙组分为水性环氧固化剂Anquamine670；

所述甲组份与乙组分的混合比例为3.2:1；

所述水性环氧防锈漆制备方法为：

将配方量的水性环氧树脂、铁钛粉、纳米级磷酸锌、水和0.5倍配方量的分散剂一起投入分散釜，搅拌均匀，加入剩余的分散剂搅拌均匀，砂磨细度至50微米以下，加入配方量的消泡剂、流平剂、防沉剂搅拌均匀，用水将粘度调整至3～5Pa·S即可得到水性环氧防锈漆。

对比例

与实施例4的区别在于：WD-D-325型复合铁钛粉等量替换为红丹。

性能测试

将对比例1～5与对比例制备得到的防锈漆进行性能测试，测试结果如表1所示：

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种水性环氧防锈漆，其特征在于，所述防锈漆为双组分漆，其中甲组份按重量百分比包括如下组分：

2.如权利要求1所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆甲组份按重量百分比包括如下组分：

3.如权利要求1或2所述的防锈漆，其特征在于，所述水性环氧树脂为水性双酚A型环氧树脂。

4.如权利要求1～3之一所述的防锈漆，其特征在于，所述铁钛粉的粒径为1～300nm，优选1～100nm；

优选地，所述铁钛粉选自WD-D型复合铁钛粉或WD-A型复合铁钛粉。

5.如权利要求1～4之一所述的防锈漆，其特征在于，所述纳米级磷酸锌的粒径为1～100nm，优选1～80nm；

优选地，所述亚硝酸钠的粒径为1～300nm，优选1～100nm。

6.如权利要求1～5之一所述的防锈漆，其特征在于，所述分散剂为非离子型润湿分散剂中的任意1种或至少2种的组合，优选自烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选AEO-3、AEO-7、AEO-9、OP-10、NP-10中的任意1种或至少2种的组合；特别优选德谦的Disponer W-18水性润湿分散剂；

优选地，所述消泡剂选自有机硅消泡剂中的任意1种或至少2种的组合，优选自聚醚改性聚硅氧烷消泡剂或聚酯改性聚硅氧烷消泡剂中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选自德谦的Defom6500或Defom6800。

7.如权利要求1～6之一所述的防锈漆，其特征在于，所述流平剂为水性硅酮流平剂中的任意1种或至少2种的组合，优选自德谦的Levaslip455或Levaslip435；

优选地，所述防沉剂为非离子型聚氨酯聚合物中的任意1种或至少2种的组合，优选德谦的WT-102或WT-103。

8.如权利要求1～7之一所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆的乙组分为水性环氧固化剂，优选自水性加成型环氧固化剂和水性催化型环氧固化剂中的任意1种或至少2种的组合，进一步优选自英国托马士文公司的Casmide360、空气产品公司的Epilink701、Anquamine670、Anquamine456中的任意1种；

优选地，所述防锈漆中，甲组份和乙组分的混合比例为（2.5～3.5）:1，优选3:1。

9.如权利要求1～8之一所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆为双组分漆，其中甲组份按重量百分比包括如下组分：

其中，乙组分为水性环氧固化剂，所述甲组份与乙组分的混合比例为（2.5～3.5）:1。

10.一种如权利要求1～9之一所述的防锈漆的制备方法，其特征在于，所述方法为：

将配方量的水性环氧树脂、铁钛粉、纳米级磷酸锌、水和0.5倍配方量的分散剂一起投入分散釜，搅拌均匀，加入剩余的分散剂搅拌均匀，砂磨细度至50微米以下，加入配方量的消泡剂、流平剂、防沉剂搅拌均匀，用水将粘度调整至3～5Pa·S即可得到水性环氧防锈漆。