一種超低VOC高固含水性環氧涂料及其制備方法和應用技術

本發明專利技術提供了一種超低VOC高固含水性環氧涂料及其制備方法，屬于化工涂裝領域，水性環氧涂料由A、B雙組份組成，A組份包括環氧樹脂，活性稀釋劑，分散劑等成分；B組份包括水性環氧固化劑，助溶劑，顏料等成分，分別制備組分A、組分B，在組分B投料完成后高速分散，將混合均勻的物料投入砂磨機研磨兩道，控制溫度≤45℃，并在第二道研磨時補去離子水，研磨至細度≤50μm，使用時將A組分和B組分按比例充分混合均勻即可施工。本發明專利技術制備得一種超高固體份、環保、超低VOC、干燥和固化性優良、附著力好、耐腐蝕性強的超低VOC高固含水性環氧涂料。

A Ultra-low VOC High Solid and Water-bearing Epoxy Coating and Its Preparation Method and Application

The invention provides an ultra-low VOC high solid water-soluble epoxy coating and its preparation method, which belongs to the field of chemical coating. Waterborne epoxy coating consists of two components A and B. Component A includes epoxy resin, active diluent, dispersant, etc. Component B includes waterborne epoxy curing agent, cosolvent, pigments, etc. Components A and B are prepared separately, and high speed after component B is finished. Dispersion, mixing uniform material into two grinding processes of sand mill, control temperature < 45 C, and add deionized water in the second grinding process, grinding to fineness < 50 micron, when used, A component and B component can be fully mixed in proportion to uniform construction. The invention has the advantages of ultra-high solid content, environmental protection, ultra-low VOC, excellent drying and curing properties, good adhesion and strong corrosion resistance.

【技術實現步驟摘要】
一種超低VOC高固含水性環氧涂料及其制備方法和應用
本專利技術屬于化工涂裝領域，特別涉及一種超低VOC高固含水性環氧涂料及其制備方法和應用。
技術介紹
水性涂料又稱為水基涂料、水分散涂料。水性涂料的特征是以水作為分散介質，樹脂作為分散相(一般以顆粒狀存在)，水為連續相。由于在水性介質中取完全溶解的形態，則體系粘度會變得非常大，甚至呈凝膠狀態，因此完全水溶的樹脂是不能作為成膜物質的，作為水性涂料用的樹脂在水中是部分互溶或不溶的。水性環氧樹脂是以水作為主要分散介質的環氧樹脂，通常在基料和固化劑分子中應含有羧基、羥基、氨基、醚鍵和酰氨基等親水基團，才能獲得水性環氧涂料。經過半個世紀的發展，水性環氧樹脂涂料的性能有了很大提高，其性能已可達到與溶劑型環氧樹脂涂料相匹配的水平。水性環氧樹脂涂料除了具有溶劑型環氧樹脂涂料的諸多優點，如對眾多底材具有極高的附著力，固化后的涂膜耐腐蝕性和耐化學藥品性能優異，并且涂膜收縮小、硬度高、耐磨性好、電氣絕緣性能優異等以外，與溶劑型涂料相比，水性環氧樹脂涂料還具有可在室溫和潮濕的環境中固化，有合理的固化時間，并保證有較高的交聯密度等優勢。市場上的水性環氧樹脂涂料主要由疏水性環氧樹脂分散體(乳液)和親水性胺類固化劑組成，其關鍵在于疏水性環氧樹脂的乳化。目前，環氧樹脂的水性化方法主要有機械法、相反轉法、化學改性法和固化劑乳化法。其中，化學改性法又稱自乳化法，是通過引入極性基團對環氧分子進行改性，使其具有乳化特性，當加水乳化時，疏水性鏈段聚集成微粒，極性基團分布在微粒表面，具有自乳化特性，從而實現乳膠粒在水中的穩定分散。固化劑乳化法是指在不外加乳化劑的情況下，直接采用固化劑對環氧樹脂同時進行乳化和固化，一般適用于低分子量的液體環氧樹脂。乳化型固化劑一般是通過接枝、擴鏈、成鹽等方法在普通的多元胺固化劑中引入親環氧樹脂的結構，使其能對環氧樹脂進行乳化。但是通過該方法得到的涂料存在活化期短，涂料儲存期短的問題。并且在制備環氧涂料時，在胺類固化劑組分研磨混合時，其中的水分會隨著研磨的進行而不斷減少，從而導致胺類固化劑發生大量團聚，使水性環氧固化劑親水性能下降，不僅不利于涂料的儲存穩定，而且會降低水性環氧固化劑乳化液體環氧的能力，后續和液體環氧組分混合，會大大降低涂料的活化期和涂料的綜合性能。本專利技術通過調整生產工藝，延長了活化期及儲存期。本專利技術采用控溫研磨-補水工藝，即在研磨過程中控制溫度≤45℃，并在第二道研磨時添加部分去離子水。這樣的好處是①避免胺固化劑在脫水時大量團聚②延長了涂料的活化期③避免水性環氧固化劑親水性能下降，保證了水性環氧固化劑乳化液體環氧的能力。本公司研制一種超低VOC高固含水性環氧涂料，采用液體環氧樹脂和水溶性胺，自乳化，僅含少量有機溶劑，不僅僅實現高固含、“超低VOC”，還避免乳化劑對性能的負面影響，同時用鈕碧萊106等作為防銹顏料，在后期的成膜過程中參與交聯固化，既提高了物理性能，同時又提高了涂膜的防銹性能，采用乳化后的環氧樹脂，降低了溶劑揮發量，符合環保的要求。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的技術問題：本專利技術提供了一種超高固體份、環保、超低VOC、干燥和固化性優良、附著力好、耐腐蝕性強的超低VOC高固含水性環氧涂料及其制備方法。本專利技術的超低VOC高固含水性環氧涂料，由A組份和B組份組成，其特征在于：所述A組份按質量份數其組成包括：環氧樹脂24～30份，活性稀釋劑4～5.5份，分散劑1～2份，助溶劑0～2.5份，增塑劑2～5份，觸變劑1～2份，填料46～57.5份，防銹顏料5～10份，潤濕劑1～2份，附著力促進劑0.5～1份；B組份按質量份數其組成包括：水性環氧固化劑60～90份，助溶劑0.4～2.4份，去離子水0～5.9份，消泡劑0.1～0.2份，觸變劑0.5～1份，顏料5～30份。作為優選，所述環氧樹脂為液體環氧樹脂E-51。作為優選，所述水性環氧固化劑為亨斯邁Aradur3986固化劑。作為優選，所述活性稀釋劑為常州市弘裕化工有限公司HY-692。HY-692活性稀釋劑加入后會使A組份粘度較小，相比其它常用活性稀釋劑，更有利于涂料施工。作為優選，所述分散劑為畢克化學水性分散劑、消泡劑畢克化學水性消泡劑。所述助溶劑為二丙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚中的一種或兩種以上混合物。所述增塑劑為苯甲醇、醇酯-12中的一種。所述觸變劑為有機膨潤土SD-2、二氧化硅K-200#、氣相二氧化硅A-200#中的一種或兩種以上混合物。所述填料為硅微粉、硅灰石、硫酸鋇、重金石粉、滑石粉中的一種或兩種以上混合物。所述防銹顏料為磷鋅白、鈕碧萊106、鈕碧萊213中的一種。所述潤濕劑為畢克化學水性潤濕劑。所述附著力促進劑為A-187。所述顏料為無機顏料。本專利技術還提供了一種水性環氧厚漿防腐漆的制備方法，具體工藝步驟如下：(1)A組分的制備①將環氧樹脂、活性稀釋劑、分散劑、助溶劑混合均勻，攪拌10min；②投入增塑劑、觸變劑，中速(800r/min)分散10～15min；③投入填料、防銹顏料、潤濕劑、附著力促進劑。投料完成后高速(1500r/min)分散30～40min，檢測細度≤60μm；(2)B組分的制備①按配方投入水性環氧固化劑、助溶劑以及去離子水，充分攪拌均勻約10min；②投入消泡劑和觸變劑，中速(800r/min)分散10min；③投入顏料。投料完成后高速(1500r/min)分散30～40min。將混合均勻的物料投入砂磨機研磨，控制溫度≤45℃，第二道研磨時加入去離子水，并研磨至細度≤50μm。(3)使用時將A組分和B組分按質量比1.5∶1～3∶1充分混合均勻即可施工。本專利技術的有益效果：本專利技術在普通的多元胺固化劑中引入環氧樹脂分子鏈段，并采用成鹽的方法來改善其親水親油平衡值，使其成為具有與被乳化物(低分子量液體環氧樹脂)相似鏈段的水可分散型固化劑(亨斯邁Aradur3986固化)，從而使它與低分子量液體環氧樹脂混合后可作為乳化劑對低分子量液體環氧樹脂進行乳化，乳化后成為以水為稀釋劑的水性環氧樹脂涂料，具有超低VOC。本專利技術在工藝上采用控溫研磨—補水工藝。也就是在研磨過程中控制溫度≤45℃，并在二道研磨過程中添加部分水進行研磨。這樣的好處是①避免胺固化劑在脫水時大量團聚②延長了涂料的活化期③能提高水性環氧固化劑乳化液體環氧的能力。將采用環氧固化劑(亨斯邁Aradur3986固化劑)與液體環氧樹脂復配使用，能夠提高漆膜與基材的粘結力，使固化后的膜層形成堅實的整體膜，制得一種超高固體份、環保、超低VOC、干燥和固化性優良、附著力好、耐腐蝕性強的超低VOC高固含水性環氧涂料。本專利技術中的防銹顏料和填料，在后期的成膜過程中參與交聯固化，既提高了物理性能，同時又提高了涂膜的防銹性能。具體實施方式實施例1(1)A組分的制備①將24份環氧樹脂E51、5份活性稀釋劑(常州市弘裕化工有限公司HY-692)、1份分散劑、2.5份助溶劑混合均勻，攪拌10min；②投入5份增塑劑、1份觸變劑，中速(800r/min)分散10-15min；③投入50份填料、10份防銹顏料、1份潤濕劑、0.5份附著力促進劑。投料完成后高速(1500r/min)分散30～40min，檢測細度≤60μm本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種超低VOC高固含水性環氧涂料，由A組份和B組份組成，其特征在于：A組份按質量份數其組成包括：環氧樹脂24～30份，活性稀釋劑4～5.5份，分散劑1～2份，助溶劑0～2.5份，增塑劑2～5份，觸變劑1～2份，填料46～57.5份，防銹顏料5～10份，潤濕劑1～2份，附著力促進劑0.5～1份；B組份按質量份數其組成包括：水性環氧固化劑60～90份，助溶劑0.4～2.4份，去離子水0～5.9份，消泡劑0.1～0.2份，觸變劑0.5～1份，顏料5～30份。

【技術特征摘要】
1.一種超低VOC高固含水性環氧涂料，由A組份和B組份組成，其特征在于：A組份按質量份數其組成包括：環氧樹脂24～30份，活性稀釋劑4～5.5份，分散劑1～2份，助溶劑0～2.5份，增塑劑2～5份，觸變劑1～2份，填料46～57.5份，防銹顏料5～10份，潤濕劑1～2份，附著力促進劑0.5～1份；B組份按質量份數其組成包括：水性環氧固化劑60～90份，助溶劑0.4～2.4份，去離子水0～5.9份，消泡劑0.1～0.2份，觸變劑0.5～1份，顏料5～30份。2.如權利要求1所述的超低VOC高固含水性環氧涂料，其特征在于：所述環氧樹脂為液體環氧樹脂E-51。3.如權利要求1所述的超低VOC高固含水性環氧涂料，其特征在于：所述水性環氧固化劑為亨斯邁Aradur3986固化劑。4.如權利要求1所述的超低VOC高固含水性環氧涂料，其特征在于：所述活性稀釋劑為常州市弘裕化工有限公司HY-692。5.如權利要求1所述的超低VOC高固含水性環氧涂料，其特征在于：所述助溶劑為二丙二醇丁醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚中的一種或兩種以上混合物；所述增塑劑為苯甲醇、醇酯-12中的一種；所述觸變劑為有機膨潤土SD-2、二氧化硅K-200#、氣相二氧化硅A-200#中的一種或兩種以上混合物；所述填料為硅微粉、硅灰石、硫酸鋇、重金石粉、滑石粉中的一種或兩種以上混合物；所述防銹顏料為磷鋅白、鈕碧萊106、鈕...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉政超，王楠，楊敏輝，蔣玲虎，
申請(專利權)人：上海振華重工集團常州油漆有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32