一种抗老化环氧涂料及其制备方法与应用 【技术领域】
本发明属于涂料领域，特别涉及一种抗老化环氧涂料及其制备方法与应用。
背景技术
传统环氧涂料具有粘结强度高、耐化性优、适应性广等优点，可以满足了现代工业对涂装的大多需求。但是，传统环氧涂料的基料多为具有苯环主链结构的双酚A型环氧树脂，树脂自身化学结构里的苯环容易受紫外光照射老化分解，使得环氧涂料在户外使用时，容易出现粉化、变色以及掉色等现象，严重影响环氧涂料在户外的使用。
为改善传统环氧涂料容易老化的缺陷，多采用昂贵的氢化环氧配合脂环族胺类固化剂，这样固然可以解决老化问题，但此二类物质的基础原料主要依赖于进口，这使得目前市面上具有抗老化功能的户外用环氧涂料成本高昂，难以满足市场需求。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种抗老化环氧涂料。该抗老化环氧涂料成本低，能满足长期户外使用的需求，可应用于地板涂料、外墙涂料、金属涂料等领域。
本发明的另一目的在于提供所述抗老化环氧涂料的制备方法。
本领域的再一目的在于提供所述抗老化环氧涂料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种抗老化环氧涂料，由以下按质量份数计的成分组成：
A组分：
环氧树脂 30～55份
活性稀释剂 0～5份
颜料 5～15份
填料(800～1500目) 22.5～40份
助剂 1.0～2.0份
抗老化剂 0.5～5.0份
溶剂 0～10份；
B组分：
胺类固化剂 40～80份
溶剂 20～60份；
所述的环氧树脂依据经济适用性原则优选为常规双酚A型环氧树脂，油性体系更优选为环氧当量在180～190g/eq的液态双酚A型环氧树脂，水性体系更优选重均分子量Mw在2000～3000之间的水性环氧树脂乳液；这是为了保证涂料具有高的交联密度，亦便于固化剂对树脂的均匀混合，同时为了所制备环氧涂料具有长的可使用时间及方便加工，从而固化后涂膜具有一定的硬度和耐摩擦性；
所述的活性稀释剂为可以参与固化反应，用于调整体系粘度及反应性的常规单环氧基活性稀释剂，包括但不限于常用的丁基缩水甘油醚(BGE)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、以及碳链长度为C12～C14的烷基缩水甘油醚等，本发明优选碳链长度为C12～C14的烷基缩水甘油醚；
所述颜料亦无特殊要求，本发明为保证所制备的涂料具有好的涂膜效果，优选耐候性较佳的无机颜料作为着色颜料，具体用料依据客户需求确定；
所述的填料为环氧涂料常用的填料，要求粒径在800～1500目之间，具体如硫酸钡、碳酸钙、滑石粉等皆可应用；
所述的助剂主要指消泡剂、流平剂以及润湿分散剂等，包括但不限于BYK公司的环氧体系专用助剂和德谦化学的助剂体系等，本发明依据实际使用要求及表面效果，优选了BYK及德谦化学的部分助剂体系。具体如油性体系消泡剂选用德谦化学的6800，分散剂选用德谦化学的904S，流平剂选用BYK的331；水性体系消泡剂选用德谦化学的082，分散剂选用德谦化学的W19，流平剂选用BYK的461；此外，为赋予涂装后的漆膜良好的抗划伤性，还在系统内添加适量的有机蜡粉(德谦：Mo-4615)；
所述的抗老化剂指的是具有受阻胺结构的一类化学物质。如下列反应式所示，具有位阻胺结构的化合物由于其分子中的叔N原子能在光氧化的条件下，转化(或部分转化)成硝酰基自由基，这种硝基自由基可以捕捉由于树脂苯环光引发裂解而产生的自由基，以避免树脂的进一步老化破坏。
然而由于环氧涂料成膜后为热固性物质，成膜物分子间难以存在活动空间，这就使得常规受阻胺的捕捉能力受限。此外由于受阻胺结构化合物实为叔胺类物质，当用于屏蔽受阻胺的小分子基团选择不当就会导致促进环氧涂料的固化的风险。
本发明综合以上考虑优选具有如式I或式II所示的化学物质作为抗老化剂：
R1、R2皆为碳链长度为8～12个碳的长链烷基；
其中R1、R2的长链柔性结构，赋予抗老化剂一定的活动空间，达到抑制光氧化反应地目的；同时具氧原子的屏蔽基团的诱导效应能降低叔N原子的活性，避免由于抗老化剂的添加对涂料储存稳定性带来的影响。
所述的抗老化剂包括但不限于由汽巴精化公司的770、志一化学公司的GW-770以及北京化工研究院的ASA-150(具有上面描述的受阻胺结构)等等；本发明优选ASA-150、GW-770作为抗老化剂，此二类物质在具有上述结构的同时，还具有成本低廉的优势；
所述的抗老化剂优选为0.2～2.0质量份；
所述的溶剂为沸点在80～150℃的有机溶剂或水；溶剂为水得到的水性抗老化环氧涂料更为符合环保的要求；
所述的有机溶剂优选低毒环保，无刺激气味的乙酸正丁酯及丙二醇甲醚；
所述的胺类固化剂包括但不限于亨斯迈公司的3224、3225、3985及其他厂商的胺类固化剂，为保证优异的耐候效果，本发明优选3225作为油性体系固化剂，在水性体系时本发明优选使用3985作为固化剂。
所述抗老化环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0～10质量份溶剂、30～55质量份环氧树脂、0～5质量份活性稀释剂、0.5～5.0质量份抗老化剂和1.0～2.0质量份助剂于1000～1200rpm搅拌10～20min，然后再加入5～15质量份颜料和22.5～40质量份填料，以1000～1200rpm搅拌30～60min，过滤，得到组分A；
(2)将40～80质量份胺类固化剂和20～60质量份溶剂于800～1000rpm搅拌10～15min混匀，过滤，得到组分B；
(3)涂装前，组分A和组分B混合，得到抗老化环氧涂料。
所述的，组分A和组分B混合以依据胺类固化剂的活泼氢当量及环氧树脂的环氧当量具体配比要求进行混合。依据应用不同，将在商品包装上给出。
所述的抗老化环氧涂料应用于地板涂装、内外墙涂料以及钢结构防护涂装。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：成本低，储存稳定期长，耐候性能优异，可满足户外长期应用的要求。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将10质量份丙二醇甲醚、40质量份液体环氧树脂(GELR128宏昌电子)、2质量份C12～C14烷基缩水甘油醚(宏昌电子)、0.2质量份GW-770、0.8质量份ASA-150、0.4质量份消泡剂(德谦化学6800)、0.4质量份流平剂(BYK331)、0.2质量份润湿分散剂(德谦化学904S)和1质量份有机蜡粉(德谦化学Mo-4615)于1200rpm搅拌15min混匀，接着再加入5质量份着色颜料(由钛白和炭黑按质量比9∶1混合而得的灰白色着色颜料)、5质量份石英粉(1250目)和30质量份碳酸钙(800目)，1000rpm搅拌60min混匀，过滤，得到环氧当量为452g/eq的组分A；
(2)将55质量份亨斯迈3225和45质量份丙二醇甲醚于800rpm搅拌15min混匀，过滤，得到活泼氢当量为144g/eq组分B；
(3)涂装前，组分A和组分B按质量比3∶1进行混合，即得用于户外地坪涂装的抗老化环氧涂料。
该抗老化环氧涂料为灰色，用于户外地坪涂装，具有耐水及化学腐蚀，硬度高，耐磨性优，抗冲击性能优异的特点。试片通过1500h人工气候老化测试(测试依据《GB/T 1865-1997色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》进行)，结果如表1所示，实际户外涂装测试两年未见明显变色，掉粉等异常。
实施例2
(1)将55质量份水性环氧树脂(GEEW102W50宏昌电子)、1质量份GW-770、3质量份ASA-150、0.4质量份消泡剂(德谦化学082)、0.2质量份流平剂(德谦化学461)、0.4质量份润湿分散剂(德谦化学W19)和1质量份有机蜡粉(德谦化学Mo-4615)于1200rpm搅拌15min混匀，接着再加入5质量份金红石型钛白粉(杜邦化学R706)和34质量份煅烧高岭土(1200目)，1200rpm搅拌60min，混匀后过滤，得到环氧当量为2180g/eq的组份A；
(2)将52质量份亨斯迈3985和48质量份去离子水于1000rpm搅拌10min混匀，过滤，得到活泼氢当量为501g/eq的组分B；
(3)涂装前，组分A和组分B以质量比4∶1进行混合，即得用于外墙涂装的抗老化环氧外墙涂料。
该抗老化环氧涂料为乳白色，具有高档的哑光效果，耐水，耐污渍，耐擦洗，更具有长效防霉效果。试片通过1500h人工气候老化测试(测试依据《GB/T1865-1997色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》进行)，结果如表1所示，实际户外涂装测试两年未见明显变色，掉粉等异常。
实施例3
(1)将10质量份乙酸正丁酯、42质量份液体环氧树脂(GELR128宏昌电子)、2质量份C10～C12烷基缩水甘油醚(宏昌电子)、1.8质量份GW-770、0.7质量份ASA-150、0.4质量份消泡剂(BYK-011)、0.4质量份流平剂(德谦化学W-461)、0.2质量份润湿分散剂(德谦化学W-098)和1质量份有机蜡粉(德谦化学Mo-4615)于1200rpm搅拌15min混匀于1200rpm搅拌15min混匀，接着再加入10质量份着色颜料(氧化铁红)、18.5质量份硫酸钡(1200目)和4质量份滑石粉(800目)，1000rpm搅拌60min混匀，过滤，得到环氧当量为420g/eq的组分A；
(2)将80质量份亨斯迈3225和20质量份乙酸正丁酯于800rpm搅拌15min混匀，过滤，得到活泼氢当量为98g/eq的组分B；
(3)涂装前，组分A和组分B以质量比5∶1进行混合，即得用于钢构防锈涂装的抗老化环氧涂料。
该抗老化环氧涂料为红色流体，具有耐水，耐化学腐蚀，硬度高的优点，通过1500h加速老化测试，实际户外涂装测试两年未见明显变色，掉粉、脱落等异常。
效果实施例：
将本发明实施例1～3所制备的产品与市面上常见的耐候氢化环氧涂料和常规室内地板环氧涂料进行比较，实验对比测试结果如表1所示：
表1实验对比测试结果
测试结果表明：本发明所制备的抗老化环氧系列涂料具有经济、耐候性优的特点，经1500h人工气候老化测试，只有轻微的色差变化，明显优于常规环氧涂料。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。