一种超耐盐雾环氧水性涂料及其制备和使用方法技术领域
本发明涉及超耐盐雾环氧水性涂料及其制备和使用方法。
背景技术
目前，有机涂层仍然是对金属防护最经济、最有效、最实用的方法。随着新型树脂
合成、新型防腐颜填料的开发、先进涂装工艺的应用，其防护性能不断得到提高。
近年来，涂料向着绿色环保尤其是水性化方向大力发展。但是水性漆的许多性能
指标如耐水性、耐化学品性能、对金属的防腐性能还没有达到理想状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐盐雾和耐腐蚀性好的环氧水性涂料及其制备和使用
方法。
为达到上述目的，一种超耐盐雾环氧水性涂料，由A组分、B组分和去离子水组成；
其中，
按照重量份数计，A组分由如下的原料组成：
去离子水 1-15份
有机土浆 0.1-5份
分散剂 0.2-5份
消泡剂 0.1-5份
润湿剂 0.1-5份
钛白粉 5-15份
磷酸锌 5-15份
硫酸钡 1-15份
1250滑石粉 1-10份
1250云母粉 5-15份
微纳米水滑石 5-20份
环氧树脂 15-55份；
按照重量份数计，B组分由如下的原料组成：
环氧固化剂 5-10份
二丙二醇丁醚 5-10份。
上述超耐盐雾环氧水性涂料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备A组分；具体的步骤为：
1）先取0.5-10份的去离子水投入搅拌缸，在300-500 转/分钟速度下加入分散剂、消泡
剂和润湿剂搅拌10 分钟；
2）加入有机土浆、钛白粉、磷酸锌、硫酸钡、1250滑石粉、1250云母粉、微纳米水滑石，在
2000-2500 转/分钟速度下搅拌分散40~50分钟，过砂磨，至细度小于50 微米，得到颜填料
浆；
3）然后在300-500 转/ 分钟速度下加入环氧树脂、余下去离子水搅拌分散10 min；封
闭搅拌缸，放置阴凉干燥处储存；
（2） 制备B组分：具体步骤为：依次加入环氧固化剂、二丙二醇乙醚搅拌均匀；
（3）将上述制备得到的A组分与B组分混合，搅拌均匀，用去离子水稀释，其重量比例为A
组分：B组分：去离子水=5:1-2:1-2，调整施工粘度在18-25s（涂4杯）。
使用方法是：将配置好的涂料涂到基材上，干膜厚度均为45±3 μm，表干后60 -
100℃干燥1 h。
进一步的，A组分由如下重量份组成：
去离子水 5-10份
有机土浆 2-3份
分散剂 2-4份
消泡剂 1-3份
润湿剂 1-3份
钛白粉 8-12份
磷酸锌 7-11份
硫酸钡 7-11份
1250滑石粉 3-8份
1250云母粉 8-12份
微纳米水滑石 10-15份
环氧树脂 20-30份；
B组分由如下重量份组成：
环氧固化剂 6-8份
二丙二醇丁醚 5-7份。
在本发明中，微纳米水滑石是一种层柱状双金属氢氧化物，由金属离子与6个羟基
构成了八面体结构，结构中部分M2+被M3+同晶取代而使层板带正电荷，层间充填的阴离子
起平衡电荷作用。
微纳米水滑石为层柱状双金属氢氧化物结构，涂层化学键能增强，交联密度显著
增加，当涂层基体/界面粘结力和层间聚合力都达到了较高的水平，附着力得到提高。
经过XRD测试，改性前后的粉体在2-Theta为11.7、23.2、34.9、38.6、46.4、60.7处
都具有明显的特征峰，衍射峰强而尖锐，表明合成的样品结晶度高、规整性好、对称性好，并
且无其他杂峰出现，粉体纯度高。改性剂包裹水滑石表面后，并没有影响其本身结构，也没
有新的物质生成。水滑石-维纳米结构具有大的比表面积，使水滑石与其他填料及成膜物质
产生物理吸附作用，有效增加涂层内部交联程度，耐盐雾和耐腐蚀性好。
本发明选用磷酸锌、云母粉作防锈颜料；磷酸锌的防锈机理是在金属表面与三价
铁离子Fe3+形成络合物Fe[Zn3(PO4)]3，它作为沉淀层具有牢固的附着力。以磷酸铁为颜料
形成的保护膜牢固而且结构紧密，耐水性强、硬度高，同时可以抑制阳极的反应，还可以与
涂料中的羟基结合，在颜料-涂料-底材之间产生化学结合反应，从而增强漆膜的综合性能。
云母粉形状类似鳞片，可以降低涂膜的渗透性和吸水性，反射紫外光的能力提升。
本发明中，环氧树脂的分子结构中有独特的脂肪族羟基、醚键及环氧基团，与介于
相邻界面之间的游离键发生反应，可以形成较为牢固的化学键，提高对金属的粘附力，使漆
膜具有优良的力学性能。此外，醚键和苯环也可以使漆膜拥有优良的耐化学品性和耐溶剂
性，其本身就有防锈性能而不必借助于防锈颜料。
因此，本发明的有一效果是：
（1）节能低碳:水性配方大大减少了含碳物质的使用，涂膜能常温干燥，实现了工业涂
装不需要高温加热节能效果。
（2）绿色环保：以水为稀释剂，替代了传统油漆中造成大气污染雾霾的有机溶剂,
健康环保没有污染。
（3）安全：非燃非爆，生产、运输、储存、使用全过程安全。
（4）耐盐雾和耐腐蚀性好：耐盐雾超过3000h，漆膜无起泡、无生锈、无开裂、无脱落
等破坏现象。
附图说明
图1为微纳米水滑石的分子结构图。
图2为XRD测试曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
一种超耐盐雾环氧水性涂料，由A组分、B组分和去离子水组成，A组分、B组分和去
离子水的重量比为5：1-2：1-2，上述去离子水不包括A组分中的去离子水。
其中，按照重量份数计，A组分由1-15份去离子水、0.1-5份有机土浆、0.2-5份分散
剂、0.1-5份消泡剂、0.1-5份润湿剂、5-15份钛白粉、5-15份磷酸锌、1-15份硫酸钡、1-10份
1250滑石粉、5-15份1250云母粉、5-20份微纳米水滑石和15-55份环氧树脂组成。所述的分
散剂优选迪高750W或迪高760W。所述的消泡剂选用迪高810。所述的润湿剂选用迪高245。微
纳米水滑石的粒径为190-220纳米。
按照重量份数计，B组分由5-10份环氧固化剂和5-10份二丙二醇丁醚组成。
实施例1。
超耐盐雾环氧水性涂料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备A组分；具体的步骤为：
1）先取0.5份的去离子水投入搅拌缸，在300-500 转/分钟速度下加入0.2份分散剂、
0.1份消泡剂和0.1份润湿剂搅拌10 分钟。
2）加入0.1份有机土浆、5份钛白粉、5份磷酸锌、1份硫酸钡、1份1250滑石粉、5份
1250云母粉、5份纳米水滑石，在2000-2500 转/分钟速度下搅拌分散40~50分钟，过砂磨，至
细度小于50 微米，得到颜填料浆。
3）然后在300-500 转/ 分钟速度下加入15份环氧树脂、0.5份去离子水搅拌分散
10 min；封闭搅拌缸，放置阴凉干燥处储存。
（2） 制备B组分：具体步骤为：依次加入5份环氧固化剂、5份二丙二醇乙醚搅拌均
匀。
（3）将上述制备得到的A组分与B组分按照重量比为5：1混合，搅拌均匀，用去离子
水稀释得到超耐盐雾环氧水性涂料，其中，A组分：B组分：去离子水的重量比为5:1:1。调整
施工粘度在18-25s（涂4杯）。
上述超耐盐雾环氧水性涂料的使用方法是：超耐盐雾环氧水性涂料喷涂到基材
上，干膜厚度均为45±3 μm，表干后60 -100℃干燥1 h。
实施例2。
超耐盐雾环氧水性涂料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备A组分；具体的步骤为：
1）先取3份的去离子水投入搅拌缸，在300-500 转/分钟速度下加入2份分散剂、1份消
泡剂和1份润湿剂搅拌10 分钟。
2）加入2份有机土浆、8份钛白粉、7份磷酸锌、7份硫酸钡、3份1250滑石粉、8份1250
云母粉、10份纳米水滑石，在2000-2500 转/分钟速度下搅拌分散40~50分钟，过砂磨，至细
度小于50 微米，得到颜填料浆。
3）然后在300-500 转/ 分钟速度下加入20份环氧树脂、2份去离子水搅拌分散10
min；封闭搅拌缸，放置阴凉干燥处储存。
（2） 制备B组分：具体步骤为：依次加入6份环氧固化剂、5份二丙二醇乙醚搅拌均
匀。
（3）将上述制备得到的A组分与B组分按照重量比5：1混合，搅拌均匀，用去离子水
稀释得到超耐盐雾环氧水性涂料。其中，A组分：B组分：去离子水的重量比为5:1:2。调整施
工粘度在18-25s（涂4杯）。
上述超耐盐雾环氧水性涂料的使用方法是：超耐盐雾环氧水性涂料喷涂到基材
上，干膜厚度均为45±3 μm，表干后60 -100℃干燥1 h。
实施例3。
超耐盐雾环氧水性涂料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备A组分；具体的步骤为：
1）先取6份的去离子水投入搅拌缸，在300-500 转/分钟速度下加入4份分散剂、3份消
泡剂和3份润湿剂搅拌10 分钟。
2）加入3份有机土浆、12份钛白粉、11份磷酸锌、11份硫酸钡、8份1250滑石粉、12份
1250云母粉、15份纳米水滑石，在2000-2500 转/分钟速度下搅拌分散40~50分钟，过砂磨，
至细度小于50 微米，得到颜填料浆。
3）然后在300-500 转/ 分钟速度下加入30份环氧树脂、4份去离子水搅拌分散10
min；封闭搅拌缸，放置阴凉干燥处储存。
（2） 制备B组分：具体步骤为：依次加入8份环氧固化剂、7份二丙二醇乙醚搅拌均
匀。
（3）将上述制备得到的A组分与B组分按照重量比5：2混合，搅拌均匀，用去离子水
稀释得到超耐盐雾环氧水性涂料。其中，A组分：B组分：去离子水的重量比为5:2:2。调整施
工粘度在18-25s（涂4杯）。
上述超耐盐雾环氧水性涂料的使用方法是：超耐盐雾环氧水性涂料喷涂到基材
上，干膜厚度均为45±3 μm，表干后60 -100℃干燥1 h。
实施例4。
超耐盐雾环氧水性涂料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备A组分；具体的步骤为：
1）先取7份的去离子水投入搅拌缸，在300-500转/分钟速度下加入5份分散剂、5份消泡
剂和5份润湿剂搅拌10 分钟。
2）加入5份有机土浆、15份钛白粉、15份磷酸锌、15份硫酸钡、10份1250滑石粉、15
份1250云母粉、20份纳米水滑石，在2000-2500 转/分钟速度下搅拌分散40~50分钟，过砂
磨，至细度小于50 微米，得到颜填料浆。
3）然后在300-500转/分钟速度下加入55份环氧树脂、8份去离子水搅拌分散10
min；封闭搅拌缸，放置阴凉干燥处储存。
（2）制备B组分：具体步骤为：依次加入10份环氧固化剂、10份二丙二醇乙醚搅拌均
匀。
（3）将上述制备得到的A组分与B组分按照重量比5：2混合，搅拌均匀，用去离子水
稀释调至施工粘度，其中，A组分：B组分：去离子水的重量比为5:2:1。调整施工粘度在18-
25s（涂4杯）。过滤气泡，即可施工，施工有效期为4小时。
上述超耐盐雾环氧水性涂料的使用方法是：超耐盐雾环氧水性涂料喷涂到基材
上，干膜厚度均为45±3 μm，表干后60 -100℃干燥1 h。
在本发明中，微纳米水滑石是一种层柱状双金属氢氧化物，由金属离子与6个羟基构成
了八面体结构，结构中部分M2+被M3+同晶取代而使层板带正电荷，层间充填的阴离子起平
衡电荷作用。微纳米水滑石的结构图如图1所示。
微纳米水滑石及其表面改性物，在其分子中同时具有能和无机质、有机质材料化
学结合的两种反应基团，可有效增加填料和成膜物质之间的交联度和致密性。尤其硅氧烷
等化学改性使得微纳米水滑石表面基团和有机改性剂的官能团进行化学反应形成化学键，
将微纳米水滑石加入到涂料体系中，聚合反应将聚合物长链接枝到颗粒的表面，从而使填
料和成膜树脂界面实现化学键合，还有其层柱状双金属氢氧化物结构，涂层化学键能增强，
交联密度显著增加，当涂层基体/界面粘结力和层间聚合力都达到了较高的水平，附着力得
到提高。
经过XRD测试，XRD测试图如图2所示，其中，上面一条曲线为改性前的曲线，下面一
条曲线为改性后的曲线。改性前后的粉体在2-Theta为11.7、23.2、34.9、38.6、46.4、60.7处
都具有明显的特征峰，衍射峰强而尖锐，表明合成的样品结晶度高、规整性好、对称性好，并
且无其他杂峰出现，粉体纯度高。改性剂包裹水滑石表面后，并没有影响其本身结构，也没
有新的物质生成。水滑石-维纳米结构具有大的比表面积，使水滑石与其他填料及成膜物质
产生物理吸附作用，有效增加涂层内部交联程度，耐盐雾和耐腐蚀性好。
本发明选用磷酸锌、云母粉作防锈颜料；磷酸锌的防锈机理是在金属表面与三价
铁离子Fe3+形成络合物Fe[Zn3(PO4)]3，它作为沉淀层具有牢固的附着力。以磷酸铁为颜料
形成的保护膜牢固而且结构紧密，耐水性强、硬度高，同时可以抑制阳极的反应，还可以与
涂料中的羟基结合，在颜料-涂料-底材之间产生化学结合反应，从而增强漆膜的综合性能。
云母粉形状类似鳞片，可以降低涂膜的渗透性和吸水性，反射紫外光的能力提升。
本发明中，环氧树脂的分子结构中有独特的脂肪族羟基、醚键及环氧基团，与介于
相邻界面之间的游离键发生反应，可以形成较为牢固的化学键，提高对金属的粘附力，使漆
膜具有优良的力学性能。此外，醚键和苯环也可以使漆膜拥有优良的耐化学品性和耐溶剂
性，其本身就有防锈性能而不必借助于防锈颜料。
本发明产品的性能指标，见下表
表1：水性环氧防腐底漆检验项目及结果
序号
检验项目
指标值
实测值
执行标准
01
挥发性有机化合物（VOC)含量，g/L
≤420
80
GB/T23986-2009
02
附着力（划格法），级
≤1
0（划格间距1mm）
GB/T9286-1998
03
弯曲性能（锥形轴),mm
≤10
0
GB/T11185-2009
04
杯突试验，mm
≥4.0
7.1
GB/T9753-2007
05
耐冲击性，cm
≥50
50
GB/T1732-1993
06
耐盐雾性
1000h，漆膜无起泡、无生锈、无开裂、无脱落等破坏现象
3000h，漆膜无起泡、无生锈、无开裂、无脱落等破坏现象
GB/T1771-2007
因此，本发明的有一效果是：
（1）节能低碳:水性配方大大减少了含碳物质的使用，涂膜能常温干燥，实现了工业涂
装不需要高温加热节能效果
（2）绿色环保：以水为稀释剂，替代了传统油漆中造成大气污染雾霾的有机溶剂,健康
环保没有污染。
（3）安全：非燃非爆，生产、运输、储存、使用全过程安全。
（4）耐盐雾和耐腐蚀性好：耐盐雾超过3000h，漆膜无起泡、无生锈、无开裂、无脱落
等破坏现象。