无铬环保环氧防腐底漆 【技术领域】
本发明涉及一种防腐底漆，更具体的，涉及一种双组分无铬环保环氧防腐底漆。
背景技术
环氧防腐底漆被广泛的用于船舶、管道内外壁、矿井钢架、飞机、高速列车等重防腐领域。为了获得更佳的防腐蚀效果，现有的环氧防腐底漆中一般都加有含铬的防锈颜料，例如含六价铬的铬酸盐等，来提高防腐性能。如中国专利申请公开CN101457116A、CN100526406C公开了双组分的防腐涂料，采用了锌黄、铬黄、锶黄、磷铬酸锌等作为其防锈颜料的必要成分，这些颜料所含的金属铬对人体有害，尤其六价铬具有致癌性。底漆中含有铬等重金属颜料会在涂料的制备、施工以及成膜后的使用期间，对施工人员和环境造成严重危害。
为此，国内外陆续开发出一些无铬的防腐涂料，如中国专利申请公开CN101260252公开了一种无铬达克罗涂料，以鳞片状锌粉和铝粉作为防锈颜料。然而，此类涂料在耐候性方面存在一定缺陷。在飞机、高速列车等的应用中，由于涂层所处环境温度在短时间内发生急剧变化，对防腐底漆的性能提出了更高的要求，在这些应用中使用的底漆必须具有与底材更强的附着力以及更好的韧性，否则随着温度的变化引起的底材热胀冷缩，涂层与底材的附着力将不断劣化，韧性变差，发生脆化和出现裂纹，使用一段时间之后会引起涂层脱落和剥离，失去防腐作用。
因此，开发一种环保且具有一定韧性，耐冲击、防腐、可在低温-5℃固化的综合性能优异的防腐涂料，越来越受到人们的高度重视。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是克服现有的环氧防腐底漆存在的不环保、漆膜韧性差易脆的缺点，提供一种无铬环氧防腐底漆。该底漆对底材具有良好的附着力，在气候急剧变化的环境条件下能够保持对底材良好的附着力和韧性，从而为底材提供良好的防护。
本发明提供了一种双组分无铬环氧防腐底漆，由A组分和B组分按照5∶1的重量比配制而成，其中：
A组分包含按照重量份计的以下成分：
双酚A环氧树脂 20～35
活性稀释剂 1～6
颜料：着色颜料 8～16
防锈颜料 10～30
填料：超细石英粉 3～10
铝粉 2～8
滑石粉 8～15
助剂：附着力促进剂 1～5
防沉防流挂助剂 0.3～1
分散剂 0.5～1.5
流平剂 0.3～1
消泡剂 0.3～1
混合溶剂：丙二醇甲醚醋酸酯 3～15
丁醇 1～10
二甲苯 1～15
B组分包含按照重量份计的以下成分：
胺值为180～210腰果壳改性酚醛胺固化剂 25～40
胺值为220～270腰果壳改性酚醛胺固化剂 25～40
二甲苯 5～20
丁醇 5～20
三甲苯 5～20。
其中，所述的双酚A环氧树脂可以是：601(E-20)、618(E-51)、1001、128或828，优选采用两种不同分子量的双酚A环氧树脂搭配使用。其中环氧树脂601例如是无锡树脂厂生产的0191-X-75环氧树脂。特别优选的是将分子量为850～1050的中分子量双酚A环氧树脂601和分子量为300～417的液体双酚A环氧树脂618共同作为双酚A环氧树脂成分。
所述活性稀释剂可赋予涂料韧性，如带有不饱和脂肪酸长链的醇醚，例如卡德莱公司的NX-513；或C12～C14缩水甘油醚型活性稀释剂，例如Epodil 748(AGE)；或者是气味小、粘度低的缩水甘油醚型活性稀释剂，例如张家港卡邦化工有限公司的KB-62。
所述着色颜料采用钛白粉、不含铬的有机黄色颜料或者酞菁蓝颜料。钛白粉优选金红石型钛白粉，例如R902+。
所述防锈颜料为三聚磷酸铝、磷酸锌、Heubach公司的SRPP(改性水合多聚磷酸锶铝)或者Pigmentan公司的465M(磷酸氨基氧化镁盐)。
所述超细石英粉是市售产品，例如矽比科的X7。
所述附着力促进剂例如是加拿大Canfair Technologies的AP3000、德谦1121、德固萨LTW或KH560硅烷偶联剂。
所述防沉防流挂助剂是有机膨润土、气相二氧化硅或者改性脲溶液。所述改性脲溶液是BYK-410。
所述分散剂例如是毕克公司的BYK-P104S、BYK-103或ANTI-TERRA-U等常用分散剂。
所述腰果壳改性酚醛胺固化剂可以商购，其中胺值为180～210的腰果壳改性酚醛胺固化剂例如是卡德莱NX-2015、卡德莱NX-2015A或者是上海美东生物材料有限公司的MD2015、MD2015C或MD2041；所述胺值为220～270的腰果壳改性酚醛胺固化剂例如是卡德莱NX-2041、济南运嘉化工有限公司的YJC-301或者YJC-102。上述两种不同胺值的腰果壳改性酚醛胺固化剂搭配使用。
本发明还提供了该无铬环保环氧防腐底漆的制备方法，其包括以下步骤：
1)配制组分A
首先制备色浆：将组分A中部分的双酚A环氧树脂与活性稀释剂、分散剂、防沉防流挂助剂、混合溶剂加入拌合罐分散均匀，再加入颜料和填料，搅拌搅匀，加入砂磨机中，研磨至细度合格，过滤，备用；
将该研磨好的色浆加入调漆罐，加入组分A中剩余的成分，搅拌均匀，测粘度达80～120秒后，过滤、包装得组分A；
(2)配制组分B
按配方量依次将组分B的各个成分加入容器中，搅拌均匀，过滤，包装得到组分B；
(3)使用前将A组分和B组分按照5∶1的重量比混合均匀，采用无气喷涂或者常规空气喷涂或者刷涂施工。
若采用高压喷涂施工，无需添加稀释剂，将A组分和B组分按照5∶1的重量比混合均匀即可喷涂。
对本发明对所使用的底材没有特别的限制，可以列举的底材包括钢材、铝合金、不锈钢等等。特别优选地底材是铝合金底材。
本发明的底漆对于后续施涂的面漆或者中涂漆的性能、种类没有限制，配套性好。通常本领域常规使用的面漆或者中涂漆都可以用于本发明的底漆上。所述的面漆或者中涂漆包括但不限于环氧、丙烯酸、聚氨酯、聚酯、醇酸、酚醛和乙烯类涂料。
本发明的底漆特别适用于飞机、高速列车上使用，以提供优异的防腐性能和机械性能。
本发明具有以下的有益效果：
1.环保性能好，在防锈颜料的选择上摒弃了对人和环境危害很大的含铅、铬等重金属颜料，最终的涂料组合物和涂层是一种无铬涂料组合物和涂层，不会对作业人员和环境造成危害。
2.同时，为了弥补无铬颜料与含铬颜料在防腐性能上的差异，本发明选用了三聚磷酸铝、磷酸锌、Heubach公司的SRPP或者Pigmentan公司的465M高性能防锈颜料。
3.采用了两种不同胺值的固化剂，并且使用了活性稀释剂、附着力促进剂，大大提高了最终的涂膜对于底材的附着性，获得了优异的附着力效果；涂膜更加致密，防腐性能和机械性能得到提高，其防腐性能相当于或者超过了传统的含铬环氧底漆的防腐性能。
4.在对最终涂层性能的测试中的发现，由于在涂料组合物中使用了活性稀释剂，使得最终涂层的韧性大大提高，改善了涂层耐受温度急剧变化的环境的能力。活性稀释剂在降低涂料VOC含量的同时又能保证漆膜的理化性能，同时还能调节施工操作时间和涂膜的韧性。它独特的结构使它能与各种环氧体系有极佳的相容性，对施工表面有很强烈的浸润性能，对涂层的柔韧性、防腐、耐候防护具有很好的促进作用
【具体实施方式】
下面结合具体的实施例对本发明优选的实施方案以及其所产生的有益的技术效果进一步作出说明，但是，本领域技术人员应当理解，本发明并不局限于这些具体的实施方式和实施例的内容。
在实施例中，除非另有明确的指示，否则“份”指的是“重量份”，“比例”指的是“重量比”，“％”指的是“重量百分比”。
实施例1
在实施例1中，双酚A环氧树脂为601环氧树脂(无锡树脂厂牌号为0191-X75)和液体环氧树脂618；活性稀释剂为卡德莱NX-513；着色颜料是金红石型二氧化钛和有机黄色颜料；防锈颜料为三聚磷酸铝(800目)和Pigmentan公司的465M；附着力促进剂是德固萨LTW；防沉防流挂助剂是有机膨润土和BYK-410；分散剂是BYK-103；流平剂是BYK-358N；消泡剂是BYK-A530；胺值为180～210的腰果壳改性酚醛胺固化剂是卡德莱NX-2015；胺值为220～270的腰果壳改性酚醛胺固化剂是上海美东生物材料有限公司的MD2041。
底漆1的制备：
A组分包含按照重量份的以下成分：
双酚A环氧树脂0191-X75 24
双酚A环氧树脂618 5
活性稀释剂：NX-513 3
着色颜料：二氧化钛 8
有机黄色颜料 0.6
防锈颜料：465M 8
三聚磷酸铝(800目) 10.3
填料：超细石英粉X7 7
铝粉 2
滑石粉(800目) 10
助剂：附着力促进剂：德固萨LTW 3
防沉防流挂助剂：有机膨润土 0.5
BYK-410 0.3
分散剂：BYK-103 1
流平剂：BYK-358N 0.6
消泡剂：BYK A530 0.5
混合溶剂：丙二醇甲醚醋酸酯 5.5
丁醇 3
二甲苯 7.7
B组分包含按照重量份计的以下成分：
腰果壳改性酚醛胺固化剂NX-2015 32
腰果壳改性酚醛胺固化剂MD2041 30
二甲苯 23
丁醇 8
三甲苯 7
制备方法如下：
1)配制组分A
首先制备色浆：将组分A中的两种环氧树脂各取2/3，与活性稀释剂、分散剂、防沉防流挂助剂、混合溶剂加入拌合罐分散均匀，再加入颜料和填料，搅拌搅匀，加入砂磨机中，研磨至细度合格，过滤，备用；
将该研磨好的色浆加入调漆罐，加入组分A中剩余的成分，搅拌均匀，测粘度达80～120秒后，过滤、包装得组分A；
(2)配制组分B
按配方量依次将组分B的各个成分加入容器中，搅拌0.5～1小时，过滤包装得到组分B；
(3)使用前将A组分和B组分按照5∶1的重量比混合，即获得所述的涂料组合物。
实施例2
在实施例2中，活性稀释剂为C12～C14缩水甘油醚；防锈颜料是三聚磷酸铝(800目)和Heubach公司的SRPP；附着力促进剂是加拿大CanfairTechnologies的AP-3000。胺值为180～210的固化剂是卡德莱NX-2015A，胺值为220～270的固化剂是济南运嘉化工有限公司的YJC-301。其它与实施例1相同。
A组分包含按照重量份的以下成分：
双酚A环氧树脂0191-X75 24
双酚A环氧树脂618 5
活性稀释剂：C12～C14缩水甘油醚 2
着色颜料：二氧化钛 8
有机黄色颜料 0.6
防锈颜料：SRPP 10
三聚磷酸铝(800目) 10
填料：超细石英粉X7 7
铝粉 2
滑石粉(800目) 10.8
助剂：附着力促进剂：AP-3000 2
防沉防流挂助剂：有机膨润土 0.5
BYK-410 0.5
分散剂：BYK-103 1
流平剂：BYK-358N 0.6
消泡剂：BYK-A530 0.5
混合溶剂：丙二醇甲醚醋酸酯 5.7
丁醇 3
二甲苯 7
B组分包含按照重量份计的以下成分：
腰果壳改性酚醛胺固化剂NX-2015A 30
腰果壳改性酚醛胺固化剂YJC-301 35
二甲苯 19
丁醇 8
三甲苯 8
实施例2的制备方法与实施例1相同。
A组分和B组分按照5∶1的重量比混合，即获得所述的涂料组合物。
实施例3
在实施例3中，所述活性稀释剂为KB-62；附着力促进剂是德固萨LTW；其它与实施例2相同。
A组分包含按照重量份的以下成分：
双酚A环氧树脂0191-X75 24
双酚A环氧树脂618 5
活性稀释剂：KB-62 2
着色颜料：二氧化钛 8
有机黄颜料 0.6
防锈颜料：SRPP 10
三聚磷酸铝(800目) 10
填料：超细石英粉X7 7
铝粉 2
滑石粉(800目) 10.8
助剂：附着力促进剂：德固萨LTW 3
防沉防流挂助剂：有机膨润土 0.45
BYK-410 0.3
分散剂BYK-103 1
流平剂BYK-358N 0.5
消泡剂BYK-A530 0.5
混合溶剂：丙二醇甲醚醋酸酯 4.8
丁醇 3
二甲苯 7.05
B组分包含按照重量份计的以下成分：
腰果壳改性酚醛胺固化剂NX-2015A 30
腰果壳改性酚醛胺固化剂YJC-301 35
二甲苯 20
丁醇 8
三甲苯 7
实施例3的制备方法与实施例1相同。
A组分和B组分按照5∶1的重量比混合，即获得所述的涂料组合物。
对比例1
对比例1中，不使用活性稀释剂，而代之以卡德莱公司非活性稀释剂NX-2020；防锈颜料是三聚磷酸铝(800目)和Heubach公司的SRPP。固化剂采用卡德莱NX-2015A，其它与实施例2相同。
A组分包含按照重量份的以下成分：
双酚A环氧树脂0191-X75 24
双酚A环氧树脂618 5
稀释剂NX-2020 2
着色颜料：二氧化钛 8
有机黄着色颜料 0.6
防锈颜料：SRPP 10
三聚磷酸铝(800目) 10
填料：超细石英粉X7 7
铝粉 2
滑石粉(800目) 10.8
助剂：附着力促进剂：AP3000 2
防沉防流挂助剂：有机膨润土 0.5
BYK-410 0.3
分散剂：BYK-103 1
流平剂：BYK-358N 0.6
消泡剂：BYK-A530 0.5
混合溶剂：丙二醇甲醚醋酸酯 5.7
丁醇 3
二甲苯 7
B组分包含按照重量份计的以下成分：
腰果壳改性酚醛胺固化剂NX-2015 60
二甲苯 24
丁醇 8
三甲苯 8
制备方法同实施例1。
A组分和B组分按照5∶1的重量比混合，即获得所述的涂料组合物。
对比例2
对比例2中，不采用活性稀释剂，防锈颜料用复合磷酸锌，固化剂采用市售的650聚酰胺固化剂。其它与实施例3相同。
A组分包含按照重量份的以下成分：
双酚A环氧树脂0191-X75 24
双酚A环氧树脂618 5
着色颜料：二氧化钛 8
有机黄着色颜料 0.6
防锈颜料：复合磷酸锌 10
三聚磷酸铝(800目) 10
填料：超细石英粉X7 7
铝粉 2
滑石粉(800目) 9
助剂：附着力促进剂：AP3000 2
防沉防流挂助剂：膨润土 0.5
BYK-410 0.3
分散剂BYK-103 1
流平剂BYK-358N 0.6
消泡剂BYK-A530 0.5
混合溶剂：丙二醇甲醚醋酸酯 8
丁醇 3
二甲苯 8.5
B组分包含按照重量份计的以下成分：
650聚酰胺固化剂 65
二甲苯 25
丁醇 10
制备方法同实施例1。
A组分和B组分按照5∶1的重量比混合，即获得所述的涂料组合物。
将实施例1-3以及对比例1、对比例2使用常规空气喷涂制备样板，并对所形成的漆膜的性能，按照国家标准进行检测，结果如下：
*注：耐盐雾采用GB/T 1991标准，板面不起泡，不生锈；十字划痕处锈蚀宽度≤2mm，为合格。
从上述检测结果中可以看出，与不含活性稀释剂的对比例1的漆膜性能相比较，本发明的实施例1-3的漆膜性能在固含量、表干时间、柔韧性、附着性能、耐盐雾性能方面都有明显的优势。
对比例2不含活性稀释剂制备的油漆溶剂含量高。采用聚酰胺固化剂干燥性能慢，漆膜柔韧性、附着性能、耐盐雾性能方面都对比实施例1-3的漆膜性差。
虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施方案对本发明进行了描述，但是应当理解本发明并不仅仅局限于上述所公开的实施方案，本领域技术人员能够想到在本发明的主旨和精神内对本发明的技术方案进行改变和改进，而不脱离在附加的权利要求书中所定义的本发明的范范围。