单组分环氧富锌底漆.pdf

本发明涉及一种单组分环氧富锌底漆，它包括环氧树脂、交联剂、锌粉、吸水剂、溶剂，其特征在于，还有片状其他金属粉，各组分用量如下：环氧树脂以固体分计100重量份，交联剂以固体分计5～60重量份，锌粉500～1100重量份，吸水剂2～15重量份，助剂1～20重量份，颜料和/或填料0～50重量份，溶剂200～800重量份，片状其他金属粉为锌粉用量的2～20％；所述片状其他金属粉是铝粉、不锈钢粉或镍粉中的一种或两种或三种。特别适用于金属材料工件的防腐蚀。能薄涂且防腐蚀性能较好，贮存稳定的单组分环氧富锌底漆，能满足流水线连续化生产的需要。

1、  一种单组分环氧富锌底漆，包括环氧树脂、交联剂、锌粉、吸水剂、溶剂，其特征在于，还有片状其他金属粉，各组分用量如下：环氧树脂以固体分计100重量份，交联剂以固体分计5～60重量份，锌粉500～1100重量份，吸水剂2～15重量份，助剂1～20重量份，颜料和/或填料0～50重量份，溶剂200～800重量份，片状其他金属粉为锌粉用量的2～20％；所述片状其他金属粉是铝粉、不锈钢粉、镍粉中的一种或两种或三种。

2、  根据权利要求1所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，各组分用量如下：环氧树脂以固体分计100重量份，交联剂以固体分计20～40重量份，锌粉700～1000重量份，吸水剂5～12重量份，助剂8～16重量份，填料0～6重量份，溶剂300～600重量份，片状其他金属粉为锌粉用量的4～10％；所述片状其他金属粉是铝粉。

3、  根据权利要求1或2所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述吸水剂是多孔粉末状金属氧化物、多孔粉末状碳化物、钙化合物、金属烷氧基化合物、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单官能异氰酸酯中的一种或两种。

4、  根据权利要求1或2所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述交联剂是酚醛树脂、氨基树脂、封闭异氰酸酯、芳香族胺、酸酐中的一种或几种。

5、  根据权利要求1或2所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述溶剂是由2种或3种或4种油性溶剂组成的混合溶剂。

6、  根据权利要5所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述油性溶剂是苯类、乙酸酯类、酮类、乙二醇醚类、乙二醇醚酯类或溶剂油类。

7、  根据权利要求1或2所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述环氧树脂的分子中具有至少两个环氧基团，数均相对分子质量为200～5000。

8、  根据权利要求1或2所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述助剂是防沉剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、分散剂、定向剂、固化促进剂中的一种或几种。

9、  根据权利要求1所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述颜料是具有防腐蚀功能的改性磷酸盐、未改性磷酸盐、铬酸盐、钼酸盐中的一种或几种。

10、  根据权利要求1或2所述的单组分环氧富锌底漆，其特征在于，所述填料是滑石粉、云母粉、高岭土、硅酸铝中的一种或几种。

单组分环氧富锌底漆
技术领域
本发明涉及一种单组分环氧富锌底漆，特别适用于金属材料工件的防腐蚀。
背景技术
环氧富锌底漆是指成膜物以环氧树脂为主的有机富锌底漆，它在腐蚀环境中，通过牺牲锌粉对钢铁等底材起到阴极保护作用。现有环氧富锌底漆多为三包装或两包装，其中一个包装是锌粉。施工时按比例分别称取，混合均匀并熟化后使用。这种多包装的环氧富锌底漆的不足之处是：使用时需要多次称量，很不方便；分散锌粉时间较长且锌粉粉尘对环境和操作人员均有害；混合后，必须及时施工，适用期较短。目前有一种单组分环氧富锌防腐蚀漆，其各组分包装在一起。它是以酮亚胺为交联固化剂。这种单组分环氧富锌防腐蚀漆虽然不需要多次称量和分散锌粉，但是，用它涂覆底材后，酮亚胺需要逐渐吸收空气中的水分才能水解为伯胺，然后伯胺基与环氧树脂中的环氧基团发生常温交联反应开始固化，而漆膜完全固化一般需要一周以上，因此，无法满足现代防腐蚀工业流水线连续作业的要求；另外，用作防腐蚀的环氧富锌底漆，通常要求锌粉用量占干漆膜总重量的77％以上，其漆膜厚度通常在75μm以上，而在重防腐蚀工程领域，其漆膜厚度甚至要达到250μm以上才能满足重防腐蚀工程要求。但是，对有些需要防腐蚀涂装的工件而言，既需要较高的防腐蚀性能，又因设计的公差值小，不允许防腐蚀漆膜太厚，虽然采用片状锌粉，漆膜在较薄状态下可以具有较好的防腐蚀效果，但由于锌粉用量较大，而片状锌粉的价格又较高，在成本上不能满足用户要求。因此，急需能薄涂、成本较低且具有较高防腐蚀功能的环氧富锌底漆。申请人在中国发明专利(ZL01138040.3)中所涉及的一种单组分环氧富锌底漆是根据应用场合的要求设计的涂料配方，其涂层较厚而且要求与面漆配套使用才能具有较好的防腐蚀性能。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能薄涂且防腐蚀性能较好，贮存稳定的单组分环氧富锌底漆，特别是能满足流水线连续化生产的需要。
实现本发明目的的技术方案是：一种单组分环氧富锌底漆，包括环氧树脂、交联剂、锌粉、吸水剂、溶剂，其特点在于，还有片状其他金属粉，各组分用量如下：环氧树脂以固体分计100重量份，交联剂以固体分计5～60重量份，锌粉500～1100重量份，吸水剂2～15重量份，助剂1～20重量份，颜料和/或填料0～50重量份，溶剂200～800重量份，片状其他金属粉为锌粉用量的2～20％；所述片状其他金属粉是铝粉、不锈钢粉、镍粉中的一种或两种或三种。
上述单组分环氧富锌底漆，其各组分用量如下：环氧树脂以固体分计100重量份，交联剂以固体分计20～40重量份，锌粉700～1000重量份，吸水剂5～12重量份，助剂8～16重量份，填料0～6重量份，溶剂300～600重量份，片状其他金属粉为锌粉用量的4～10％；所述片状其他金属粉是铝粉。
上述单组分环氧富锌底漆，其所述吸水剂是多孔粉末状金属氧化物、多孔粉末状碳化物、钙化合物、金属烷氧基化合物、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单官能异氰酸酯中的一种或两种。
上述单组分环氧富锌底漆，其所述交联剂是酚醛树脂、氨基树脂、封闭异氰酸酯、芳香族胺、酸酐中的一种或几种。
上述单组分环氧富锌底漆，其所述溶剂是由2种或3种或4种油性溶剂组成的混合溶剂。所述油性溶剂是苯类、乙酸酯类、酮类、乙二醇醚类、乙二醇醚酯类或溶剂油类。优选二甲苯：乙酸丁酯：乙二醇乙醚乙酸酯按重量比2∶1∶1组成的混合溶剂。
上述单组分环氧富锌底漆，其所述环氧树脂的分子中具有至少两个环氧基团，最好为2～5个环氧基团；其数均相对分子质量为200～5000，最好为345～4000，其代表产品为：国产品双酚A型(如国家统一牌号E-03、E-06、E-12、E-20、E-44、E-51等)或F型或EX型等；国外产品如SHELL公司的EPON1009、EPON1006、EPON1001、EPON872、EPON834、EDPP等以及Dow公司的D.E.R.331、D.E.R.661、D.E.R.664、D.E.R.669、D.E.N.439等。
上述单组分环氧富锌底漆，其所述助剂是防沉剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、分散剂、定向剂、固化促进剂中的一种或几种。
上述单组分环氧富锌底漆，其所述颜料是具有防腐蚀功能的改性磷酸盐、未改性磷酸盐、铬酸盐、钼酸盐中的一种或几种。
上述单组分环氧富锌底漆，其所述填料是滑石粉、云母粉、高岭土、硅酸铝中的一种或几种。
本发明的技术效果是：本发明的单组分环氧富锌底漆，由于采用适量片状其他金属粉与锌粉配合，在助剂(定向剂)的作用下，片状其他金属粉平行于底材排列在漆膜中，使得腐蚀介质如水、腐蚀性离子、氧气等渗入漆膜与底材接触所经过的路径增长，既提高了防腐蚀效果，又不会因减少了锌粉用量而影响锌粉的阴极保护作用，因此，可以只用薄涂底漆就能满足重防腐蚀工程的要求且性价比适宜；由于配入适当的交联剂，只有在120～300℃下才可以与环氧树脂中的羟基和/或环氧基发生交联反应，而在常温条件下不会发生化学反应，从而实现了单包装，免去了多次称量、熟化、长时间分散等操作；适量的交联剂确保漆膜不会因固化不足导致性能下降，甚至出现发粘不干现象，也不会因漆膜过度固化，或因残存固化剂之间的反应，导致漆膜的机械性能恶化而影响其防腐蚀效果；配入的适量吸水剂确保底漆贮存稳定、适用期长，特别适用于流水线连续化生产的要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步具体描述，但是并不局限于此。
实施例和比较例所用原料除另有说明外，均为涂料用工业级市售品，所用设备均为涂料工业常规设备，实施例和比较例中所涉及的数量均为重量份。
实施例1～8制备单组分环氧富锌底漆
(一)配方见表1
表1


表1中：
E-06为固体环氧树脂，其分子中有2个环氧基团，数均相对分子质量为2900，无锡树脂厂产品；
582-2为氨基树脂，上海新华树脂厂产品；
284#为酚醛树脂，上海新华树脂厂产品；
球形锌粉细度1000目，北京矿冶研究院产品；
片状锌粉细度800目，北京矿冶研究院产品；
片状铝粉平均粒径≤12μm，河南省远洋铝业有限公司产品；
片状不锈钢粉平均粒径≤12μm，海宁市飞达冶金粉末有限公司产品；
吸水剂乙烯基三甲氧基硅烷为工业品，武汉大学有机硅新材料股份有限公司产品；吸水剂分子筛为钠A型，是多孔粉末状金属氧化物，上海嘉定分子筛厂产品；
定向剂为RAYBO41，美国瑞宝公司产品；
防沉剂为膨润土881，浙江临安青虹化工助剂厂产品；
三聚磷酸铝为WPS-2型，广西化工研究院新晶科技有限公司；
改性磷酸锌为ZAM型，德国凯佰公司产品；
滑石粉为超细级，工业品；
云母粉为超细级，工业品；
溶剂均为涂料用工业品；
(二)制备单组分环氧富锌底漆
先将固体环氧树脂用部分混合溶剂制成50％的溶液，加入到洁净干燥的容器中，再加入配方中除定向剂、锌粉、片状其他金属粉外的其他原料，分散搅拌0.5小时后，加入定向剂搅拌均匀后立即加入锌粉及片状其他金属粉，继续搅拌1小时至底漆中无颗粒物，经120目以上筛网过滤即制得本发明的单组分环氧富锌底漆。
(三)对各实施例的底漆进行性能检测
主要测试项目：外观、涂层厚度、干燥性能、耐盐雾性、附着力、柔韧性、耐冲击性、贮存稳定性；
样板的制备：采用压缩空气喷涂法涂覆样板；
耐盐雾性、附着力测试样板为120mm×50mm×0.8～1.2mm的薄钢板；
柔韧性、耐冲击性测试样板为120mm×50mm×0.2～0.3mm的马口铁板；
具体检测方法如下：
1)外观：目测；
2)漆膜厚度：采用QuaNix4500测厚仪测试；
3)干燥性能：按“GB/T1728漆膜腻子膜干燥时间测定法”测试，测试温度为200±5℃，测试时间为20±2min；
评价方法如下：A表示已经实干；B表示尚未实干；
4)耐盐雾性：按“GB/T1771色漆和漆耐中性盐雾性能的测定”进行测试，试验时间为240小时；
评价方法如下：A表示外观正常，无起泡、锈蚀等缺陷；B表示部分起泡或锈蚀；C表示满板起泡或锈蚀；
5)附着力：按“GB/T9286色漆和清漆漆膜的划格试验”进行测试，行间距1mm；
6)柔韧性：按“GB/T1731漆膜柔韧性测定法”进行测试；
7)耐冲击性：按“GB/T1732漆膜耐冲击测定法”进行测试；
8)贮存稳定性：分别称取300克各实施例底漆样品，放置于350毫升铁罐中，密封放置6个月后，先观察铁罐外形有无异常，再开罐观察底漆样品的状态并按如下方法评价：A表示铁罐外形无异常，底漆均匀；B表示铁罐外形基本无异常，底漆有沉底，但可轻松搅拌均匀；C表示铁罐外形有轻微鼓听，底漆增稠或沉底很难搅拌均匀，轻微鼓听；D表示铁罐外形鼓听严重或涂料硬沉底，无法正常使用。
检测结果列于表2。
表2