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厚浆气干水性底漆

基本信息

  • 申请号 CN00111149.3 
  • 公开号 CN1329114A 
  • 申请日 2000/06/17 
  • 公开日 2002/01/02 
  • 申请人 化学工业部海洋化工研究院  
  • 优先权日期  
  • 发明人 刘福长 侯佩民 柳向林 徐元浩  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 266071山东省青岛市金湖路4号 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 青岛联智专利事务所有限公司 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 韩振东 
  • 有效性 失效 
  • 法律状态 失效
  •  

摘要

本发明是厚浆气干水性底漆,其以无乳化剂的环氧酯乳液为主要基料,与改性基料,颜、填料,增稠剂,催干剂,其它助剂和软化水,经混合、研磨、分散加工而成。
该漆无毒,不燃,无污染,对施工人员健康无害,施工方便,使用安全。
可采用高压无气喷涂,一道喷涂干膜厚度达100μm,而且漆膜干燥快,机械强度高,附着力强,防腐性能优异。
该漆适用于交通工具,桥梁,贮罐,管道等机械设备的钢铁材料的防护。
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权利要求书

1、一种厚浆气干水性底漆,其为化学组合物,其特征在于:该组合 物包括:组    分        重量比% 环氧酯乳液          20——60; 惰性防锈颜料        5——30; 活性防锈颜料        1——10; 填        料        5——30; 碱溶性增稠剂        0.2——5; 催   干   剂        2——7; 助        剂        0.5——2.5; 软   化   水        5——10; 该底漆的制备工艺方法是: (1)将准确计量的软化水和助剂加入配浆容器中,搅拌均匀,搅 拌时间:5——10分钟,搅拌转速:400——600转/分; (2)将称量过半的上述配方中的环氧酯乳液加入配浆容器中,并 搅拌5——10分钟,搅拌转速:600——800转/分; (3)将称量上述配方中的颜、填料依次加入到配浆容器中,并 搅拌5——10分钟,搅拌转速:800——1200转/分; (4)降低搅拌转速为:600——800转/分,在5分钟内均匀加入1/3 量的增稠剂,之后继续搅拌5——10分钟; (5)将(4)步中搅拌终了的浆料转移到研磨设备中,研磨至细度小 于50μm的色浆; (6)将(5)步中的色浆投入配漆容器中,再将剩余的环氧酯乳液加 入配漆容器中,搅拌10分钟,搅拌转速:600——800转/分; (7)将称量准确的催干剂进入(6)步中的配漆容器中,并加完后继 续搅拌5分钟,其搅拌转速:600——800转/分; (8)在10分钟内均匀加剩余的2/3增稠剂进入(7)步中的配漆容器 中,并加完后继续搅拌5——10分钟; (9)将(8)步中的漆料经100目筛网过滤,经包装,得桶装成品底 漆。
2、根据权利要求1所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的环 氧酯乳液,其中树脂的酸值为20——40,固体份为40——45%,该乳液 在漆料中的最佳用量是30——50%。
3、根据权利要求1所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的(6) 步在配漆容器中,除了投入(5)步中的色浆和剩余的环氧酯乳液外,还 可加入丙烯酸改性醇酸乳液,该醇酸乳液的加入量为0——20%,该醇酸 乳液中的树脂的酸值为:20——40,固体份含量为35——45%。
4、根据权利要求1所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的催 干剂,其是以环烷酸的钴、锰、锌盐为有效成分的,固体份为30%的乳 液。
5、根据权利要求1所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的助 剂包括:含有一元羧酸和羧基相邻的二元羧酸的分散剂,含有聚醚改性炔 醇的润湿剂,含有挥发性有机胺的中和剂,还有:消泡剂,防腐剂,防霉 剂; 6、根据权利要求1所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的软 化水,是去离子水或蒸馏水,该水中的-SO42-、Cl-、Na+、K+、Ca2+、…… 可溶性离子总含量小于100ppm,该水的电导率小于20μm/cm。
7、根据权利要求1所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的惰 性颜料,其是氧化铁红,云母氧化铁,其最佳用量为:15——25%,选取 其中的一种或两种;所述的活性颜料,其是磷酸锌、钼酸锌、锌铬黄、锶 铬黄、三聚磷酸铝、碱式硅铬酸铅、偏硼酸钡,其最佳用量为:1——5%, 选取其中的一种或几种。
8、根据权利要求1所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的填 料,其是滑石粉,云母粉,天然重晶石粉,方解石粉,轻质碳酸钙,沉淀 硫酸钡,煅烧高岭土,其最佳用量为:5——20%,选取其中的一种或几 种。
9、根据权利要求1或/和7/或和8所述厚浆气干水性底漆,其特征在 于:所述的惰性颜料和填料,其中所含水溶性物质要小于0.5%或0.3%。
10、根据权利要求5所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的分 散剂,其是烯基单体的苯乙烯,或二异丁烯与不饱和羧酸的丙烯酸,或甲 基丙烯酸,或顺丁烯二酸的共聚物的钠、铵、胺盐,选用其中的一种或几 种。
11、根据权利要求5所述厚浆气干水性底漆,其特征在于:所述的中 和剂,其是:单乙醇胺,2-氨基-2-甲基-1-丙醇,N-乙基吗啉,三乙胺,N.N 二甲基乙醇胺,选用其中的一种或几种。
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说明书

本发明涉及防锈漆技术的改进,具体讲是一种厚浆气干水性底漆, 其属于化学组合物技术领域。
传统的防锈漆多为溶剂型的漆,常见的有:醇酸的、丙烯酸的、氯 化橡胶的、高氯化聚乙烯的等等,这些漆中含有大量的有机溶剂。
这些溶 剂在施工中要挥发到大气中,对施工人员的健康有害,而且还污染环境。
世界各国的环保法规都对涂料中挥发性有机溶剂(VOC)含量的限制,有 日益严格的规定。
有一种日本神东涂料公司出品的气干型水性环氧酯底 漆。
其是以乙烯改性环氧酯乳液为主要基料,以偏硼酸钡为主要防锈颜料。
虽然该漆无毒,不燃,但是该漆不适合厚涂施工,单道施工漆膜厚度仅为 20——40μm,要达到重防腐涂料要求的涂层厚度(100±10μm),就必须 进行多道涂敷施工,这样的施工效率低。
还有国产的水性丙烯酸防锈漆是 以丙烯酸乳液为基料。
这种底漆防锈效果较差,其原因是乳液中采用的乳 化剂为亲水性物质,其在涂层干燥后,保留在漆膜中,因而使得漆膜耐水 性下降。
再有乳液中的过硫酸盐引发剂在高分子链端形成的-SO32-基团, 该引发剂分解产生的SO42-离子,皆有促进腐蚀作用,并进一步提高了漆 膜的亲水性,因而该漆用在高湿环境中易于产生起泡和反锈现象。
本发明的目的是要克服现有水性防锈底漆存在的缺陷,提供一种厚 浆气干水性底漆。
该漆的固体份要高,适合高压无气喷涂,单道涂装涂层 厚度要达100μm以上,一道涂装即可完成底漆的施工要求,而且漆膜自 干性好,附着力1级,涂层防腐性能优良,耐盐雾性达500h以上。
本发明的任务是由以下技术方案完成的,研制了一种厚浆气干水性底漆, 其为化学组合物,该组合物包括: 组    分           重量比% 环氧酯乳液         20——60; 惰性防锈颜料       5——30; 活性防锈颜料       1——10; 填        料          5——30; 碱溶性增稠剂          0.2——5 催   干   剂          2——7; 助        剂          0.5——2.5; 软   化   水          5——10; 该底漆的制备工艺方法是: (1)将准确计量的软化水和助剂加入配浆容器中,搅拌均匀,搅 拌时间:5——10分钟,搅拌转速:400——600转/分; (2)将称量过半的上述配方中的环氧酯乳液加入配浆容器中,并 搅拌5——10分钟,搅拌转速:600——800转/分; (3)将称量上述配方中的颜、填料依次加入到配浆容器中,并 搅拌5——10分钟,搅拌转速:800——1200转/分; (4)降低搅拌转速为:600——800转/分,在5分钟内均匀加入1/3 量的增稠剂,之后继续搅拌5——10分钟; (5)将(4)步中搅拌终了的浆料转移到研磨设备中,研磨至细度小 于50μm的色浆; (6)将(5)步中的色浆投入配漆容器中,再将剩余的环氧酯乳液加 入配漆容器中,搅拌10分钟,搅拌转速:600——800转/分; (7)将称量准确的催干剂进入(6)步中的配漆容器中,并加完后继 续搅拌5分钟,其搅拌转速:600——800转/分; (8)在10分钟内均匀加剩余的2/3增稠剂进入(7)步中的配漆容器 中,并加完后继续搅拌5——10分钟; (9)将(8)步中的漆料经100目筛网过滤,经包装,得桶装成品底 漆。
本水性底漆,所述的环氧酯乳液,其中树脂的酸值为20——40,固 体份为40——45%,该乳液在漆料中的最佳用量是30——50%。
本水性底漆,所述的(6)步在配漆容器中,除了投入(5)步中的 色浆和剩余的环氧酯乳液外,还可加入丙烯酸改性醇酸乳液,该醇酸乳液 的加入量为0——20%,该醇酸乳液中的树脂的酸值为:20——40,固体 份含量为35——45%。
本水性底漆,所述的催干剂,其是以环烷酸的钴、锰、锌盐为有效 成分的,固体份为30%的乳液。
本水性底漆,所述的助剂包括:含有一元羧酸和羧基相邻的二元羧 酸的分散剂,含有聚醚改性炔醇的润湿剂,含有挥发性有机胺的中和剂, 还有:消泡剂,防腐剂,防霉剂; 本水性底漆,所述的软化水,是去离子水或蒸馏水,该水中的-SO42-、 Cl-、Na+、K+、Ca2+、……可溶性离子总含量小于100ppm,该水的电导率 小于20μm/cm。
本水性底漆,所述的惰性颜料,其是氧化铁红,云母氧化铁,其最 佳用量为:15——25%,选取其中的一种或两种;所述的活性颜料,其是 磷酸锌、钼酸锌、锌铬黄、锶铬黄、三聚磷酸铝、碱式硅铬酸铅、偏硼酸 钡,其最佳用量为:1——5%,选取其中的一种或几种。
本水性底漆,所述的填料,其是滑石粉,云母粉,天然重晶石粉, 方解石粉,轻质碳酸钙,沉淀硫酸钡,煅烧高岭土,其最佳用量为:5— —20%,选取其中的一种或几种。
本水性底漆,所述的惰性颜料和填料,其中所含水溶性物质要小于 0.5%或0.3%。
本水性底漆,所述的分散剂,其是烯基单体的苯乙烯,或二异丁烯与 不饱和羧酸的丙烯酸,或甲基丙烯酸,或顺丁烯二酸的共聚物的钠、铵、 胺盐,选用其中的一种或几种。
本水性底漆,所述的中和剂,其是:单乙醇胺,2-氨基-2-甲基-1-丙 醇,N-乙基吗啉,三乙胺,N.N二甲基乙醇胺,选用其中的一种或几种。
本发明的优点在于:由于选用无乳化剂的环氧酯乳液为主要基料, 并以无乳化剂的醇酸乳液为辅助基料,该两乳液中的树脂的酸值较低,仅 为20—40,这远低于一般水溶性树脂的酸值60—90,所以用这两种基料 作成的底漆具有很好的抗腐蚀性能。
本专利选用的基料中的水性化基团是 羧酸胺盐基团。
当底漆施工以后,漆层中的胺可挥发掉,这样漆膜不含亲 水性物质,因此这样的漆膜耐水性能好。
本专利选用价廉易得的氧化铁红 为惰性防锈颜料,其成本低,来源广,易于工业化生产,且稳定性好,使 底漆便于贮存和运输。
本专利选用的填料可改善涂料中颜料的分散和悬 浮,提高漆膜的抗流挂性。
选用的惰性颜料与不同品种、细度和形状的填 料有机地配合,可实现漆膜的最佳填充,从而显著提高了漆膜的抗渗透性 和漆膜的湿态附着力,使漆膜的耐腐蚀性能增强。
本专利选用的活性防锈 颜料可与底材中的铁反应生成致密的杂多酸盐膜,阻止腐蚀反应的进行。
本专利中加入1—5%的上述活性颜料更可显著提高漆膜的耐盐雾性能。
本专利为提高底漆的固体份,在制备工艺中不采用一般工艺的先以水为分 散介质进行磨浆,再加入乳液的制漆方法,而是以乳液代替大部分水;由 于选用的乳液具有良好的机械稳定性和对各种颜、填料的分散能力,因此 该乳液与颜、填料一起研磨,可减少水的用量,从而提高了底漆的固体份, 同时也减少了亲水性的分散剂和润湿剂的用量,进一步提高了漆膜的耐水 性。
本专利为提高底漆的粘度,在选用增稠剂时选用具有憎水缔合作用的 碱溶性丙烯酸乳液类增稠剂。
该增稠剂可与漆料中的乳胶粒产生缔合作 用,从而显著提高漆料的粘度。
该底漆无毒、不燃、干燥快、漆膜机械强 度高。
耐冲击力达40Kgcm,附着力达1级,防腐蚀性能优异,耐盐 雾达500h以上。
本专利的底漆适合以高压无气喷涂,单道涂装的漆膜 厚度可达100μm以上,一次喷涂即可达到重防腐的要求,施工效率高。
该底漆还具有贮存稳定性好的特点。
该底漆在火车、汽车、船舶、桥梁、 铁塔、钢门窗、管道、储罐等钢铁材料设施中涂敷使用,在防腐蚀保护方 面有很好的适用性。
本发明的保护范围不仅局限于下列实施例中,制成的水性底漆,其组 分包括:无乳化剂的环氧酯乳液是主要基料,该乳液是由青岛海建化学有 限公司出产的EA-25环氧酯乳液,其用量重量比为:20——60%; 其它组    分    重量比% 惰性防锈颜料    5——30; 活性防锈颜料    1——10; 填        料           5——30; 碱溶性增稠剂           0.2——5; 助        剂           0.5——2.5; 软   化   水           5——10; 构成该组合物还有:催干剂其是以环烷酸的钴、锰、锌盐为有效成分的, 固体份为30%的乳液。
该催干剂是由青岛海建化学有限公司出产的TC-01 催干剂。
奥地利维诺华公司的VXW催干剂。
该剂在整体底漆中所占重量 比为2——7%。
所述的助剂包括:含有一元羧酸和羧基相邻的二元羧酸的 分散剂,如德国汉高公司的5040分散剂,美国罗门哈斯公司的T-731分 散剂。
其中一元羧酸可提高色浆的流动性,羧基相邻的二元羧酸可改善色 浆的稳定性。
含有聚醚改性炔醇的润湿剂,如美国气体化学公司的 SURFYNOL GA,SURFYNOL TG。
这些润湿剂可显著降低漆料的动 态和静态表面张力,促进颜料的分散和漆料对底材的润湿性。
含有挥发性 有机胺的中和剂。
还有:消泡剂,该剂是聚醚改性有机硅。
如德国汉高公 司的SN313,NXZ,NDW;毕克公司的BYK024。
防腐剂,如美国罗 门哈斯公司的KATHON LXE。
防霉剂,如美国罗门哈斯公司的SKANE M-8,国产的BCM防霉剂,百菌清,75#防霉剂。
该底漆的制备工艺方法是: (1)将准确计量的软化水和助剂加入配浆容器中,搅拌均匀,搅 拌时间:5——10分钟,搅拌转速:500转/分; (2)将称量过半的上述配方中的环氧酯乳液加入配浆容器中,并 搅拌5——10分钟,搅拌转速:700转/分; (3)将称量上述配方中的颜、填料依次加入到配浆容器中,并 搅拌5——10分钟,搅拌转速:1000转/分; (4)降低搅拌转速为:700转/分,在5分钟内均匀加入1/3 量的增稠剂,之后继续搅拌5——10分钟; (5)将(4)步中搅拌终了的浆料转移到研磨设备中,研磨至细度小 于45μm的色浆; (6)将(5)步中的色浆投入配漆容器中,再将剩余的环氧酯乳液加 入配漆容器中,搅拌10分钟,搅拌转速:700转/分; (7)将称量准确的催干剂进入(6)步中的配漆容器中,并加完后续 搅拌5分钟,其搅拌转速:700转/分; (8)在10分钟内均匀加剩余的2/3增稠剂进入(7)步中的配漆容器 中,并加完后继续搅拌5——10分钟; (9)将(8)步中的漆料经100目筛网过滤,经包装,得桶装成品面 漆。
本水性底漆,所述的环氧酯乳液,其中树脂的酸值为20——40,固 体份为40——45%,该乳液在漆料中的最佳用量是30——50%。
本水性底漆,所述的(6)步在配漆容器中,除了投入(5)步中的 色浆和剩余的环氧酯乳液外,还可加入丙烯酸改性醇酸乳液,该醇酸乳液 的加入量为0——20%。
该丙烯酸改性醇酸乳液是由青岛海建化学有限公 司出产的AK-35醇酸乳液。
该醇酸乳液,其中树脂的酸值为:20——40, 固体份含量为35——45%。
该醇酸乳液的最佳加入量为5%。
本水性底漆,所述的软化水,是去离子水或蒸馏水,该水中的-SO42-、 Cl-、Na+、K+、Ca2+、……可溶性离子总含量小于100ppm,该水的电导率 小于20μm/cm。
本水性底漆,所述的惰性颜料,其是氧化铁红,云母氧化铁,其最 佳用量为:20%,选取其中的一种或两种;所述的活性颜料,其是磷酸锌、 钼酸锌、锌铬黄、锶铬黄、三聚磷酸铝、碱式硅铬酸铅、偏硼酸钡,其最 佳用量为:3%,选取其中的一种或几种。
本水性底漆,所述的填料,其是滑石粉,云母粉,天然重晶石粉, 方解石粉,轻质碳酸钙,沉淀硫酸钡,煅烧高岭土,其最佳用量为:18%, 选取其中的一种或几种。
本水性底漆,所述的惰性颜料和填料,其中所含水溶性物质小 于0.3%。
本水性底漆,所述的分散剂,是烯基单体的苯乙烯,或二异丁烯与 不饱和羧酸的丙烯酸,或甲基丙烯酸,或顺丁烯二酸的共聚物的钠、铵、 胺盐。
本水性底漆,所述的中和剂,其是:单乙醇胺,2-氨基-2-甲基-1-丙 醇,N-乙基吗啉,三乙胺,N.N二甲基乙醇胺,选取其中的一种或几种。
本发明的具体实例列于表1:本水性底漆配方实例,      原料(克)

                               实例号
    对比例

1

 2

 3

 4

 5

 6

 7

 8

 9

 1

 2
      软化水
70
 60
 50
 50
 60
 50
 50
 60
 50
 110
 60
   SURFYNOL GA
2.0
 2.5
 2.5
 2.8
 2.5
 2.6
 2.1
 2.4
 2.2
 2.5
 2.0
   T-731分散剂
 3
 2.7
 2.3
   5040分散剂
2.5
 1.6
 2.4
 1.7
 2.0
 2.6
 2.5
 2.5
    NXZ消泡剂
0.1
 0.2
 0.3
 0.3
 0.2
 0.2
 0.1
 0.2
 0.1
 0.2
 0.3
   KATHON LXE
2.5
 1.1
 1.5
 2.6
 2.8
 1.2
 2.2
 1.3
 2.7
 2.6
 2.2
    SKANE M-8
2.6
 1.2
 1.0
 2.3
 2.2
 2.0
 1.8
 1.3
 2.4
 2.3
 2.5
     三乙胺
7
 4
 3
 2
 2.5
 3
 4
 6
 5
 3
 3
    氧化铁红
190
 170
 250
 190
 230
 190
 190
   云母氧化铁
 250
 200
 190
 240
   滑石粉800目
 105
 60
 100
 80
 60
 60
 50
 50
 50
   云母粉600目
70
 50
 60
 70
 65
 100
 50
 70
 70
    沉淀硫酸钡
200
 190
 100
 80
 50
 40
 50
 150
 150
 100
    煅烧高岭土
 80
 40
 100
 70
      磷酸锌
15
 10
 10
 10
 15
 35
 10
 5
 20
 15
 15
     209锌黄
5
 5
 10
 10
 5
 10
 5
 5
 5
 10
 10
    EA-25乳液
350
 400
 490
 480
 410
 380
 420
 370
 500
    AK-35乳液
110
 70
 50
 100
 50
 100
    BC-01乳液
 500
   AZ 476W乳液
 500
   TC-01催干剂
30
 40
 50
 30
 50
 50
 50
 50
 40
    VXW催干剂
 50
  TT-935增稠剂
18
 12
 10
 7
 8
 9
 13
 11
 16
   Jr-02增稠剂
 12
 12
     合计(约)
1002
 1008
 1016
 1004
 1006
 1005
 1006
 1010
 1021
 1005
 1004
表中BC-01乳液系北京东方-罗门哈斯公司生产的苯丙乳液。
AZ 476W 乳液和VXW催干剂分别系奥地利维诺华公司生产的聚氨酯改性醇酸乳液 和水性漆用催干剂。
Jr-02增稠剂系常州造漆厂生产的增稠剂。
TT9356增 稠剂系美国罗门哈斯公司生产的增稠剂。
表中对比例1系采用传统的水浆 工艺,即以水为分散介质制浆,再加乳液制成的底漆。
对比例2系采用奥 地利维诺华公司的聚氨酯改性醇酸乳液。
按上述配方和制备工艺方法制得的本水性底漆,其性能列于表2: 表2本水性底漆的性能   项目
                              实施例号
       对比例号
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
 1
 2
开罐状态
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
涂层外观
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
 合格
细度,μm
 45
 45
 45
 45
 45
 45
 45
 45
 45
 45
 45
粘度Pa.s>
 2.5
 2.5
 2.5
 2.5
 2.5
 2.5
 2.5
 2.5
 2.5
 <0.5
 <0.5
固体份%>
 50
 50
 50
 50
 50
 50
 50
 50
 50
 50
 50
   干燥
   时间
  表干h
 2
 2
 2
 2
 2
 2
 2
 2
 2
 2
 2
  实干h
 24
 24
 24
 24
 24
 24
 24
 24
 24
 24
 24
附着力,级
 1
 1
 1
 1
 1
 1
 1
 1
 1
 2
 1
耐冲击,Kg.cm
 40
 40
 40
 40
 40
 40
 40
 40
 40
 30
 30
柔韧性,mm
 2
 2
 3
 3
 2
 2
 2
 2
 3
 2
 2
杯突,mm
 6
 5
 5
 5
 5
 6
 5
 6
 5
 6
 5
耐盐雾性,h
 500
 500
 720
 720
 500
 500
 720
 500
 720
 48
 96
耐冻融,循环
 5
 5
 5
 5
 5
 5
 5
 5
 5
 0
 5
一道膜厚,μm
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 40
 40
漆膜总厚,μm
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
 110
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