一种水性底漆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水性底漆及其制备方法和应用。本发明专利技术通过在含锌粉的B组分中添加了水滑石和醇醚类极性有机化合物，在硅烷偶联剂的作用下将负载了醇醚类极性有机化合物的水滑石接枝到锌粉表面，在混合时，与A组分中的水性弹性乳液共同作用，显著提高了漆膜的耐腐蚀性、耐候性，还改善了底漆的可喷涂性、以及漆膜的干燥时间。的干燥时间。

【技术实现步骤摘要】
一种水性底漆及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水性涂料
，尤其是一种水性底漆及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]车间底漆，又称预处理底漆或保养底漆，是钢材经喷砂处理除锈后在车间流水线上喷涂于金属表面的预处理底漆，以防止钢材在存放、加工等过程中产生锈蚀。车间底漆的主要品种有PVB、环氧富锌、环氧铁红和无机硅酸锌等品种，溶剂型无机硅酸锌车间底漆由于具有优异的干燥性、户外防腐性和耐高温等性能，是目前广泛使用的车间底漆，但其体积固含低，VOC含量超过了420g/L，属于危险化学品，严重危害环境和影响人生安全。
[0003]水性车间底漆由于具有优异的环保性能和施工性，被认为是溶剂型的有效替代品，但是目前的水性车间底漆的干燥性能差，一般高于5分钟，户外防腐性差(耐候性)很难达到6个月甚至是12个月；另外，现有的水性车间底漆耐焊接和切割与溶剂型底漆相比还有一定的差距，从而影响现场的施工节奏和效率，因此需要进一步的提升才能满足现场的使用需求。
[0004]此外，目前常用的水性车间底漆由于采用的常规的硅酸盐树脂，其由于粘度较低，喷涂过程中容易导致堵枪等现象，喷涂性能较差，喷涂不均匀也导致其耐腐蚀性能和耐候性仍有待提升，为了改善其加工性能和耐腐蚀性能，专利CN102485806A将含锌粉的基料与固化剂水性成膜组分分开储存，并在含锌粉的基料组分中添加杂环有机化合物，与表面活性剂共同作用对锌粉进行包覆，避免锌粉与水性介质直接接触；当基料与固化剂混合时，可将锌粉表面的保护膜打开，可顺利进行喷涂。但是杂环有机化合物与水性介质的相容性较差，其包覆的锌粉在与固化剂组分混合后，容易导致锌粉在底漆组分中分散不均匀，进而阻碍了漆膜的耐腐蚀性和耐候性的进一步提升。此外，其与其它漆膜(如环氧漆)的配套性能差，严重影响后续涂层的施工。
[0005]因此，如何提高水性车间底漆的加工性能、耐候性以及配套性是亟需解决的一个重要问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，解决现有的水性车间底漆综合性能较差的缺点，提供一种综合性能优异的水性底漆，本专利技术的水性底漆具有优异的干燥时间、耐候性、焊接与切割性能，同时具有优异配套性能和施工性。
[0007]本专利技术的另一目的在于，提供所述水性底漆的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于，提供所述水性底漆在制造船舶、桥梁或机械设备中的应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种水性底漆，包括如下重量份的组分：
[0011]A组分，总重量按50份计：
[0012][0013]B组分，总重量按50份计：
[0014][0015]所述锌粉包括球状锌粉和片状锌粉；
[0016]其中，B组分的制备方法包括如下步骤：
[0017]S1.预混合：将醇醚类极性有机化合物、硅烷偶联剂和无水乙醇混合均匀，得到预混物；
[0018]S2.向步骤S1得到的预混物中加入防沉剂B混合均匀后，依次加入水滑石、锌粉和防锈颜料混合均匀，得到B组分。
[0019]本专利技术通过在含锌粉的B组分中添加了水滑石和醇醚类极性有机化合物，水滑石属于含阴离子型的层状化合物，为多孔材料和多层材料，同时具有离子交换功能。例如：当氯离子在腐蚀基材时，层中的部分阴离子如磷酸根、钼酸根等可以与其发生离子交换从而固定氯离子，释放出磷酸根、钼酸根而保护基材，底漆中的防锈颜料可以为水滑石补充缺乏的磷酸根、钼酸根等阴离子，具有进一步的协同作用；此外多孔结构能有效吸附醇醚类极性有机化合物，将醇醚类极性有机化合物负载到水滑石中，负载的醇醚类极性有机化合物可以作为润滑剂或溶剂，促进硅烷偶联剂进一步接枝到锌粉和水滑石表面从而形成一种类三维网状结构，增加了体系的封闭性、阻隔效应以及附着能力，进而提高整个体系的防腐能力。
[0020]在喷涂施工时，当含有锌粉的B组分与水性的A组分混合时，体系中的类三维网状结构对锌粉具有一定的缓释保护作用，避免活泼锌粉与水性组分直接接触反应形成沉淀，有利于提高底漆体系的稳定性；而负载在水滑石中的醇醚类极性有机化合物与水性原料的相容性较好，也可以提高无机锌粉在底漆体系中的分散均匀性，提高漆膜的耐腐蚀性能和
耐候性能；此外，合适的醇醚类极性有机化合物还可以使弹性乳液溶胀，在提高混合后的底漆体系的粘度的同时，可以降低体系的表面张力，不仅可以有效改善体系中的无机填料(如锌粉、水滑石、防锈颜料)的分散稳定性，防止其沉淀，还可以与水形成“共溶剂”，提高水的挥发速率，进一步缩短水性底漆的干燥时间。
[0021]优选地，所述醇醚类极性有机化合物包括但不限于丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚或乙二醇丙醚中一种或几种的组合，进一步优选为丙二醇甲醚。所述醇醚类极性有机化合物可作为溶剂，具有较高的极性，提高锌粉在水性底漆体系中的分散性。
[0022]优选地，所述锌粉包括球状锌粉和片状锌粉，所述球状锌粉和片状锌粉的重量比为球状锌粉：片状锌粉＝(1～6)：1。球状锌粉和片状锌粉混合，在有效利用片状锌粉的阻隔作用的同时，可以提高漆膜中的锌粉在基材表面的致密性，进一步提高漆膜的耐腐蚀性和耐候性。
[0023]优选地，所述防锈颜料包括磷酸锌、云母氧化铁、三聚磷酸铝、硅酸锂、磷铁粉中的一种或几种的组合。防锈颜料的加入，可进一步提高漆膜的耐腐蚀性和耐候性。
[0024]优选地，所述水滑石的粒径<30μm，水滑石的粒径在该范围内，能进一步提升漆膜的防腐性能、流平性和耐高温性能。
[0025]优选地，所述水性无机树脂包括硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠或硅溶胶中的一种或几种的组合。
[0026]优选地，所述弹性乳液包括苯丙乳液、硅丙乳液、丙烯酸乳液中的一种或几种的组合。
[0027]优选地，所述防沉剂A包括聚氨酯、缔合型丙烯酸、聚酰胺蜡中的一种或几种的组合。
[0028]优选地，所述防沉剂B包括纳米蒙脱土、有机膨润土、气相二氧化硅中的一种或几种的组合。
[0029]优选地，所述分散剂包括聚醚化合物、丙烯酸聚合物、磷酸酯化合物中的一种或几种的组合。
[0030]优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或几种的组合。
[0031]优选地，所述硅烷偶联剂包括氨基硅烷、环氧基硅烷中的一种或几种的组合。
[0032]所述水性底漆的制备方法，包括如下步骤：
[0033]A组分制备：
[0034]S1.预混合：将弹性乳液、分散剂和水混合均匀，得到预混物；
[0035]S2.向步骤S1得到的预混物中加入防沉剂A混合均匀后，继续加入水性无机树脂、分散剂、消泡剂、流平剂混合均匀，得到A组分；
[0036]B组分制备：
[0037]S1.预混合：将醇醚类极性有机化合物、硅烷偶联剂和无水乙醇混合均匀，得到预混物；
[0038]S2.向步骤S1得到的预混物中加入防沉剂B混合均匀后，依次加入水滑石、锌粉和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性底漆，其特征在于，包括如下重量份的组分：A组分，总重量按50份计：B组分，总重量按50份计：所述锌粉包括球状锌粉和片状锌粉；其中，B组分的制备方法包括如下步骤：S1.预混合：将醇醚类极性有机化合物、硅烷偶联剂和无水乙醇混合均匀，得到预混物；S2.向步骤S1得到的预混物中加入防沉剂B混合均匀后，依次加入水滑石、锌粉和防锈颜料混合均匀，得到B组分。2.根据权利要求1所述的水性底漆，其特征在于，所述醇醚类极性有机化合物包括丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚或乙二醇丙醚中一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的水性底漆，其特征在于，所述锌粉包括球状锌粉和片状锌粉，所述球状锌粉和片状锌粉的重量比为球状锌粉：片状锌粉＝(1～6)：1。4.根据权利要求1所述的水性底漆，其特征在于，所述防锈颜料包括磷酸锌、云母氧化铁、三聚磷酸铝、硅酸锂、磷铁粉中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的水性底漆，其特征在于，所述水滑石的粒径<30μm。6.根据权利要求1所述的水性底漆，其特征在于，所述水性无机树脂包括硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠或硅溶胶中的一种或几种的组合。7.根据权利要求1所述的水性底漆，其特征在于，所述弹性乳液包括苯丙乳液、硅丙乳液、丙烯酸乳液中的一种或几种的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞清，张鑫，栾轲，张本桥，
申请(专利权)人：广州集泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：