專利名稱：：單組份175℃烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及化工產品及制備方法領域，特別是一種陽離子型環(huán)保水性還氧-聚氨酯防腐底漆體系。技術背景水性聚氨酯漆相對于溶劑型聚氨酯而言，是以水為分散介質，節(jié)能、環(huán)保、安全、且水便宜易得，明顯降低成本，故越來越引起人們廣泛重視。聚氨酯水性涂料目前主要是利用陰離子型體制原理。非離子型聚氨酯分散體體制原理也在一定范圍內應用(見《水分散體涂料》劉國杰主編第152頁)。聚氨酯水性涂料眾多突出優(yōu)點在此不做詳細敘述，目前它存在的不足之處主要表現(xiàn)在如下的四個方面1.施工粘度下，涂料固體份低，因此得到相同厚度需要更高的涂膜厚度；2.增稠劑、乳化劑的使用對涂膜固化后耐水性影響嚴重；3.陰離子型水性聚氨酯體系顯堿性，金屬涂裝需借助防閃銹劑，降低了涂膜防腐性。有些陰離子水性聚氨酯還需借助pH值調整劑將體系pH值調至涂層最佳交聯(lián)狀態(tài)下的pH值范圍。
發(fā)明內容為解決或改善現(xiàn)有水性聚氨酯涂料的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種單組分175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其在施工粘度下固體份高，施工適用期(活化期)長，對涂裝環(huán)境要求不高，方便噴涂，并提高涂膜耐水性及綜合防腐性能。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于按質量份計算，配方包括以下組分水性陽離子環(huán)氧樹脂20-40份，顏/填料40-60份，無毒催干劑0.5-1.5份，分散劑0.5-2份，去離子水20-30份。所述的水性陽離子環(huán)氧樹脂按質量份計算，配方包括以下組分改性環(huán)氧樹脂50-70份，半封閉型和/或封閉型聚氨酯固化劑10-30份，中和劑5-30份，去離子水5-20份。所述的改性環(huán)氧樹脂按質量份計算，配方包括以下組分醇醚類和酮類溶劑10-30份，環(huán)氧樹脂20-35份，脂肪胺0.5-2份，酮亞胺樹脂10-25份。所述的酮亞胺樹脂按質量份計算，配方包括以下組分聚醚胺或聚酰胺60-80份、丁酮或甲基異丁基酮20-40份。所述半封閉或封閉型聚氨酯固化劑按質量份計算，配方包括以下組分芳香族多異氰酸酯5-20份，醇醚類化合物、單羥基醇類化合物、脂環(huán)醇、苯甲醇、己內酰胺其中之一或兩種以上混合3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份，酮類溶劑0-40份。一種單組分175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆的制造方法，其特征在于包括以下步驟將水性陽離子環(huán)氧樹脂20-40份，顏/填料40-60份，無毒催干齊U0.5-1.5份，分散劑0.5-2份，去離子水20-30份投入分散鍋高速分散，然后靜置8小時以上；進砂磨機研磨至細度合格。所述水性陽離子環(huán)氧樹脂的制備方法，其特征包括以下步驟(1)改性環(huán)氧樹脂的制備將環(huán)氧樹脂20-35份，醇醚類、酮類溶劑10-30份投入反應釜在50°C-80'C下攪拌溶解后加脂肪胺0.5-2份在80'C-9(TC下反應2-3小時；反應完成后，在75'C-9(TC下滴加10-25份酮亞胺樹脂入反應釜并保溫1.5-2.5小時，得改性環(huán)氧樹脂；(2)固化劑的制備將芳香族多異氰酸酯5-20份投入反應鍋，在20-5(TC分批加入或滴加醇醚類化合物、單羥基醇類化合物、脂環(huán)醇、苯甲醇、己內酰胺其中之一或兩種以上混合3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份；爾后在40-6(TC保溫20-40分鐘后再升溫至70。C-9(TC保溫1.5-3小時，加溶劑0-40份即得半封閉或封閉型聚氨酯固化劑；(3)將改性環(huán)氧樹脂50-70份加熱到70-90°C，滴加或分批加入半封閉型和/或封閉型固化劑10-30份，并在此溫度下保溫1-2.5小時后加去離子水5-20份在70-90'C保溫40-80分鐘；爾后降溫至25-7(TC加中和劑5-30份攪拌0.5-1小時即得水性陽離子環(huán)氧樹脂。本發(fā)明的優(yōu)點在于集中了芳香族多異氰酸酯的耐溶劑性、硬度、拉伸強度、彈性好，環(huán)氧樹脂的粘接性和防腐性好，聚酰氨樹脂的柔韌性、耐水性、對基材的潤濕能力好，聚醚、聚碳酸酯二元醇、聚醚胺的柔韌性好，脂肪胺的綜合性能好等諸多優(yōu)點于一身，從而賦予了產品的優(yōu)良施工性能，漆膜的耐堿、耐水、耐鹽霧性優(yōu)異及綜合性能好的特性。本發(fā)明可應用于汽車、工程機械、農用車等行業(yè)防腐涂裝，應用于五金、電器行業(yè)防腐涂裝，以及電泳修補用漆。具體實施方式本發(fā)明是一種單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，按質量份計算，配方包括以下組分:水性陽離子環(huán)氧樹脂20-40份，顏/填料40-60份，無毒催干劑0.5-1.5份，分散劑0.5-2份，去離子水20-30份。水性陽離子環(huán)氧樹脂按質量份計算，配方包括以下組分改性環(huán)氧樹脂50-70份，半封閉型和/或封閉型聚氨酯固化劑10-30份，中和劑5-30份，去離子水5-20份。中和劑為有機酸，優(yōu)選甲酸、乙酸、丙酸、乳酸，草酸等的水溶液。改性環(huán)氧樹脂按質量份計算，配方包括以下組分醇醚類和酮類溶劑10-30份，環(huán)氧樹脂20-35份，脂肪胺0.5-2份，酮亞胺樹脂10-25份。其中，醇醚類和酮類溶劑可以是丙二醇甲/乙/丁醚、2-羥基甲/乙/丁醚、苯甲醇、二丙二醇甲醚、丁醇、異丙醇、丁酮、環(huán)乙酮、甲基異丁基酮；環(huán)氧樹脂可以是環(huán)氧當量為180-1000之間的雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛改性環(huán)氧樹脂；聚酰胺的胺值在80-380之間；聚醚胺的分子量在1000-3000之間。半封閉或封閉型聚氨酯固化劑按質量份計算，配方包括以下組分芳香族多異氰酸酯5-20份，醇醚類化合物、單羥基醇類化合物、脂環(huán)醇、苯甲醇、己內酰胺其中之一或兩種以上混合3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份，酮類溶劑0-40份。其中，芳香族多異氰酸酯可以是TDI，MDI;醇醚類化合物可以是乙二醇丁醚、二乙二醇甲/乙/丁醚、2-羥基甲/乙/丁醚、丙二醇甲/乙/丁醚；聚醚可以是分子量在400-3000之間的聚丙二醇醚、聚乙二醇醚，或混合聚醚；聚碳酸酯二元醇的分子量在1000-3000之間；脂肪胺可以是甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二丙胺、二正丁胺；酮類溶劑可以是丁酮、環(huán)乙酮、甲基異丁基酮。顏料可以是鈦白粉、碳黑、氧化鐵紅、沉淀硫酸鎖、水洗高嶺土等。無毒催干劑為二丁基氧化錫、辛酸亞錫，月桂酸二異丁基錫等錫鹽，各種鉍鹽，稀土催干劑，鈷鹽催干劑。分散劑為非離子型分散劑或陽離子型分散劑。上述單組分175。C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆的制造方法，包括以下步驟將水性陽離子環(huán)氧樹脂20-40份，顏/填料40-60份，無毒催干劑0.5-1.5份，分散劑0.5-2份，去離子水20-30份投入分散鍋高速分散l小時后靜置8小時以上；進砂磨機研磨至細度合格。上述水性陽離子環(huán)氧樹脂的制備方法，其特征包括以下步驟(1)改性環(huán)氧樹脂的制備將環(huán)氧樹脂20-35份，醇醚類、酮類溶劑10-30份投入反應釜在50°C-8(TC下攪拌溶解1小時后加脂肪胺0.5-2份在8(TC-卯'C下反應2-3小時；反應完成后，在75'C-90。C下滴加10-25份酮亞胺樹脂入反應釜并保溫1.5-2.5小時，得改性環(huán)氧樹脂；(2)固化劑的制備將芳香族多異氰酸酯5-20份投入反應鍋，在20-50'C分批加入或滴加醇醚類單羥基化合物、單羥基醇類化合物、脂環(huán)醇、苯甲醇、己內酰胺其中之一或兩種以上混合3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份(若是聚碳酸酯二元醇或聚醚事先需經溶劑溶解)；爾后在40-6(TC保溫20-40分鐘后再升溫至7(TC-90'C保溫1.5-3小時，加溶劑0-40份即得半封閉或封閉型聚氨酯固化劑；(3)將改性環(huán)氧樹脂50-70份加熱到70-9(TC，滴加或分批加入半封閉或封閉型固化劑10-30份，并在此溫度下保溫1-2.5小時后加去離子水5-20份在70-9(TC保溫40-80分鐘；爾后降溫至50'C以下加中和劑5-30份攪拌半小時至1小時即得水性陽離子環(huán)氧樹脂。實施例1將29.4份MDI投入反應鍋，加甲基異丁基酮38.5份，開攪拌加熱溶解，溫度在60-70'C，徹底溶解后降溫至50"C加月桂酸二異丁基錫、磷酸各0.04份并在攪拌下加入15.4份己內酰胺，攪拌并緩慢升溫至7(TC保溫2小時，即得半封閉聚氨酯固化劑。實施例2向反應鍋中投入TDI55.3份，加丁酮20份開攪拌在5(TC下滴加二乙二醇乙醚89.4份，滴完后在5(TC下保溫30分鐘后，升溫至7(TC保溫3小時即得封閉型聚氨酯固化劑。實施例3將聚碳酯二元醇(分子量2000)110份、丁酮溶劑15份、實施例1制得的半封閉固化劑25份投入反應釜，開攪拌升溫至120。C反應2小時后，降溫至80。C，滴加TDI10份，滴完后升溫至ll(TC保溫1小時即得半封閉的聚氨酯固化劑。實施例4將E20環(huán)氧樹脂81份、丙二醇甲醚39.4份、丁酮19.8份投入反應釜在50°C-80°CT加熱攪拌溶解l小時；之后加二甲基乙醇胺2.2份、二乙醇胺9.1份、異丙醇19.7份在80'C-85'C保溫2小時；然后滴加酮亞胺混合物49.2份(該酮亞胺混合物是由用丁酮封閉的分子量為2000的聚醚胺2.8份和用甲基異丁基酮封閉的胺值為300的聚酰氨樹脂46.4份組成)并在85'C下保溫1小時后，再升溫至9(TC保溫2小時，即得改性環(huán)氧樹脂。實施例5將實施例4制得的改性環(huán)氧樹脂80份投入反應釜在75r-8(TC下攪拌滴加實施例1制得的半封閉固化劑17.6份，接著分三批加入實施例2制得的封閉型聚氨酯固化劑11.3份，并在8(TC下保溫2小時后加水6份繼續(xù)保溫1小時，降溫到5(TC以下加中和劑6份攪拌30分鐘即得陽離子水性環(huán)氧樹脂。實施例6將水性陽離子環(huán)氧樹脂30份、鈦白粉10.5份、水洗高嶺土42份、二丁基氧化錫0.3份、分散劑0.7份、去離子水21份投入分散鍋在900轉/分下分散1小時后再靜置8小時，進砂磨機研磨至細度30y即合格。檢測結果一、原漆質量外觀各色，無結塊、分層。細度為30u，固含》60%。漆膜性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明的優(yōu)點如下(l)可直接用清水調至施工粘度便可施工，不需添加增稠劑即可一次厚涂達25-40u，不流掛，收水快，施工粘度下固含》45%;(2)無需加防閃銹劑，直接在裸鐵板上噴涂不會出現(xiàn)閃銹；(3)與原子灰、中涂涂層等有極好的配套性；(4)環(huán)境友好，原漆溶劑含量《8%，不含任何有毒溶劑，不含鉛等重金屬；(5)涂膜綜合性能可與陰極電泳涂料相當，防腐性能極為優(yōu)秀，也可作為電泳修補漆用；(6)本發(fā)明本身對水性聚氨酯類涂料開發(fā)提供了一種新的可行的途徑，有著較大的意義。權利要求1.一種單組份175℃烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于按質量份計算，配方包括以下組分水性陽離子環(huán)氧樹脂20-40份，顏/填料40-60份，無毒催干劑0.5-1.5份，分散劑0.5-2份，去離子水20-30份。2.根據(jù)權利要求1所述的單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于所述的水性陽離子環(huán)氧樹脂按質量份計算，配方包括以下組分改性環(huán)氧樹脂50-70份，半封閉型和/或封閉型聚氨酯固化劑10-30份，中和劑5-30份，去離子水5-20份。3.根據(jù)權利要求2所述的單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于所述的改性環(huán)氧樹脂按質量份計算，配方包括以下組分醇醚類和酮類溶劑10-30份，環(huán)氧樹脂20-35份，脂肪胺0.5-2份，酮亞胺樹脂10-25份。4.根據(jù)權利要求3所述的單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于所述的酮亞胺樹脂按質量份計算，配方包括以下組分聚醚胺或聚酰胺60-80份、丁酮或甲基異丁基酮20-40份。5.根據(jù)權利要求2所述的單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于所述半封閉或封閉型聚氨酯固化劑按質量份計算，配方包括以下組分芳香族多異氰酸酯5-20份，醇醚類化合物、單羥基醇類化合物、脂環(huán)醇、苯甲醇、己內酰胺其中之一或兩種以上混合3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份，酮類溶劑0-40份。6.根據(jù)權利要求2所述的單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于所述的中和劑為有機酸。7.根據(jù)權利要求1所述的單組份175"C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其特征在于所述的無毒催干劑為鉍鹽類催干劑、錫鹽類催干劑、稀土催干劑或鈷鹽催干劑；所述的分散劑為非離子型分散劑、陽離子型分散劑。8.—種單組分175T:烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆的制造方法，其特征在于包括以下步驟將水性陽離子環(huán)氧樹脂20-40份，顏/填料40-60份，無毒催干劑0.5-1.5份，分散劑0.5-2份，去離子水20-30份投入分散鍋高速分散，然后靜置8小時以上；進砂磨機研磨至細度合格。9.根據(jù)權利要求8所述的單組份175'C烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆的制造方法，其特征在于所述水性陽離子環(huán)氧樹脂按以下步驟制備(1)改性環(huán)氧樹脂的制備將環(huán)氧樹脂20-35份，醇醚類、酮類溶劑10-30份投入反應釜在50°C-8(TC下攪拌溶解后加脂肪胺0.5-2份在80'C-9(TC下反應2-3小時；反應完成后，在75。C-90'C下滴加10-25份酮亞胺樹脂入反應釜并保溫1.5-2.5小時，得改性環(huán)氧樹脂；(2)固化劑的制備將芳香族多異氰酸酯5-20份投入反應鍋，在20-5(TC分批加入或滴加醇醚類化合物、單羥基醇類化合物、脂環(huán)醇、苯甲醇、己內酰胺中的一種或兩種以上3-30份，聚醚或聚碳酸酯二元醇0-80份；爾后在40-6(TC保溫20-40分鐘后再升溫至70'C-卯'C保溫1.5-3小時，加溶劑0-40份即得半封閉或封閉型聚氨酯固化劑；(3)將改性環(huán)氧樹脂50-70份加熱到70-90°C，滴加或分批加入半封閉和/或封閉型固化劑10-30份，并在此溫度下保溫1-2.5小時后加去離子水5-20份在70-90。C保溫40-80分鐘；爾后降溫至25-7(TC加中和劑5-30份攪拌0.5-1小時即得水性陽離子環(huán)氧樹脂。全文摘要本發(fā)明公開了一種單組份175℃烘干陽離子型水性環(huán)氧-聚氨酯防腐底漆體系，其包括水性陽離子環(huán)氧樹脂、顏/填料、無毒催干劑、分散劑以及去離子水，將各組分混合并進行高速分散，靜置后研磨即制得。本發(fā)明產品具有優(yōu)良的施工性能，漆膜的耐堿、耐水、耐鹽霧性優(yōu)異及綜合性能好。本發(fā)明可應用于汽車、工程機械、農用車等行業(yè)防腐涂裝，應用于五金、電器行業(yè)防腐涂裝，以及電泳修補用漆。文檔編號C09D175/04GK101402820SQ20081019876公開日2009年4月8日申請日期2008年9月25日優(yōu)先權日2008年9月25日發(fā)明者江澤平申請人:江澤平;陳欽彬