本專利涉及精細(xì)化工領(lǐng)域，尤其涉及一種防銹底漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

鋼鐵基材防腐最便捷、最經(jīng)濟(jì)的手段是選擇有機(jī)涂層防護(hù)，而有效的涂層使用壽命必須依賴于良好的表面處理才能充分發(fā)揮涂料的防腐性能?，F(xiàn)實中由于涂裝施工工況環(huán)境及條件的限制，往往難以按除銹標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行徹底的表面處理。通常處理后的基材仍帶有不同程度的銹蝕物、且經(jīng)常處于高度潮濕的狀態(tài)。這種基材表面上直接涂裝普通涂料往往得不到預(yù)期防腐效果。所以需要一種可以在不符合除銹標(biāo)準(zhǔn)的表面直接進(jìn)行帶銹涂裝的高性能的低處理表面涂料，但是目前市面上的涂料達(dá)不到這種要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種防銹底漆及其制備方法，該防銹底漆的防腐性、附著力、柔韌性等指標(biāo)均比較優(yōu)越。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種防銹底漆，包括a組分和b組分；所述a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂5-23，消泡劑0.1-2，分散劑0.1-1，溶劑1-10,觸變劑0.1-1,防沉劑0.1-1.5,鋅粉50-87；所述b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑30-70，增韌劑1-9，促進(jìn)劑0.5-4,硅烷偶聯(lián)劑0.5-2,分散劑0.1-0.5,消泡劑0.01-0.5,溶劑10-30。

上述的防銹底漆，其中，所述a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂9.6-23，消泡劑0.5-2，分散劑0.3-0.7，溶劑2.5-7,觸變劑0.2-1,防沉劑1-1.5,鋅粉80-87；所述b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑44-70，增韌劑4-9，促進(jìn)劑1-4,硅烷偶聯(lián)劑1-2,分散劑0.2-0.5,消泡劑0.01-0.5,溶劑15-30。

上述的防銹底漆，其中，所述a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂16，消泡劑1.2，分散劑6，溶劑5,觸變劑0.6,防沉劑1.2,鋅粉82；所述b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑55，增韌劑7，促進(jìn)劑2.5,硅烷偶聯(lián)劑1.5,分散劑0.3,消泡劑0.2,溶劑25。

上述的防銹底漆，其中，所述環(huán)氧樹脂為雙酚a型環(huán)氧樹脂，所述觸變劑為氣相二氧化硅。

本發(fā)明的另一面，一種防銹底漆的制備方法，包括以下步驟：

將環(huán)氧樹脂和溶劑在攪拌條件下依次加入分散劑、觸變劑、鋅粉和防沉劑并攪拌混勻得到第一混合物；

將第一混合物在攪拌條件下加入消泡劑并攪拌混勻得到a組份；

將固化劑、促進(jìn)劑、增韌劑、溶劑和硅烷偶聯(lián)劑在溶器中攪拌均勻得到b組分；

將a組分和b組分混合均勻即可得到防銹底漆。

上述的制備方法，其中，所述將環(huán)氧樹脂和溶劑在2000-5000r/min的攪拌速度下依次加入分散劑、觸變劑、鋅粉和防沉劑并攪拌45min至細(xì)度小于90μm，得到第一混合物。

上述的制備方法，其中，所述將第一混合物在攪拌條件下加入消泡劑并攪拌混勻得到a組份，其中在2000-5000r/min的條件下攪拌30min。

本發(fā)明提供了一種防銹底漆，包括a組分和b組分；所述a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂5-23，消泡劑0.1-2，分散劑0.1-1，溶劑1-10,觸變劑0.1-1,防沉劑0.1-1.5,鋅粉50-87；所述b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑30-70，增韌劑1-9，促進(jìn)劑0.5-4,硅烷偶聯(lián)劑0.5-2,分散劑0.1-0.5,消泡劑0.01-0.5,溶劑10-30，本發(fā)明的防銹底漆是一種富鋅防銹底漆，該防銹底漆的防腐性、附著力、柔韌性等指標(biāo)均比較優(yōu)越。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1為本發(fā)明中漆膜中鐵元素含量能譜儀測定基本譜圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

實施例1，一種防銹底漆，包括a組分和b組分；a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂5，消泡劑0.1，分散劑0.1，溶劑1,觸變劑0.1,防沉劑0.1,鋅粉50；b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑30，增韌劑1，促進(jìn)劑0.5,硅烷偶聯(lián)劑0.5,分散劑0.1,消泡劑0.01,溶劑10，對a、b組分分開制備，在施工的時候?qū)和b組分按質(zhì)量比10：1混合均勻即可使用。

實施例2，一種防銹底漆，包括a組分和b組分；a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂23，消泡劑2，分散劑1，溶劑10,觸變劑1,防沉劑1.5,鋅粉87；b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑70，增韌劑9，促進(jìn)劑4,硅烷偶聯(lián)劑2,分散劑0.5,消泡劑0.5,溶劑30，對a、b組分分開制備，在施工的時候?qū)和b組分按質(zhì)量比10：1混合均勻即可使用。

實施例3，一種防銹底漆，包括a組分和b組分；a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂9.6，消泡劑0.5，分散劑0.3，溶劑2.5,觸變劑0.2,防沉劑1,鋅粉80；所述b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑44，增韌劑4，促進(jìn)劑1,硅烷偶聯(lián)劑1,分散劑0.2,消泡劑0.01,溶劑15，對a、b組分分開制備，在施工的時候?qū)和b組分按質(zhì)量比10：1混合均勻即可使用。

實施例4，一種防銹底漆，包括a組分和b組分；a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂23，消泡劑2，分散劑0.7，溶劑7,觸變劑1,防沉劑1.5,鋅粉87；所述b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑70，增韌劑9，促進(jìn)劑4,硅烷偶聯(lián)劑2,分散劑0.5,消泡劑0.5,溶劑30，對a、b組分分開制備，在施工的時候?qū)和b組分按質(zhì)量比10：1混合均勻即可使用。

實施例5，一種防銹底漆，包括a組分和b組分；a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂16，消泡劑1.2，分散劑6，溶劑5,觸變劑0.6,防沉劑1.2,鋅粉82；b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑55，增韌劑7，促進(jìn)劑2.5,硅烷偶聯(lián)劑1.5,分散劑0.3,消泡劑0.2,溶劑25，對a、b組分分開制備，在施工的時候?qū)和b組分按質(zhì)量比10：1混合均勻即可使用。

本發(fā)明的防銹底漆具有優(yōu)良的物理、化學(xué)以及施工性能。

以下就本發(fā)明的防銹底漆舉出一具體實施例；

1、原材料

雙酚a環(huán)氧樹脂：工業(yè)級，臺灣宏昌公司；分散劑：工業(yè)級，德國漢高；消泡劑：工業(yè)級，荷蘭埃夫卡；防沉劑：工業(yè)級，臺灣德謙；鋅粉：揚(yáng)州雙盛公司；混合溶劑：工業(yè)級，自配；增韌劑：工業(yè)級，德國科寧；胺固化劑：工業(yè)級，美國殼牌；促進(jìn)劑：上海科帆化工有限公司；觸變劑：工業(yè)級，德國瓦克；偶聯(lián)劑：工業(yè)級，美國道康寧。

2、主要儀器設(shè)備

jb90-d型強(qiáng)力電動攪拌機(jī)，sk2砂磨機(jī)，無氣噴涂設(shè)備等。

3、實驗步驟

甲組分制備

首先將混合溶劑和環(huán)氧樹脂、按比例混合均勻，在高速分散機(jī)攪拌的過程中，按比例依次加入分散劑、防沉劑、鋅粉及氣相二氧化硅；混合攪拌后，高速分散45min至細(xì)度小于90μm；在高速分散的條件下，將消泡劑加入，高速分散30min，過濾包裝后即得涂料成品。

乙組分制備

將胺固化劑、促進(jìn)劑、增韌劑與硅烷偶聯(lián)劑在溶器中混合攪拌分散均勻，過濾包裝即可。

4、樣板制備及性能測試

樣板制備

試驗樣板制備按照gb/t9271規(guī)定進(jìn)行。彎曲性能和沖擊強(qiáng)度測定應(yīng)在漆膜制備48h后進(jìn)行，漆膜厚度要求35±2μm。拉開法附著力測定和耐鹽霧試驗要求涂二道、二道之間間隔48h，漆膜厚度為80±5μm，在漆膜制備168h后進(jìn)行。

5、性能測試方法，按中華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)tb/t1527-2011《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝及涂料供貨技術(shù)條件》的要求進(jìn)行測試。

6、本發(fā)明防銹底漆的技術(shù)指標(biāo)，如表1所示

適用期測定，用250g的涂料甲組分和乙組分按比例混合均勻后，用稀釋劑調(diào)到適用粘度，放入直徑不小于50mm，容積不小于300ml的容器中，在溫度23±2℃相對濕度50±5％的條件下放置，觀察混合后無凝膠現(xiàn)象的時間。施工性能檢驗，噴涂或刷涂時，毎道漆的干膜厚度達(dá)到要求時，應(yīng)無明顯皺紋、流掛、氣泡。如圖1所示，漆膜中鐵元素含量能譜儀測定基本譜圖。

在本發(fā)明中，富鋅涂料是最常用的防腐涂料之一，它以鋅粉為電化學(xué)防銹顏料，環(huán)氧樹脂為基料，聚酰胺樹脂或胺加成物為固化劑，加以適當(dāng)助劑、溶劑配制而成。富鋅涂料的防腐效果主要來自于其中的鋅粉,鋅具有比鐵更強(qiáng)的電化學(xué)活性，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.76v，比鐵（-0.44v）要活潑。在涂膜受到腐蝕時，鋅粉作為陽極先受到腐蝕,基材的鋼鐵作為陰極則受到了保護(hù),［2］因此富鋅涂料中鋅的含量高低對防腐性能有直接的影響。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對富鋅涂料的鋅含量都有明確規(guī)定,如在sspcpaint-20標(biāo)準(zhǔn)中將富鋅涂料的干膜中鋅粉含量分為3個等級:≥85%、77%~85%和65%~77%，而iso12944則規(guī)定富鋅涂料中最小鋅粉含量為80%，這足以表明,具有一定高比例的鋅含量是保證富鋅涂料防腐性能的關(guān)鍵之一。新鐵標(biāo)tb/t1527-2011規(guī)定特制環(huán)氧富鋅防銹底漆，流出時間（6號杯）/s：≥30，﹤60；密度：2.73g/cm3。漆膜中鐵元素含量：無。這就限定了漆膜中除了一定比例的鋅粉外不可能添加與其比重相近的替代金屬顏料或填料如磷鐵粉。滿足上述技術(shù)指標(biāo)的難點是：在保證鋅粉含量在不揮發(fā)份中含量不低于80%［1］的前提下，密度與流出時間指標(biāo)的達(dá)標(biāo)和平衡，怎樣在符合流出時間指標(biāo)的條件下達(dá)到密度指標(biāo)，同時鋅粉含量在不揮發(fā)份中含量不低于80%。通過選擇不同鋅粉比例進(jìn)行試驗,結(jié)果見表2。

表2

從表2可知,當(dāng)鋅粉在配方中的比例達(dá)到80%時，干膜中的鋅含量達(dá)到83%以上，很容易滿足鋅粉含量在不揮發(fā)物中含量不低于80%的指標(biāo)，但密度只有2.66g/cm3；鋅粉含量到81%時，密度指標(biāo)恰好滿足標(biāo)準(zhǔn)，但是粘度指標(biāo)值偏上限；若是粘度指標(biāo)走下限時，密度指標(biāo)就不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，我們以鋅含量分別為81%、82%、83%、87%進(jìn)行配漆,制作涂層試板,固化7d后檢測附著力、柔韌性和鹽霧性能,隨著鋅含量的增大涂膜的耐鹽霧單邊腐蝕寬度越來越小,但柔韌性、附著力逐漸降低。因為在正常情況下，涂層中聚合物樹脂基料的數(shù)量足以包覆涂層中的顏填料，此時的涂層為一連續(xù)致密的膜，而當(dāng)涂膜中的顏填料量增大到某一定值使得基料不足以包覆這些顏填料顆粒時，涂膜的各項性質(zhì)均會發(fā)生變化。如鋅粉含量過高則會導(dǎo)致漆膜與底材之間的附著力減小，一旦腐蝕介質(zhì)滲透到鋅粉表面,則會引起鋅腐蝕，從而使涂層起泡的可能性增大，防腐性能下降。實驗表明鋅含量為82%的富鋅涂料的防腐性、附著力、柔韌性等指標(biāo)均較好。

硅烷偶聯(lián)劑影響，硅烷偶聯(lián)劑是一類硅基的有機(jī)/無機(jī)雜化物,基本分子式為:r-(ch2)nsi(or)3。其中or是可水解的基團(tuán),r-是有機(jī)官能團(tuán)。系統(tǒng)而全面的硅烷防銹性能研究始于20世紀(jì)90年代初[3],國內(nèi)外對硅烷腐蝕機(jī)理的研究結(jié)果顯示,其防銹機(jī)理與鉻鈍化膜不同。眾所周知,鉻鈍化膜以改變金屬表面氧化層的電化學(xué)性質(zhì)來阻止金屬的腐蝕[4-5];而形成于金屬表面的硅烷膜卻并不直接影響其氧化層性質(zhì)。腐蝕產(chǎn)物若在原點蝕坑處積累而不擴(kuò)散開去,則會導(dǎo)致原點蝕再次鈍化,從而終止腐蝕進(jìn)程。為了使鋅粉之間的排列更為緊密,形成一個陽極鋅保護(hù)層和促進(jìn)涂層對底材的附著力。經(jīng)過對比試驗,在該研究中，選擇了美國道康寧z-6011硅烷偶聯(lián)劑，結(jié)果表明加了胺硅烷偶聯(lián)劑的涂層的防腐性比未加胺硅烷偶聯(lián)劑的涂料高出1倍。觸變劑，特制環(huán)氧富鋅防銹底漆是一種高密度的涂料，要求油漆本身具有觸變性能：即涂料靜止時粘度較大，但當(dāng)受到剪切力作用時（如攪拌、涂裝等）粘度大幅度下降，表現(xiàn)出良好的涂刷性能。要解決在施工中涂膜能一次性成膜厚、立面施工不流掛，在貯存時又能夠有效的防止沉降的問題，需要加入觸變劑來達(dá)到觸變性能，常用的觸變劑有：氣相二氧化硅、有機(jī)膨潤土等。氣相二氧化硅對粘度影響大、增稠快，通過表面帶有的硅烷醇基團(tuán)形成氫鍵而成為觸變型結(jié)構(gòu)，制備的涂料觸變性好。實驗過程中發(fā)現(xiàn)在配方中比例達(dá)到0.5%左右時有明顯的增稠效果。但是當(dāng)氣相二氧化硅使用量增大時會影響流出時間、密度兩個指標(biāo)的平衡達(dá)標(biāo)，而且24h之后，涂料的觸變性有所下降，與胺類固化劑復(fù)配后觸變性也下降。所以試驗中主要以較多比例的有機(jī)膨潤土和少量的氣相二氧化硅作為流變助劑。經(jīng)過反復(fù)試驗,本研究選用了德國瓦克公司的觸變劑和臺灣德謙防沉劑。消泡劑，由于特制環(huán)氧富鋅防銹底漆固體份含量高，在施工攪拌時容易起泡而泡又不易溢出，所以消泡也是比較難解決的問題。德謙6800消泡劑特別適用于高粘度環(huán)氧體系消除微泡，具有很強(qiáng)的消泡和破泡能力，efka2720可以破除較大的氣泡，與6800配合使用效果顯著，經(jīng)過在施工現(xiàn)場無氣噴涂和預(yù)涂刷涂實驗，漆膜表面均無明顯的氣泡和針孔，用刀片切開漆膜，橫截面也無泡孔，說明該配套體系消泡效果好，所得到的漆膜致密完整，無針孔、裂紋等弊病。固化劑的影響，固化劑是粘結(jié)劑的重要組成部分，固化劑對漆膜的防腐性能和涂料的施工性能起著至關(guān)重要的作用。特制環(huán)氧富鋅防銹底漆是雙組分涂料，要求所用固化劑與樹脂組分成膜后的涂層具有良好物化性能，因此，固化劑及交聯(lián)固化效果是決定涂層性能的關(guān)鍵。鐵路支座防腐涂裝一般是在涂裝流水線上通過高壓無氣噴涂施工，涂裝后的工件經(jīng)過低溫烘道（30-50min/70℃）烘烤干燥，要求在保證防腐性能的基礎(chǔ)上，實干時間要短，一般要小于5h。根據(jù)上述要求，選擇了美國殼牌公司改性胺，該固化劑具有常溫粘度低、干燥速度快、在涂層中有良好的分散性、硬度上升快的特點，固化后的漆膜強(qiáng)度高、柔韌性好、耐化學(xué)品性優(yōu)異。根據(jù)試驗結(jié)果，新研制的涂料實干時間僅為3h。常用的固化劑大都是粘度較低的透明液體，當(dāng)觸變性良好的環(huán)氧樹脂組分跟這種固化劑復(fù)配時，混合漆料的觸變性會大大降低，鐵路支座防腐涂裝施工時，通常是用掛鉤將工件吊掛在流水線上立面施工，很容易出現(xiàn)流掛現(xiàn)象。試驗表明，觸變指數(shù)為4的環(huán)氧樹脂組分和美國殼牌公司改性胺固化劑按比例混合后，觸變指數(shù)降至2.6以下。為達(dá)到立面施工單道漆膜的厚度（≥80μm），設(shè)計配方時適量添加了具有增稠劑功能的德國科寧聚酰胺樹脂，其與環(huán)氧樹脂組分復(fù)配后，可立面施工175μm以上不流掛。

本發(fā)明的另一面，一種防銹底漆的制備方法，包括以下步驟：

步驟s1：將環(huán)氧樹脂和溶劑在攪拌條件下依次加入分散劑、觸變劑、鋅粉和防沉劑并攪拌混勻得到第一混合物，具體為，將環(huán)氧樹脂和溶劑在2000-5000r/min的攪拌速度下依次加入分散劑、觸變劑、鋅粉和防沉劑并攪拌45min至細(xì)度小于90μm，得到第一混合物；

步驟s2：將第一混合物在攪拌條件下加入消泡劑并攪拌混勻得到a組份，具體為，在2000-5000r/min的條件下攪拌30min；

步驟s3：將固化劑、促進(jìn)劑、增韌劑、溶劑和硅烷偶聯(lián)劑在溶器中攪拌均勻得到b組分；

步驟s4：將a組分和b組分混合均勻即可得到防銹底漆；

綜上所述，本發(fā)明提供了一種防銹底漆，包括a組分和b組分；所述a組分包括以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹脂5-23，消泡劑0.1-2，分散劑0.1-1，溶劑1-10,觸變劑0.1-1,防沉劑0.1-1.5,鋅粉50-87；所述b組分包括以下重量份的原料組成：固化劑30-70，增韌劑1-9，促進(jìn)劑0.5-4,硅烷偶聯(lián)劑0.5-2,分散劑0.1-0.5,消泡劑0.01-0.5,溶劑10-30，本發(fā)明的防銹底漆是一種富鋅防銹底漆，該防銹底漆的防腐性、附著力、柔韌性等指標(biāo)均比較優(yōu)越。

以上對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。