本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性雙組份環(huán)氧底漆及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著涂料與涂裝技術(shù)的不斷發(fā)展，涂料材料也在不斷地更新和換代，水性涂料就是在發(fā)展中涌現(xiàn)的新的涂料系列產(chǎn)品。隨著世界各國對VOC排發(fā)要求的不斷降低，法律法規(guī)及標準的出臺，水性涂料也將替代或部分替代傳統(tǒng)的溶劑型涂料，將成為涂裝行業(yè)必不可少的一員。軌道交通市場也在這方面正在進行著一些嘗試。

軌道交通車輛應(yīng)用水性涂料要追溯到上個世紀90年代初，主要應(yīng)用的部位要從軌道客車車體的阻尼降噪涂料的應(yīng)用開始，在這之前，鐵路客車隔音阻尼材料采用的是溶劑型瀝青材料，由于施工過程中環(huán)境極差，特別是施工過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物對人的呼吸系統(tǒng)有很強的刺激作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水性雙組份環(huán)氧底漆及其制備方法、應(yīng)用，所述水性雙組份環(huán)氧底漆，在其它性能與傳統(tǒng)溶劑性產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，VOC得到了明顯的降低。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種水性雙組份環(huán)氧底漆，所述主劑A組份的組成及質(zhì)量百分比含量是：水性環(huán)氧樹脂50-65％，鈦白粉26-35％，溶劑0.5-1％，顏料5-10％，助劑1-6％，余量為水；

所述固化劑B組份的組成及質(zhì)量百分比含量是：聚酰胺固化劑60-80％，溶劑10-20％，余量為水；

主劑A組份的水性雙組份環(huán)氧底漆與固化劑B組份的水溶性胺固化劑進行固化交聯(lián)。

優(yōu)選地，所述主劑A組份和固化劑B組份的重量比為(3-5)∶1。

優(yōu)選地，水性雙組份環(huán)氧底漆環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基與聚酰胺固化劑中的-NH-的摩爾比為1∶(1-1.2)，可使得水性雙組份環(huán)氧底漆環(huán)氧樹脂充分固化，提高利用率。

更優(yōu)選地，所述主劑A組份和固化劑B組份的重量比為5∶1，此時水性雙組份環(huán)氧底漆環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基與聚酰胺固化劑中的-NH₂的摩爾比為1∶1.1。

所述顏料粉的粒徑為20-30μm。

所述鈦白粉粒徑為20-30μm。所述顏料粉、鈦白粉可以為水性雙組份環(huán)氧底漆提高固含量，并提高水性雙組份環(huán)氧底漆的遮蓋力。

優(yōu)選地，所述主劑A組份中，所述助劑包括防沉劑、分散劑和附著力促進劑，所述防沉劑的質(zhì)量百分含量為0-2％，所述分散劑的質(zhì)量百分含量為0-1％，所述附著力促進劑的質(zhì)量百分含量為1-3％。

進一步優(yōu)選地，所述主劑A組份中，所述防沉劑的質(zhì)量百分含量為0.5-2％，所述分散劑的質(zhì)量百分含量為0.5-1％，所述附著力促進劑的質(zhì)量百分含量為1-3％。

更優(yōu)選地，所述主劑A組份中，所述防沉劑為0.5％，所述分散劑為0.5％，附著力促進劑為1％。

優(yōu)選地，所述防沉劑包括氫化蓖麻油、蓖麻油衍生物、6900-20X、有機膨潤土和氣相二氧化硅中的一種或多種。防沉劑的加入量要在合適的范圍，才能使油漆獲得良好的儲存性能和施工性能，防沉劑的加入量太少，油漆容易沉淀且施工時易流掛；加入量太多，油漆的觸變性變大，流變性變差，容易出現(xiàn)“圈印痕”，影響漆膜外觀。本發(fā)明中進一步優(yōu)選地，所述防沉劑的加入量占主劑A組份的質(zhì)量分數(shù)為0.5-2％。

更優(yōu)選地，所述6900-20X為購自日本帝斯巴隆的DISPARLON 6900-20X或太原美特翔的MT 6900-20X。

優(yōu)選地，所述分散劑包括BYK-190和BYK191中的一種或多種。

所述分散劑的種類為本領(lǐng)域人員所公知，例如所述分散劑可選自BYK-190和BYK-191中的一種或多種，但不限于此。BYK系列是德國畢克公司產(chǎn)品，以上牌號為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

優(yōu)選地，所述附著力促進劑包括硅烷偶聯(lián)劑附著力促進劑。

進一步優(yōu)選地，所述附著力促進劑包括γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、環(huán)氧基三甲氧基硅烷和氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種，但不限于此，只要是適用于金屬底材和環(huán)氧樹脂體系的硅烷偶聯(lián)劑即可。所述附著力促進劑的存在，可以進一步提高改性環(huán)氧漆漆膜在金屬底材表面的附著力、耐鹽霧性能等。

更優(yōu)選地，所述環(huán)氧基三甲氧基硅烷包括購自美國道康寧Z-6040偶聯(lián)劑，所述氨丙基三甲氧基硅烷包括購自美國道康寧Z-6020偶聯(lián)劑。

優(yōu)選地，所述主劑A組份中，所述溶劑為二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚中的一種或多種，但不限于此。

更優(yōu)選地，所述主劑A組份中，所述溶劑為二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚的混合物，按質(zhì)量百分比計：其中，二丙二醇甲醚為0.3-0.5％，丙二醇甲醚為0.3-0.5％。

在主劑A組份和固化劑B組份的混合過程中，主要靠聚酰胺固化劑上仲胺的活潑氫打開水性環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基而交聯(lián)形成改性環(huán)氧漆漆膜，與水性環(huán)氧樹脂之間的混溶性較好，漆膜的附著力較好。另外，在固化成膜過程中，聚酰胺固化劑無毒，有利于人工操作。

優(yōu)選地，所述固化劑B組份中，所述聚酰胺固化劑包括NPED-508。

本發(fā)明一實施例中，所述聚酰胺固化劑為購自南亞公司、型號為NPED-508的產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述固化劑B組份中，所述溶劑為二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚中的一種或多種，但不限于此。

本發(fā)明第一方面提供了一種水性雙組份環(huán)氧底漆，包括主劑A組份和固化劑B組份，A組份包括以下質(zhì)量百分含量的各原料：水性環(huán)氧樹脂50-60％，鈦白粉26-35％，溶劑0.5-1％，助劑1-6％，水5-10％。所述主劑A組份中各原料的質(zhì)量百分含量的總和為100％，固化劑B組份包括水溶性胺固化劑。配方中，自主合成的水性環(huán)氧樹脂性能優(yōu)良，并配合填料、顏料、助劑的綜合作用，使該水性雙組份環(huán)氧底漆具有良好附著力，防腐性，漆膜性能優(yōu)異，可以與目前的溶劑性產(chǎn)品相當。

第二方面，本發(fā)明還提供一種水性雙組份環(huán)氧底漆的制備方法，包括以下步驟：

(1)取主劑A組份的各原料，所述主劑A組份包括以下質(zhì)量百分含量的各原料：水性環(huán)氧樹脂50-60％，鈦白粉26-35％，溶劑0.5-1％，助劑1-6％，水5-10％，所述主劑A組份中各原料的質(zhì)量百分含量的總和為100％，將所述A組份的各原料混合均勻，制得主劑A組份；

(2)取固化劑B組份，所述固化劑B組份包括聚酰胺固化劑；

(3)將上述主劑A組份和固化劑B組份混合后，攪拌均勻，得到水性雙組份環(huán)氧底漆。

優(yōu)選地，步驟(2)中，所述固化劑B組份包括以下質(zhì)量百分含量的原料：聚酰胺固化劑60-80％，水5-15％，溶劑10-20％，所述B組份中各原料的質(zhì)量百分含量的總和為100％，將所述B組份的各原料混合均勻，制得固化劑B組份。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述混合是在攪拌條件下進行，所述攪拌速度為1000-1200r/min，攪拌的時間為15-25min。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述制得主劑A組份的操作具體為：將水性環(huán)氧環(huán)氧樹脂與水，溶劑分散均勻，再依次加入，鈦白粉、助劑，并混合均勻。

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述A組份和B組份的重量比為(4-5)∶1。

優(yōu)選地，步驟(3)中，所述攪拌的速度為900-1200r/min，所述攪拌的時間為15-20min。

本發(fā)明實施例第二方面提供的水性雙組份環(huán)氧底漆的制備方法，施工時先將主劑A組份與固化劑B組份按比例配制，并攪拌混合均勻，配以溶劑調(diào)至施工粘度，然后進行施工涂裝。該制備工藝簡單可控，可施工性強。

第三方面，本發(fā)明還提供上述水性雙組份環(huán)氧底漆在金屬底材上的應(yīng)用。

所述應(yīng)用方式具體為：取所述水性雙組份環(huán)氧底漆，將其涂覆到金屬底材的表面，常溫固化，在所述金屬底材上形成水性雙組份環(huán)氧底漆漆膜。

本發(fā)明第三方面提供的所述水性雙組份環(huán)氧底漆的應(yīng)用方式便捷，所述水性雙組份環(huán)氧底漆可以在常溫下固化，可施工性強，對金屬底材的附著力強，延長金屬設(shè)備的使用壽命。

具體實施方式

以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明實施例中，所用有水性環(huán)氧樹脂為本集團自主合成的水性樹脂。簡述水性環(huán)氧樹脂的合成：

在高位槽中，投入丙烯酸、126聚酯改性樹脂、丙烯酸丁酯苯乙烯和BPO，充分溶解和攪勻，待滴加用。

在反應(yīng)器中，投入乙二醇乙醚，在攪拌下加入E-12環(huán)氧樹脂，升溫至130℃，并在130-135℃保溫回流2小時，取樣于玻璃板上呈透明無顆粒為環(huán)氧樹脂完全溶解。

保持溫度在130-135℃之間，開始向反應(yīng)器中滴加高位槽的單體混合液，并控制在3小時滴加完成，保溫30分鐘。

追加少量BPO和乙二醇乙醚混合物，保溫在135℃回流四小時。抽真空脫出60％的乙二醇乙醚，用N，N二甲基乙醇胺中和至PH什6.5-7.0之間，并用離子水將固體分調(diào)整為45％。即得性能優(yōu)越的水性環(huán)氧樹脂。

所述聚酰胺固化劑為購自南亞公司、型號為NPED-508的產(chǎn)品。

所述分散劑選自BYK-190。

實施例1中的水性雙組份環(huán)氧底漆的制備方法如下：

(1)按質(zhì)量百分含量選取A組份中的各原料，各原料的質(zhì)量分數(shù)總和為100％，將有水性環(huán)氧樹脂與水和溶劑分散均勻，再依次加入研磨，鈦白粉、及助劑，并在1200r/min下攪拌15min，待混合均勻后，制得主劑A組份；

(2)按質(zhì)量百分含量選取B組份中的各原料，B組份中上述原料的總和為100％，將所述B組份的各原料混合均勻，制得B組份；

(3)將上述主劑A組份和固化劑B組份以5∶1的重量比混合后，以1000r/min的速度攪拌18min，得到水性雙組份環(huán)氧底漆。

實施例2中的水性雙組份環(huán)氧底漆的制備方法如下：

(1)按質(zhì)量百分含量選取A組份中的各原料，各原料的質(zhì)量分數(shù)總和為100％，將有水性環(huán)氧樹脂與水和溶劑分散均勻，再依次加入研磨，鈦白粉、及助劑，并在1200r/min下攪拌15min，待混合均勻后，制得主劑A組份；

(2)按質(zhì)量百分含量選取B組份中的各原料，B組份中上述原料的總和為100％，將所述B組份的各原料混合均勻，制得B組份；

(3)將上述主劑A組份和固化劑B組份以4∶1的重量比混合后，以1200r/min的速度攪拌15min，得到水性雙組份環(huán)氧底漆。

實施例3中的水性雙組份環(huán)氧底漆的制備方法如下：

(1)按質(zhì)量百分含量選取A組份中的各原料，各原料的質(zhì)量分數(shù)總和為100％，將有水性環(huán)氧樹脂與水和溶劑分散均勻，再依次加入研磨，鈦白粉、及助劑，并在1200r/min下攪拌15min，待混合均勻后，制得主劑A組份；

(2)按質(zhì)量百分含量選取B組份中的各原料，B組份中上述原料的總和為100％，將所述B組份的各原料混合均勻，制得B組份；

(3)將上述主劑A組份和固化劑B組份以5∶1的重量比混合后，以900r/min的速度攪拌20min，得到水性雙組份環(huán)氧底漆。

對各實施例制得的水性雙組份環(huán)氧底漆的性能優(yōu)異，經(jīng)目測，其外觀為無表面色調(diào)均勻一致，無結(jié)塊、沉淀經(jīng)攪拌可以混合均勻，細度≤40μm；雙組份涂料適用期為大于4h(TB/T 2260)；形成的漆膜平整、無明顯顆粒，不揮發(fā)物含量為65％(檢測方法：GB/T 1725)。之后將各實施例制得的水性雙組份環(huán)氧底漆涂覆于軌道交通用金屬鋁合金，碳鋼專用金屬底材表面，待完全固化得到漆膜，并對漆膜的性能進行表征，結(jié)果如表1所示。

各實施例的環(huán)氧漆的表征結(jié)果

其中，附著力按照GB/T9286-1998的劃格實驗的方法進行測定(注：按照國標0級附著力最好，級數(shù)增加，附著力相應(yīng)下降)；耐鹽霧性的合格標準是鹽霧試驗500h后板面無起泡、不生銹、十字劃痕處腐蝕寬度≤2mm(單向)；杯突試驗：用規(guī)定的鋼球或球形沖頭頂壓在模內(nèi)的試樣，直至試樣產(chǎn)生第一條裂紋為止，其壓入深度mm)即杯突深度，以此來判定金屬材料沖壓性能大小，其深度不小于規(guī)定時為合格。

本專利采用低成本原料，研制出新型實用的水性雙組份環(huán)氧底漆，使其具備優(yōu)異的力學性能、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性能，并且制備工藝簡單。特點是具有優(yōu)異的力學性能、電性能、耐熱性、耐水性和粘結(jié)性，VOC得到了明顯的降低。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。