一種水性環氧樹脂涂料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種水性環氧樹脂涂料，由以下成分制成：三硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、蓖麻油酸鋅、復配乳化劑、膨脹蛭石、改性水性環氧樹脂、硬質酸鈉、鈦酸乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、改性水滑石、活性稀釋劑、消泡劑、去離子水。本與現有技術相比，發明涂料綠色無污染，能快速固化成膜，涂層具有優秀的附著力、抗沖磨、成本低、流平性好、表面強度高、耐水性、優良的耐腐蝕性，優異的耐污染性能以及良好的附著性、潤滑性，硬度高、耐劃傷、耐鹽霧、耐酸堿、光澤度高，這些性能主要是通過本發明中合理的配方和正確的制備工藝獲得的。在相同條件下使用，本發明涂料形成的涂層的壽命比一般水性環氧樹脂涂料形成涂層的壽命要高68%。
【專利說明】
一種水性環氧樹脂涂料
技術領域
[0001 ]本發明涉及化工領域，特別是涉及一種水性環氧樹脂涂料。
【背景技術】
[0002] 環氧樹脂涂料具有優良的工藝性能、機械性能和物理性能，常用的環氧樹脂涂料 大多數為粘稠的液體或固體的，不溶于水，而溶于芳烴類、酮類等有機溶劑，而有機溶劑易 揮發、且易燃易爆，有毒。傳統的環氧樹脂涂料都是以有機溶劑溶解后噴涂的，有機溶劑的 揮發，對環境和人體造成很大的危害，隨著人們生活水平的提高，對環境保護的要求日益迫 切和嚴格。因此，水性環氧樹脂涂料的開發和推廣成為了一種必然的趨勢。但是，目前市場 上使用的水性環氧樹脂涂料價格昂貴，無法滿足普通市場對高質量、低成本、環保涂料的需 求。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種水性環氧樹脂涂料，通過以下技術方案實現： 一種水性環氧樹脂涂料，由A組分與B組分按10:1質量比例混合制成，所述A組分按重量 份計以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油酸鋅5、復配乳化劑2、膨脹蛭石 2、改性水性環氧樹脂85、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸二甲酯4、改性水滑石0.5、活 性稀釋劑10、消泡劑〇. 9、去離子水100; 所述活性稀釋劑按重量份計由以下成分制成:活性聚硅氧烷10、丙烯酸12、芐基縮水甘 油醚8、辛二酸1、三丙二醇二丙烯酸酯3、烯丙基甲酚1;其制備方法為將活性聚硅氧烷、丙烯 酸、芐基縮水甘油醚、辛二酸、三丙二醇二丙烯酸酯、烯丙基甲酚在12°C下進行預混合后，添 加到反應釜中，將溫度緩慢升高至48°C，以100r/min速度攪拌，保持10分鐘后，將溫度升高 至62°C，以850r/min速度攪拌30分鐘，再將溫度降低至室溫，以250r/min速度攪拌10分鐘 后，即可； 所述復配乳化劑按重量份計由以下成分制成:馬來酸酐單酯硫酸鈉4、丙二醇酯3、十二 烷基磺酸鈉1、醋酸乙烯酯2;其制備方法為:將馬來酸酐單酯硫酸鈉、丙二醇酯、十二烷基磺 酸鈉、醋酸乙烯酯在8_10°C下均勻混合后，添加到反應釜中，然后將溫度調節到32°C，以 100r/min速度攪拌10分鐘，再將溫度調節到60°C，以900r/min速度攪拌30分鐘后，冷卻至溫 室后，以320r/mi速度攪拌10分鐘，靜置4小時，即可； 所述消泡劑為有機硅消泡劑與聚醚消泡劑按3:1質量比例復配而成； 所述改性水滑石制備方法為：向水滑石中添加其質量1%的高嶺土，混合均勻后，將混合 物添加到質量濃度為1.58%的丙三醇溶液中，然后進行研磨45分鐘，過濾，干燥，即可； 所述改性水性環氧樹脂由水性環氧樹脂和改性劑按100:1的質量比例制成，將水性環 氧樹脂和改性劑進行共混，共混溫度為114°C，共混時間25min，轉速90r/min，自然冷卻至室 溫，即可;所述改性劑按重量份計由以下成分制成:膨潤土3、二羥甲基丙酸2、丁腈橡膠1、直 鏈氨基硅油2;其制備方法為:將膨潤土、二羥甲基丙酸、丁腈橡膠、直鏈氨基硅油依次添加 到反應釜中在2.3-2.5MPa的壓力、68-70°C下，以450r/min速度間歇攪拌，間歇時間為2分 鐘，單次攪拌持續時間為6分鐘； 所述B組分由聚壬二酸酐與聚癸二酸酐按5:1質量比例復配而成。
[0004] -種水性環氧樹脂涂料的制作方法，包括： 1) 將三硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、膨脹蛭石、改性水性環氧樹脂、硬質酸鈉、鄰苯二甲酸 二甲酯、去離子水進行混合，混合均勻后，添加復配乳化劑進行復合乳化，并且加熱至80°C 時，添加經過蓖麻油酸鋅，混合均勻后，進行以120r/min速度攪拌10分鐘，然后，靜置1小時； 2) 在快速分散機中添加1)中的所得原料，15分鐘后，再添加改性水滑石、活性稀釋劑， 將溫度調節到42°C，以300r/min轉速攪拌，15分鐘后，添加經過消泡劑，將溫度調節到48°C， 以450r/min轉速攪拌，再過15分鐘，添加鈦酸乙酯，將溫度調節到52°C，以550r/min轉速攪 拌15分鐘，冷卻至室溫，再以1500r/min速度攪拌30分鐘后，靜置即可得到A組分，將聚壬二 酸酐與聚癸二酸酐按5:1質量比例混合即可得到B組分。
[0005] 本發明探討了本發明中的各原材料對溫度的敏感性，涂膜表面形貌及物理機械性 能;通過添加本發明配置的活性稀釋劑，能夠使得反應熱降低，涂料保存期延長，有利于加 快涂料A組分與B組分混合后的固化速度，提高涂膜的力學強度。研究了添加不同用量活性 稀釋劑對涂料體系的粘度、儲存穩定性、固化物力學性能以及固化速度的都有不同的影響， 結果表明：隨著本發明活性稀釋劑添加量的增大，體系的粘度顯著降低，沖擊強度明顯提 高，介質損耗呈上升趨勢，儲存穩定性逐漸降低，固化速度降低，當本發明活性稀釋劑的添 加量為10份時，涂料各方面綜合性能達到最佳。
[0006] 本發明通過大量實驗研究制備的改性水性環氧樹脂，能夠極大的提高固化物的彎 曲強度、拉伸強度、沖擊強度、斷裂伸長率，可提高涂層的固化速度、涂層硬度、附著力和低 溫下的熱穩定性，能夠使得各材料在混合體系中均勻分布，再配合本發明中添加的蓖麻油 酸鋅、硬質酸鈉、鈦酸乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯的協同作用使得本發明涂料形成的涂層的附 著力和韌性分別提高了38%與45%。
[0007] 本發明通過大量實驗研究制備的復配乳化劑，能夠提高涂料的化學穩定性及貯存 穩定性，使得涂料長時間保存下，不會發生沉淀，極大的提高了涂料的經濟效益，避免了大 量生產導致長期儲存失效的浪費。
[0008] 經過本發明A組分與B組分混合后形成的涂膜的耐低溫性、抗撕裂性和韌性都有極 大的提尚，涂I旲硬度尚。
[0009] 本發明的有益效果是：本與現有技術相比，發明涂料綠色無污染，能快速固化成 膜，涂層具有優秀的附著力、抗沖磨、成本低、流平性好、表面強度高、耐水性、優良的耐腐蝕 性，優異的耐污染性能以及良好的附著性、潤滑性，硬度高、耐劃傷、耐鹽霧、耐酸堿、光澤度 高，這些性能主要是通過本發明中合理的配方和正確的制備工藝獲得的。在相同條件下使 用，本發明涂料形成的涂層的壽命比一般水性環氧樹脂涂料形成涂層的壽命要高68%。
【具體實施方式】
[0010] -種水性環氧樹脂涂料，由A組分與B組分按10:1質量比例混合制成，所述A組分按 重量份計以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油酸鋅5、復配乳化劑2、膨脹 蛭石2、改性水性環氧樹脂85、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸二甲酯4、改性水滑石 ο. 5、活性稀釋劑10、消泡劑0.9、去離子水100; 所述活性稀釋劑按重量份計由以下成分制成:活性聚硅氧烷10、丙烯酸12、芐基縮水甘 油醚8、辛二酸1、三丙二醇二丙烯酸酯3、烯丙基甲酚1;其制備方法為將活性聚硅氧烷、丙烯 酸、芐基縮水甘油醚、辛二酸、三丙二醇二丙烯酸酯、烯丙基甲酚在12°C下進行預混合后，添 加到反應釜中，將溫度緩慢升高至48°C，以100r/min速度攪拌，保持10分鐘后，將溫度升高 至62°C，以850r/min速度攪拌30分鐘，再將溫度降低至室溫，以250r/min速度攪拌10分鐘 后，即可； 所述復配乳化劑按重量份計由以下成分制成:馬來酸酐單酯硫酸鈉4、丙二醇酯3、十二 烷基磺酸鈉1、醋酸乙烯酯2;其制備方法為:將馬來酸酐單酯硫酸鈉、丙二醇酯、十二烷基磺 酸鈉、醋酸乙烯酯在8_10°C下均勻混合后，添加到反應釜中，然后將溫度調節到32°C，以 100r/min速度攪拌10分鐘，再將溫度調節到60°C，以900r/min速度攪拌30分鐘后，冷卻至溫 室后，以320r/mi速度攪拌10分鐘，靜置4小時，即可； 所述消泡劑為有機硅消泡劑與聚醚消泡劑按3:1質量比例復配而成； 所述改性水滑石制備方法為：向水滑石中添加其質量1%的高嶺土，混合均勻后，將混合 物添加到質量濃度為1.58%的丙三醇溶液中，然后進行研磨45分鐘，過濾，干燥，即可； 所述改性水性環氧樹脂由水性環氧樹脂和改性劑按100:1的質量比例制成，將水性環 氧樹脂和改性劑進行共混，共混溫度為114°C，共混時間25min，轉速90r/min，自然冷卻至室 溫，即可;所述改性劑按重量份計由以下成分制成:膨潤土3、二羥甲基丙酸2、丁腈橡膠1、直 鏈氨基硅油2;其制備方法為:將膨潤土、二羥甲基丙酸、丁腈橡膠、直鏈氨基硅油依次添加 到反應釜中在2.3-2.5MPa的壓力、68-70°C下，以450r/min速度間歇攪拌，間歇時間為2分 鐘，單次攪拌持續時間為6分鐘； 所述B組分由聚壬二酸酐與聚癸二酸酐按5:1質量比例復配而成。
[0011] -種水性環氧樹脂涂料的制作方法，包括： 1) 將三硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、膨脹蛭石、改性水性環氧樹脂、硬質酸鈉、鄰苯二甲酸 二甲酯、去離子水進行混合，混合均勻后，添加復配乳化劑進行復合乳化，并且加熱至80°C 時，添加經過蓖麻油酸鋅，混合均勻后，進行以120r/min速度攪拌10分鐘，然后，靜置1小時； 2) 在快速分散機中添加1)中的所得原料，15分鐘后，再添加改性水滑石、活性稀釋劑， 將溫度調節到42°C，以300r/min轉速攪拌，15分鐘后，添加經過消泡劑，將溫度調節到48°C， 以450r/min轉速攪拌，再過15分鐘，添加鈦酸乙酯，將溫度調節到52°C，以550r/min轉速攪 拌15分鐘，冷卻至室溫，再以1500r/min速度攪拌30分鐘后，靜置即可得到A組分，將聚壬二 酸酐與聚癸二酸酐按5:1質量比例混合即可得到B組分。
[0012] 本發明涂料與對比例涂料性能對比：
表1 對比例1:A組分按重量份計由以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油 酸鋅5、復配乳化劑2、膨脹蛭石2、水性環氧樹脂80、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸二 甲酯4、改性水滑石0.5、活性稀釋劑10、消泡劑0.9、去離子水100;B組分由聚壬二酸酐與聚 癸二酸酐按5:1質量比例復配而成;A組分與B組分按10:1質量比混合，除只采用普通水性環 氧樹脂外，其它材料處理方法與制備方法與本發明相同； 對比例2: A組按重量份計由以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油酸 鋅5、復配乳化劑2、膨脹蛭石8、改性水性環氧樹脂85、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸 二甲酯4、改性水滑石4、活性稀釋劑10、消泡劑0.9、去離子水100;B組分由聚壬二酸酐與聚 癸二酸酐按5:1質量比例復配而成;A組分與B組分按10:1質量比混合，只增加膨脹蛭石和改 性水滑石的量，其它材料處理方法與制備方法與本發明相同； 對比例3: A組按重量份計由以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油酸 鋅5、復配乳化劑2、膨脹蛭石2、改性水性環氧樹脂85、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸 二甲酯4、改性水滑石0.5、活性稀釋劑14、消泡劑0.9、去離子水100;B組分由聚壬二酸酐與 聚癸二酸酐按5:1質量比例復配而成;A組分與B組分按10:1質量比混合，只增加活性稀釋劑 的量，其它材料處理方法與制備方法與本發明相同； 對比例4:A組分按重量份計由以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油 酸鋅5、復配乳化劑2、膨脹蛭石2、改性水性環氧樹脂80、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲 酸二甲酯4、改性水滑石0.5、活性稀釋劑10、消泡劑0.9、去離子水100;B組分為聚壬二酸酐； A組分與B組分按10:1質量比混合，材料處理方法與制備方法與本發明相同； 對比例5:A組分按重量份計由以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油 酸鋅5、復配乳化劑2、膨脹蛭石2、水性環氧樹脂80、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸二 甲酯4、改性水滑石0.5、活性稀釋劑10、消泡劑0.9、去離子水100;B組分為聚癸二酸酐;A組 分與B組分按10:1質量比混合，材料處理方法與制備方法與本發明相同； 對比例6:A組分按重量份計由以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油 酸鋅5、復配乳化劑2、膨脹蛭石2、水性環氧樹脂80、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸二 甲酯4、改性水滑石0.5、活性稀釋劑10、消泡劑0.9、去離子水100;B組分由聚壬二酸酐與聚 癸二酸酐按5:1質量比例復配而成;A組分與B組分按10:4質量比混合，材料處理方法與制備 方法與本發明相同； 通過表1可以看出，采用本發明改性水性環氧樹脂與普通水性環氧樹脂制備的涂料性 能差異較大，增加本發明中膨脹蛭石與改性水滑石的量也會降低涂料的性能，增加活性稀 釋劑同樣會降低涂料的性能，B組分中使用單一成分或者A組分與B組分不按10:1配比形成 的涂膜性能也會降低。
【主權項】
1. 一種水性環氧樹脂涂料，其特征在于，由A組分與B組分按10:1質量比例混合制成，所 述A組分按重量份計以下成分制成:三硬脂酸甘油酯12、聚乙二醇24、蓖麻油酸鋅5、復配乳 化劑2、膨脹蛭石2、改性水性環氧樹脂85、硬質酸鈉0.5、鈦酸乙酯1、鄰苯二甲酸二甲酯4、改 性水滑石0.5、活性稀釋劑10、消泡劑0.9、去離子水100; 所述活性稀釋劑按重量份計由以下成分制成:活性聚硅氧烷10、丙烯酸12、芐基縮水甘 油醚8、辛二酸1、三丙二醇二丙烯酸酯3、烯丙基甲酚1;其制備方法為將活性聚硅氧烷、丙烯 酸、芐基縮水甘油醚、辛二酸、三丙二醇二丙烯酸酯、烯丙基甲酚在12°C下進行預混合后，添 加到反應釜中，將溫度緩慢升高至48°C，以100r/min速度攪拌，保持10分鐘后，將溫度升高 至62°C，以850r/min速度攪拌30分鐘，再將溫度降低至室溫，以250r/min速度攪拌10分鐘 后，即可； 所述復配乳化劑按重量份計由以下成分制成：馬來酸酐單酯硫酸鈉4、丙二醇酯3、十二 烷基磺酸鈉1、醋酸乙烯酯2;其制備方法為:將馬來酸酐單酯硫酸鈉、丙二醇酯、十二烷基磺 酸鈉、醋酸乙烯酯在8-10°C下均勻混合后，添加到反應釜中，然后將溫度調節到32°C，以 100r/min速度攪拌10分鐘，再將溫度調節到60°C，以900r/min速度攪拌30分鐘后，冷卻至溫 室后，以320r/mi速度攪拌10分鐘，靜置4小時，即可； 所述消泡劑為有機硅消泡劑與聚醚消泡劑按3:1質量比例復配而成； 所述改性水滑石制備方法為：向水滑石中添加其質量1%的高嶺土，混合均勻后，將混合 物添加到質量濃度為1.58%的丙三醇溶液中，然后進行研磨45分鐘，過濾，干燥，即可； 所述改性水性環氧樹脂由水性環氧樹脂和改性劑按100:1的質量比例制成，將水性環 氧樹脂和改性劑進行共混，共混溫度為114°C，共混時間25min，轉速90r/min，自然冷卻至室 溫，即可;所述改性劑按重量份計由以下成分制成:膨潤土3、二羥甲基丙酸2、丁腈橡膠1、直 鏈氨基硅油2;其制備方法為:將膨潤土、二羥甲基丙酸、丁腈橡膠、直鏈氨基硅油依次添加 到反應釜中在2.3-2.5MPa的壓力、68-70°C下，以450r/min速度間歇攪拌，間歇時間為2分 鐘，單次攪拌持續時間為6分鐘； 所述B組分由聚壬二酸酐與聚癸二酸酐按5:1質量比例復配而成。2. 根據權利要求1所述的一種水性環氧樹脂涂料的制作方法，其特征在于，包括： 1) 將三硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、膨脹蛭石、改性水性環氧樹脂、硬質酸鈉、鄰苯二甲酸 二甲酯、去離子水進行混合，混合均勻后，添加復配乳化劑進行復合乳化，并且加熱至80°C 時，添加經過蓖麻油酸鋅，混合均勻后，進行以120r/min速度攪拌10分鐘，然后，靜置1小時； 2) 在快速分散機中添加1)中的所得原料，15分鐘后，再添加改性水滑石、活性稀釋劑， 將溫度調節到42°C，以300r/min轉速攪拌，15分鐘后，添加經過消泡劑，將溫度調節到48°C， 以450r/min轉速攪拌，再過15分鐘，添加鈦酸乙酯，將溫度調節到52°C，以550r/min轉速攪 拌15分鐘，冷卻至室溫，再以1500r/min速度攪拌30分鐘后，靜置即可得到A組分，將聚壬二 酸酐與聚癸二酸酐按5:1質量比例混合即可得到B組分。
【文檔編號】C09D5/16GK105949957SQ201610428240
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】周藝桃
【申請人】樅陽縣新天地高新材料有限公司