本發(fā)明涉及一種環(huán)氧底漆，特別是指一種用于光滑金屬表面的環(huán)氧防腐底漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

為了確保涂膜與被涂物之間有良好的結(jié)合力，涂料在施工前必須先對(duì)被涂的金屬表面進(jìn)行嚴(yán)格的前處理，包括簡單的溶劑清洗、手工和動(dòng)力工具打磨、噴砂等方法。其中采用噴砂處理可提高金屬表面的粗糙度，試驗(yàn)表明經(jīng)過噴砂的金屬表面其粗糙度R值可達(dá)到6-8之間，粗糙的表面可以大幅增加涂料與基材間的實(shí)際接觸面積并取得錨固效果，增強(qiáng)涂層的附著力。然而當(dāng)?shù)撞牡谋砻嫣幚淼臓顩r達(dá)不到預(yù)期要求時(shí)，要使涂料與底材獲得良好的附著力并不容易。依據(jù)ISO12944的推薦和行業(yè)內(nèi)整體涂裝情況來看，傳統(tǒng)的環(huán)氧底漆對(duì)于表面處理等級(jí)較高(Sa2.5以上)的噴砂面有優(yōu)異的附著力和防腐性能，但是對(duì)于某些無法進(jìn)行噴砂處理的光滑金屬零部件加工面，或者某些優(yōu)質(zhì)合金鋼表面會(huì)出現(xiàn)附著不良的問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)大面積涂層脫落現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象的原因主要有：

(1)機(jī)加工面過于光滑(粗糙度R值僅在2-3之間)，造成涂料與基材之間的實(shí)際接觸面積較小，涂層的錨固點(diǎn)減少，并且機(jī)加工表面存在油污，難以除去，油污的存在降低了基材的表面能，從而影響附著力。

(2)硬質(zhì)合金鋼中添加了Cr、Mo等金屬，使金屬表面形成致密的鈍化膜，提高金屬的耐蝕性能。然而鈍化膜的存在降低了基材的表面能，影響涂層的附著力。

針對(duì)上述的技術(shù)問題，現(xiàn)有的一種方案是在涂裝底漆之前先用磷化法對(duì)表面進(jìn)行前處理，即將金屬表面與含有磷酸二氫鹽的酸性溶液接觸，通過電化學(xué)反應(yīng)使金屬表面生成一層穩(wěn)定的磷化膜，該膜層本身有防腐能力，且能提高后續(xù)涂層的附著力。文獻(xiàn)：《磷化底漆在金屬零部件加工面上的應(yīng)用》，報(bào)道了磷化底漆+聚氨酯面漆、磷化底漆+環(huán)氧底漆兩種配套體系，均能解決加工面涂裝附著力差的問題。中國發(fā)明專利CN102794257公開了一種不銹鋼材質(zhì)水性涂料涂裝工藝，先噴涂磷化底漆為過渡涂層，再噴涂水性涂料，涂層有較好的附著力。但該方法會(huì)增加一道施工程序，提高了施工成本，且磷化廢液會(huì)造成環(huán)境污染。

另一種提高附著力的方法是直接將附著力促進(jìn)劑以助劑形式直接添加到涂料中。附著力促進(jìn)劑種類較多，其選擇可根據(jù)底材的種類選用不同的類型，對(duì)于碳鋼或合金鋼表面，一般選用含有機(jī)官能團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑。文獻(xiàn)《有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑開發(fā)與應(yīng)用的進(jìn)展》報(bào)道了幾種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)涂層附著力的影響，試驗(yàn)表明直接將硅烷偶聯(lián)劑作為助劑進(jìn)行添加，對(duì)附著力的提升幅度較小，如添加了1wt％的n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的環(huán)氧涂料附著力僅提升了6％，效果較好的硅烷偶聯(lián)劑對(duì)附著力的提升效果也僅在15％以內(nèi)(拉拔法)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于光滑金屬表面的環(huán)氧防腐底漆及其制備方法，可作為底漆直接涂裝在光滑的碳鋼或某些合金鋼的表面，具有良好的附著力和優(yōu)異的耐腐蝕性能，可快速干燥，對(duì)不同的配套面漆，如環(huán)氧、醇酸、聚氨酯、氟碳等體系均有很好的相容性。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種用于光滑金屬表面的環(huán)氧防腐底漆，由如下重量份的原料制成：

甲組分：環(huán)氧樹脂A 6-13份、環(huán)氧樹脂B 8-18份、消泡劑0.3-1.0份、氨基硅烷偶聯(lián)劑0.4-1.0份、潤濕分散劑0.6-1.5份、防銹顏料15-25份、填料20-35份、觸變劑0.5-1.5份、有機(jī)溶劑5-9份，其中環(huán)氧樹脂A的環(huán)氧值為0.14-0.25，環(huán)氧樹脂B的環(huán)氧值為0.42-0.55；

乙組分：環(huán)氧改性聚酰胺C 9-13份、環(huán)氧改性聚酰胺D 7-10份，其中環(huán)氧改性聚酰胺C的胺值介于50-90之間、活潑氫當(dāng)量介于380-450之間，環(huán)氧改性聚酰胺D的胺值介于300-450之間，活潑氫當(dāng)量介于90-125之間。

所述環(huán)氧樹脂A與環(huán)氧樹脂B的重量配比為0.7-1:1，所述環(huán)氧改性聚酰胺C與環(huán)氧改性聚酰胺D的重量配比為1-1.4:1。

所述消泡劑為市售的用于環(huán)氧體系的常規(guī)消泡劑，可進(jìn)一步優(yōu)選為選自BYK-A530、BYK-392、BYK-066N中的一種。

所述氨基硅烷偶聯(lián)劑為市售的含氨基的硅烷偶聯(lián)劑，可進(jìn)一步優(yōu)選為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述潤濕分散劑為大分子有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯、丙烯酸嵌段共聚物或聚酯改性共聚物，可進(jìn)一步優(yōu)選自BYK-110、BYK-161、BYK-220S、BYK-3550、EFKA-4310中的一種或多種。

所述防銹顏料為市售常規(guī)的無機(jī)環(huán)保防銹顏料，可進(jìn)一步優(yōu)選自WD-D型復(fù)合鐵鈦粉、氧化鐵紅類、磷酸鋅、三聚磷酸鋁中的至少一種。

所述填料為市售的常規(guī)涂料填料，例如但不限于：碳酸鹽類、硅酸鹽類、沉淀硫酸鋇、絹云母粉、滑石粉等。

所述觸變劑為常用的涂料觸變劑，可進(jìn)一步優(yōu)選自氣相二氧化硅、聚酰胺蠟中的至少一種。

所述有機(jī)溶劑為市售常規(guī)的環(huán)氧類涂料稀釋劑，可進(jìn)一步優(yōu)選自二甲苯、異丙醇、正丁醇、甲基異丁基酮、丙二醇甲醚中的至少一種。

上述環(huán)氧防腐底漆的制備方法，其中：

甲組分：在分散罐中加入稀釋劑，將環(huán)氧樹脂A、環(huán)氧樹脂B、氨基硅烷偶聯(lián)劑加入到分散罐中并攪拌均勻，攪拌線速度為3-10m/s，攪拌10-20min后，升溫至70-75℃，并保溫25-35min，得到改性環(huán)氧樹脂；待混合料降至室溫(10-40℃)時(shí)向其中加入潤濕分散劑、消泡劑，攪拌均勻，攪拌線速度為3-10m/s，攪拌時(shí)間10-20min；將防銹顏料、填料觸變劑加入到分散罐中，高速分散，直至檢測細(xì)度到80μm以下，邊攪拌邊加入有機(jī)溶劑，調(diào)節(jié)黏度、檢驗(yàn)、過濾得甲組分；

乙組分：將環(huán)氧改性聚酰胺C與環(huán)氧改性聚酰胺D混合后加入分散罐中，以線速度為9-12m/s高速攪拌，分散均勻即得乙組分。

本發(fā)明的一種用于光滑金屬表面的環(huán)氧防腐底漆包括主漆甲組分和固化劑乙組分兩部分，其中主漆成膜物采用改性環(huán)氧樹脂，通過試驗(yàn)確定了最佳改性工藝。環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂A和環(huán)氧樹脂B以合理比例復(fù)配。環(huán)氧樹脂因含有大量羥基可與金屬間形成氫鍵，本身具有很好的附著力。本發(fā)明進(jìn)一步采用氨基硅烷偶聯(lián)劑對(duì)其改性，使其分子鏈上含大量乙氧基，涂裝后在極少量水的存在下水解為-SiOH，在涂層固化后和金屬表面的極性基團(tuán)形成結(jié)合力很強(qiáng)的共價(jià)鍵，增大涂層在金屬表面的粘附力。

本發(fā)明采用不同分子量的兩種改性聚酰胺化合物C和D配合作為固化劑，聚酰胺分子中含有氨基，富有極性，對(duì)金屬表面有很好的粘接力。相對(duì)于傳統(tǒng)的聚酰胺固化劑，本發(fā)明使用的一種聚酰胺采用環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行改性，與環(huán)氧樹脂有更好的相容性，有效降低混合黏度，使涂料更易于滲透到金屬表面。

本發(fā)明調(diào)整混合溶劑的溶解度參數(shù)，使溶劑體系對(duì)加工面殘存的油脂的溶解性提高，使油脂成為漆膜的一部分，消除機(jī)加工面影響附著力的不穩(wěn)定因素。

本發(fā)明通過上述各措施的協(xié)同作用，有效提升環(huán)氧防腐底漆在光滑金屬面的附著力。使用本發(fā)明提供的產(chǎn)品，只需要簡單地清洗除去被涂物表面的污染物，再進(jìn)行涂裝，即能取得優(yōu)良的附著效果。

本發(fā)明一種用于光滑金屬表面的環(huán)氧防腐底漆通過采用硅烷偶聯(lián)劑改性環(huán)氧樹脂、合理復(fù)配改性聚酰胺固化劑，以及優(yōu)化溶劑體系，解決防腐涂層在光滑表面附著力差的問題。本發(fā)明提供的涂層即使在光滑的金屬基材表面也有優(yōu)良的附著力，最高可達(dá)9.5MPa以上；本發(fā)明生產(chǎn)的漆膜結(jié)構(gòu)致密，耐腐蝕性能強(qiáng)，具備很好的柔韌性和抗沖擊性能；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的產(chǎn)品生產(chǎn)成本較低，施工工藝簡單。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。

表1為提供的3個(gè)實(shí)施例和1個(gè)對(duì)比例。

表1實(shí)施例

實(shí)施例1-3中甲組分的制備按本發(fā)明提供的制備工藝流程進(jìn)行，其具體的制備工藝如下：在分散罐中加入稀釋劑，將環(huán)氧樹脂E20、環(huán)氧樹脂E51、氨基硅烷偶聯(lián)劑加入到分散罐中并攪拌均勻，攪拌線速度為3-10m/s，攪拌10-20min后，升溫至70-75℃，并保溫25-35min，得到改性環(huán)氧樹脂；待混合料降至室溫時(shí)向其中加入潤濕分散劑、消泡劑，攪拌均勻，攪拌線速度為3-10m/s，攪拌時(shí)間10-20min；將防銹顏料、填料、觸變劑加入到分散罐中，高速分散，線速度為9-12m/s，直至檢測細(xì)度到80μm以下，邊攪拌邊加入有機(jī)溶劑，調(diào)節(jié)黏度、檢驗(yàn)、過濾得甲組分；

而對(duì)比例中甲組分采用常規(guī)的涂料制備工藝進(jìn)行，常規(guī)的制備工藝具體如下：

按照甲組分中的重量份將環(huán)氧樹脂E51、E20、消泡劑BYK-A530、分散劑BYK-110、氨基硅烷偶聯(lián)劑依次加入到分散罐中，常溫下攪拌10-20min，然后加入顏料、填料、觸變劑，高速分散直至檢測細(xì)度到80μm以下。最后邊攪拌邊向上述混合料中加入少量混合有機(jī)溶劑，調(diào)至所需黏度。檢驗(yàn)、過濾，即制得涂料的甲組份。

相對(duì)于常規(guī)的甲組分制備工藝，發(fā)明提供的甲組分制備工藝區(qū)別點(diǎn)在于在預(yù)分散過程中首先采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行適當(dāng)改性，通過試驗(yàn)確定最佳的改性工藝以及兩種環(huán)氧樹脂的最佳比例，使得環(huán)氧涂層的在光滑機(jī)加工表面的附著力得到大幅提升。達(dá)到該技術(shù)效果的原理是：改性后環(huán)氧樹脂的分子鏈上含大量乙氧基，涂裝后在極少量水的存在下水解為-SiOH，在涂層固化后和金屬表面的極性基團(tuán)形成結(jié)合力很強(qiáng)的共價(jià)鍵，增大涂層在金屬表面的粘附力。

將實(shí)施例1-3和對(duì)比例中的甲、乙組分按5.5-6:1重量份混合后涂裝于光滑的碳鋼基材表面，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測試，其測試結(jié)果與市售的某外資品牌的低表面處理涂料涂裝后性能對(duì)比如表2所示。

表2實(shí)施例性能測試結(jié)果

由表2可以看出，對(duì)比例與實(shí)施例的配方相同，僅制備工藝不同，從性能測試結(jié)果可以看出，對(duì)比例的附著力數(shù)值低于實(shí)施例，說明采用本發(fā)明中所述制備工藝的必要性。另外，還測試了某外資品牌環(huán)氧低表面處理涂料的相關(guān)性能，其附著力明顯低于實(shí)施例，此外其在光滑表面涂裝后的耐鹽霧性能也較差。

上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。