一种水性低表面处理防腐涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种水性低表面处理防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

低表面处理涂料在防腐领域具有广泛的应用，尤其在基材处理不佳、含有油污、锈蚀等不清洁基材表面且普通防腐涂料难以满足要求时，其应用更为广泛。现有低表面处理涂料多为油性涂料，对环境和人体伤害较大，因此有必要开发一种环保健康的涂料来替代传统的油性低表面处理涂料。

高固含涂料由于其较低vocs含量成为了环保涂料的发展方向之一。高固含涂料普遍为油性高固含涂料。油性高固含涂料vocs虽然含量低于环保要求的420g/l，但仍然含有一定量的vocs。此外，油性的高固含涂料属于危险化学品，对运输和储存带来极大的困难。而水性涂料则可有效地解决油性高固含涂料运输和储存上的缺点。但是，水性涂料的固含量和一次性成膜厚度难以达到高固含的标准。如cn110218503a提供的水性环氧云铁涂料虽然具有低vocs，但是其固含量仅为80％左右，一次涂装干膜厚度仅为120μm左右。而根据团体标准《低vocs含量高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料定义》的定义，超高固体分环氧涂料要求固含(不挥发物质量分数)大于或者等于88％，其vocs含量更低，一次性成膜厚度更高，更能契合重防腐的要求。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的是提出一种水性低表面处理防腐涂料，具有超高固含量，实现涂膜的厚膜化。

本发明的水性低表面处理防腐涂料包括a组分和b组分，所述a组分包括如下原料：水性环氧乳液、颜填料和助剂，所述b组分包括水性胺固化剂；所述水性环氧乳液固含量大于或等于70％，粘度小于500cp；所述水性胺固化剂固含量大于或等于75％。

所述a组分和b组分的质量比为(6～11)：1。

所述a组分的原料还包括防锈颜料。

所述助剂包括润湿分散剂、附着力促进剂、缓蚀剂、锈转化剂、消泡剂、防闪锈剂、防流挂剂、基材润湿剂。

所述水性低表面处理防腐涂料包括a组分和b组分，所述a组分包括如下质量份数的原料：

水性环氧乳液20～30份

防锈颜料5～15份

颜填料50～60份

润湿分散剂0.1～0.5份

附着力促进剂1～3份

缓蚀剂1～3份

锈转化剂1～5份

消泡剂0.1～0.5份

防闪锈剂0.5～3份

防流挂剂0.5～1.5份

基材润湿剂0.1～1.0份

所述b组分包括如下质量份数的原料：

水性胺固化剂10～15份。

所述a组分的原料还包括水，水的质量份数为0～2份。

所述防锈颜料选自磷酸锌、有机改性磷酸锌、三聚磷酸铝、磷酸钼锌、硅酸锌、有机防锈颜料中的一种或几种。

所述颜填料选自钛白粉、铁氧化物、碳化硅、硫酸钡或长石粉中的一种或几种，均为普通商用产品；铁氧化物可选用氧化铁系颜料，如氧化铁红。当将具有着色作用的粉末与普通无着色作用的、仅起填充作用的填料粉末混合，所得粉料统称为颜填料。本发明所述颜填料包括除了防锈颜料外的起着色作用的颜料和/或无着色作用的、仅起填充作用的填料。

所述附着力促进剂为含环氧基团的硅烷偶联剂。

所述缓蚀剂为具有钝化基材和改性颜填料作用的有机化合物，优选为阿斯科迪的141、142da或143。

所述锈转化剂为具有铁锈转化功能的有机化合物，优选为阿斯科迪的x1、x2或x3。

所述防沉剂为有机膨润土、聚氨酯、气相二氧化硅中的一种或几种。

所述基材润湿剂为有机硅、含氟化合物、高分子聚合物中的一种或几种。

本发明的第二个目的是提供一种水性防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述a组分的原料混合，得到a组分；

(2)将水性胺固化剂封装得到b组分。

具体地，所述步骤(1)中原料混合方法为，将水性环氧乳液、润湿分散剂、消泡剂、水搅拌分散均匀；然后加入颜填料、防锈颜料分散至细度≤60μm；再向分散好的粉料中加入附着力促进剂、缓蚀剂、锈转化剂、防闪锈剂、基材润湿剂和防流挂剂搅拌均匀制得a组分。

其中水性环氧乳液、润湿分散剂、消泡剂和水搅拌分散过程的搅拌速度为500～600r/min，搅拌时间为5～10min；加入颜填料、防锈颜料后搅拌速度为1500～2500r/min，搅拌时间为10～15min；加入附着力促进剂、缓蚀剂、锈转化剂、防闪锈剂、基材润湿剂和防流挂剂后的搅拌速度为700～800r/min，搅拌时间为5～10min。

本发明的第三个目的是提供所述水性低表面处理防腐涂料在表面防腐领域中的应用。

所述水性低表面处理防腐涂料的使用方法为，将a组分和b组分按质量比(6～11)：1混合后，加水稀释至所需粘度(可根据不同的实际情况进行调整，从50～90ku不等)，然后涂覆在基材表面。

相对于现有技术，本发明克服了油性低表面处理涂料的缺点，同时实现涂膜的厚膜化(一次性成膜厚度高于300μm)，满足低表面处理涂料在重防腐领域的应用要求，同时实现极低vocs的排放。

具体实施方式

以下结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发提供一种水性防腐涂料，包括a组分和b组分，所述a组分和b组分的原料及原料质量分数如表1所示。

表1.原料及原料质量份数

其中，水性环氧乳液为固含量大于或等于70％，环氧当量在450～550之间，粘度小于500cp，不含任何溶剂；防锈颜料为海博的zpa(含磷酸锌，实施例1)、zpa、rz(比例为9:1，rz为有机防锈颜料，含有5-硝基间苯二酸之锌，实施例2)、capp(含水合硅酸多磷酸铝钙，实施例3和4)，颜填料由钛白粉、氧化铁红和碳化硅按1:0.5:5质量比混合而成，细度为800～1250，润湿分散剂为湛新的6208，附着力促进剂为深竹的7520，缓蚀剂为法国阿斯科迪的142da，锈转化剂为法国阿斯科迪的x2，消泡剂为tego904w，防闪锈剂为美国瑞宝的raybo-90，防流挂剂陶氏化学的12w，基材润湿剂为赢创的tego4100；水性胺固化剂固含量大于或等于75％，活泼氢当量在100～200之间，粘度小于15000cp，不含任何溶剂。

以上实施例1～4的水性防腐涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)将水性环氧乳液、润湿分散剂、消泡剂和去离子水600r/min分散10min；然后加入颜填料、防锈颜料2000r/min分散15min；再向分散好的粉料中依次加入附着力促进剂、缓蚀剂、锈转化剂、防闪锈剂、基材润湿剂和防流挂剂800r/min分散10min制得a组分。

(2)水性胺固化剂封装得到b组分。

以上实施例1～4中的a组份与b组份分别按照质量比10:1、10:1、8:1和7:1混合调漆后用水稀释到65ku喷涂，按照hg/t4564-2013《低表面处理容忍环氧涂料》检测，检测结果如表2所示。

表2.水性防腐涂料性能测试结果

测试结果反映，实施例1～4的水性低表面处理防腐涂料的不挥发物含量≥88％，相较现有技术cn110218503a(80.0％～81.5％)显著提高，达到团体标准《低vocs含量高固体分、超高固体分和无溶剂环氧涂料定义》中超高固体分环氧涂料的固含要求。而且，实施例1～4一次涂装干膜厚度≥300μm，相较现有技术cn110218503a(≥120μm)提高了150％以上。同时，根据实施例1～4的原料，从理论上计算得到实施例1～4的水性低表面处理防腐涂料的vocs小于15g/l。另外，实施例1～4的水性防腐涂料还具有干燥速度快、耐盐雾耐水、柔韧性好、附着力强、耐强冲击、相容性好等优点。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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