一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料及其制备方法与流程

2021-02-02 16:02:30|

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本发明涉及防腐涂料领域，特别涉及一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料及其制备方法。

背景技术：

在钢铁材料表层防腐领域，采用不同组份的防腐涂料来实现材料表层的防腐是众所周知的。对于材料防腐工程，防腐涂料由于具有施工工艺简单便捷、作用显著、成本低廉、性能突出以及寿命长等优点，其一直在扮演着较为重要的角色。在研究和提高防腐涂料的防腐性能过程中，发明人发现现有技术中的防腐涂料至少存在如下问题：

传统的富锌涂料，它们的防腐蚀作用机理是在腐蚀环境中腐蚀牺牲锌粉而保护钢铁,即便涂层表面有损坏或划伤也是如此，因此,欲使涂膜导电发挥牺牲阳极的作用,涂膜中就要求含有大量的锌粉粒子,它们相互接触,并和钢基体也保持电接触。但是，如果涂层中锌粉含量过高,涂层就易多孔，引起横向共聚破坏(分层)，从而导致涂膜表面容易发生损坏；倘若为了增强涂层的防蚀能力而加厚涂膜,便会使涂层在干燥过程中产生收缩,从而导致涂膜容易出现裂纹。以上两点在无机富锌涂料中尤为明显，涂膜表层的损伤或者裂纹的产生会导致涂膜直接剥落，从而使得防腐效果显著降低。

针对上述问题，实有必要开发一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料，用以解决上述问题。

技术实现要素：

为了克服传统富锌涂料所存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料，解决了现有的富锌防腐涂料表层容易损伤或者容易开裂的问题，提高了防腐效果及性能。

就富锌防腐涂料而言，以质量百分比计，本发明为解决上述技术问题的高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料由以下原料制成：

低分子量环氧树脂，10～20wt％；

壬基苯酚，2～5wt％；

碳十二-十四烷基缩水甘油醚，2～5wt％；

氢化蓖麻油，0.5～1wt％；

鳞片状锌粉，50～70wt％；

防锈颜料jrm，5～25wt％；

苯甲醇，2～5wt％；

固化剂，5～10wt％。

可选的，所述固化剂由以下原料制成：。

苯甲醇，10～15wt％；

异佛尔酮二胺，15～25wt％；

低分子量环氧树脂，5～12wt％；

聚氧化丙烯双胺，45～55wt％；

2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚,2～5wt％。

可选的，所述低分子量环氧树脂的型号为e42、e44、及e51中的任意一种。

可选的，所述固化剂通过以下步骤制得：

步骤a1：将设计量份的苯甲醇、异佛尔酮二胺、依次投入反应釜，分散10-15分钟；

步骤a2：边搅拌边投入设计量份的低分子量环氧树脂，加料完毕持续分散30分钟；升温至80℃，在80±3℃保温2小时；

步骤a3：边搅拌边投入设计量份的聚氧化丙烯双胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，加料完毕持续分散30分钟；达到要求后冷却，得到所述固化剂。

可选的，所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料通过以下步骤制得：

步骤b1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌20-30分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤b2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤b1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至板面平整光滑，继续分散升温至55～65℃，搅拌保温15分钟；

步骤b3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤b2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散5-10分钟，冷却至常温；

步骤b4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤b3制得的混合液中，分散5～10分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能够解决现有的富锌防腐涂料表层容易损伤或者容易开裂的高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料的制备方法。

就鳞片状锌基富锌涂料的制备方法而言，本发明为解决上述技术问题的高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料的制备方法包括如下步骤：

步骤c1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌20-30分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤c2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤c1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至板面平整光滑，继续分散升温至55～65℃，搅拌保温15分钟；

步骤c3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤c2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散5-10分钟，冷却至常温；

步骤c4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤c3制得的混合液中，分散5～10分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：由于鳞片状锌基面与面搭接结构优于球状锌基结构的点与点接触，它可以保证足够大的电接触面积,使可接受的pvc、cpvc的范围更宽,这样既可以提供足够的阴极保护,又能保持更高的共聚粘结力。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：由于鳞片状锌基面在涂膜中平行交叠排列,锌片在涂膜中不仅起到牺牲阳极的作用,而且还起到屏蔽作用,大大减少了水、离子在涂膜中的渗透,从而增强涂层的防腐蚀作用。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：由于添加了低分子量环氧树脂，使得制备的富锌涂料具有固含高和较低的voc含量，符合环保要求，并且添加苯甲醇为高闪点助溶剂，使得制备的富锌涂料闪点＞60℃，进一步优化其环保性及使用、运输和存储中的安全性能，并实现其功能化应用。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：与普通富锌底漆相比,它在锌粉含量和涂层厚度上可减少许多,使得施工成本和材料成本至少降低1/3,是普通无机和有机富锌底漆的更新换代产品。其解决了现有技术中领域的产品空白，具有生产工艺简单，voc含量低、高固含、高闪点，解决环保、使用、运输和存储中的安全性问题，能够满足环氧富锌涂料防腐的应用需求，对比常规的环氧富锌涂料能提高2～3倍的防腐性能及更好的安全性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

本例提供一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料，以质量百分比计，其由以下原料制成：

低分子量环氧树脂，10wt％；

壬基苯酚，2wt％；

碳十二-十四烷基缩水甘油醚，3wt％；

氢化蓖麻油，0.8wt％；

鳞片状锌粉，71wt％；

防锈颜料jrm，4wt％；

苯甲醇，4.2wt％；

固化剂，5wt％。

进一步地，所述固化剂为改性胺固化剂。

进一步地，以质量百分比计，所述改性铵固化剂由以下原料制成：

苯甲醇，15wt％；

异佛尔酮二胺，15wt％；

低分子量环氧树脂，12wt％；

聚氧化丙烯双胺，55wt％；

2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚,3wt％。

进一步地，所述低分子量环氧树脂的型号为e42。

进一步地，所述固化剂通过以下步骤制得：

步骤a1：将设计量份的苯甲醇、异佛尔酮二胺、依次投入反应釜，分散10分钟；

步骤a2：边搅拌边投入设计量份的低分子量环氧树脂，加料完毕持续分散30分钟；升温至80℃，在80±3℃保温2小时；

步骤a3：边搅拌边投入设计量份的聚氧化丙烯双胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，加料完毕持续分散30分钟；达到要求后冷却，得到所述固化剂。

进一步地，所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料通过以下步骤制得：

步骤b1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌25分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤b2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤b1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至细度85μm，继续分散升温至55℃，搅拌保温15分钟；

步骤b3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤b2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散8分钟，冷却至常温；

步骤b4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤b3制得的混合液中，分散8分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

与此相应，本实施例还提供一种能够解决现有的富锌防腐涂料表层容易损伤或者容易开裂的高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤c1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌25分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤c2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤c1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至细度85μm，继续分散升温至55℃，搅拌保温15分钟；

步骤c3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤c2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散8分钟，冷却至常温；

步骤c4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤c3制得的混合液中，分散8分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

实施例2

本例提供一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料，以质量百分比计，其由以下原料制成：

低分子量环氧树脂，11wt％；

壬基苯酚，3wt％；

碳十二-十四烷基缩水甘油醚，2wt％；

氢化蓖麻油，0.8wt％；

鳞片状锌粉，65wt％；

防锈颜料jrm，10wt％；

苯甲醇，3.2wt％；

固化剂，5wt％.

进一步地，所述固化剂为改性胺固化剂。

进一步地，以质量百分比计，所述改性铵固化剂由以下原料制成：

苯甲醇，15wt％；

异佛尔酮二胺，18wt％；

低分子量环氧树脂，11wt％；

聚氧化丙烯双胺，53.5wt％；

2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚,2.5wt％。

进一步地，所述低分子量环氧树脂的型号为e44。

进一步地，所述固化剂通过以下步骤制得：

步骤a1：将设计量份的苯甲醇、异佛尔酮二胺、依次投入反应釜，分散12分钟；

步骤a2：边搅拌边投入设计量份的低分子量环氧树脂，加料完毕持续分散30分钟；升温至80℃，在80±3℃保温2小时；

步骤a3：边搅拌边投入设计量份的聚氧化丙烯双胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，加料完毕持续分散30分钟；达到要求后冷却，得到所述固化剂。

进一步地，所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料通过以下步骤制得：

步骤b1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌28分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤b2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤b1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至80μm，继续分散升温至60℃，搅拌保温15分钟；

步骤b3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤b2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散10分钟，冷却至常温；

步骤b4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤b3制得的混合液中，分散7分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

步骤c1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌28分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤c2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤c1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至细度80μm，继续分散升温至60℃，搅拌保温15分钟；

步骤c3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤c2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散10分钟，冷却至常温；

步骤c4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤c3制得的混合液中，分散7分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

实施例3

本例提供一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料，以质量百分比计，其由以下原料制成：

低分子量环氧树脂，12wt％；

壬基苯酚，2.2wt％；

碳十二-十四烷基缩水甘油醚，2wt％；

氢化蓖麻油，0.7wt％；

鳞片状锌粉，55wt％；

防锈颜料jrm，20wt％；

苯甲醇，3.1wt％；

固化剂，5wt％.

进一步地，所述固化剂为改性胺固化剂。

进一步地，以质量百分比计，所述改性铵固化剂由以下原料制成：

苯甲醇，15wt％；

异佛尔酮二胺，20wt％；

低分子量环氧树脂，10wt％；

聚氧化丙烯双胺，52.6wt％；

2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚,2.4wt％。

进一步地，所述低分子量环氧树脂的型号为e51。

可选的，所述固化剂通过以下步骤制得：

步骤a1：将设计量份的苯甲醇、异佛尔酮二胺、依次投入反应釜，分散14分钟；

步骤a2：边搅拌边投入设计量份的低分子量环氧树脂，加料完毕持续分散30分钟；升温至80℃，在80±3℃保温2小时；

步骤a3：边搅拌边投入设计量份的聚氧化丙烯双胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，加料完毕持续分散30分钟；达到要求后冷却，得到所述固化剂。

进一步地，所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料通过以下步骤制得：

步骤b1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌30分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤b2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤b1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至细度85μm，继续分散升温至65℃，搅拌保温15分钟；

步骤b3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤b2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散10分钟，冷却至常温；

步骤b4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤b3制得的混合液中，分散10分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

步骤c1，将设计量份的低分子量环氧树脂、壬基苯酚、碳十二-十四烷基缩水甘油醚、氢化蓖麻油依次投入拌料缸，以1800转/分钟的速度高速分散搅拌30分钟，直到混合液均匀无大颗粒；

步骤c2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤c1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至细度85μm，继续分散升温至65℃，搅拌保温15分钟；

步骤c3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤c2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散10分钟，冷却至常温；

步骤c4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤c3制得的混合液中，分散10分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

实施例四

本例提供一种高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料，以质量百分比计，其由以下原料制成：

低分子量环氧树脂，14wt％；

壬基苯酚，3wt％；

碳十二-十四烷基缩水甘油醚，2wt％；

氢化蓖麻油，0.6wt％；

鳞片状锌粉，45wt％；

防锈颜料jrm，25wt％；

苯甲醇，2.4wt％；

固化剂，6wt％.

进一步地，所述固化剂为改性胺固化剂。

进一步地，以质量百分比计，所述改性铵固化剂由以下原料制成：

苯甲醇，15wt％；

异佛尔酮二胺，25wt％；

低分子量环氧树脂，10wt％；

聚氧化丙烯双胺，48wt％；

2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，2wt％。

进一步地，所述低分子量环氧树脂的型号为e51。

可选的，所述固化剂通过以下步骤制得：

步骤a1：将设计量份的苯甲醇、异佛尔酮二胺、依次投入反应釜，分散15分钟；

步骤a2：边搅拌边投入设计量份的低分子量环氧树脂，加料完毕持续分散30分钟；升温至80℃，在80±3℃保温2小时；

步骤a3：边搅拌边投入设计量份的聚氧化丙烯双胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚，加料完毕持续分散30分钟；达到要求后冷却，得到所述固化剂。

进一步地，所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料通过以下步骤制得：

步骤b2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤b1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至细度85μm，继续分散升温至62℃，搅拌保温15分钟；

步骤b3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤b2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散9分钟，冷却至常温；

步骤b4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤b3制得的混合液中，分散9分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

步骤c2，将设计量份的鳞片状锌粉依次投入到步骤c1制得的混合液中，边加料边以1800转/分钟的转速进行高速分散，分散至细度85μm，继续分散升温至62℃，搅拌保温15分钟；

步骤c3，将设计量份的苯甲醇投入到步骤c2制得的混合液中，边加料边以800转/分钟的转速进行低速分散，分散9分钟，冷却至常温；

步骤c4，将设计量份的改性胺固化剂投入到步骤c3制得的混合液中，分散9分钟，分装即得所述高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料。

漆膜固化及其性能比较：

按照实施例1～4，将制得的高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料溶解于二甲苯：正丁醇＝7:3的混合溶剂中，调节至涂-4杯粘度为23秒，以喷涂方式涂布于金属底材表面，室温固化，得到具有优异防腐性能特性的防腐涂层，并对各个实施例下制得的漆膜进行性能测试，统计数据如表一所示。

表一.基于高闪点高固含安全型鳞片状锌基富锌涂料的性能

参照表一可以得出结论：对比实施例一、二、三、四，所制备的产品均具有较高的闪点和固体含量，完全满足环保及使用、运输和存储中的安全性要求；随着金属锌粉含量的降低，在低于40％后耐腐蚀性能有所下降，但整体涂层表现出来的耐腐蚀性都具有较好的结果，均高于行业通用标准要求；漆膜附着力性能随着金属锌粉含量的降低，提升较明显；与普通富锌底漆相比,它在锌粉含量和涂层厚度上可减少许多,使得施工成本和材料成本至少降低1/3,同时涂层具备良好机械性能，有效避免涂膜表层的损伤或者裂纹的产生而导致涂膜剥落风险，是普通无机和有机富锌底漆的更新换代产品。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

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