重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆的研制

重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆的研制

施铭德，刘思平，梁基码（武汉铁神化工有限公司，430223）

摘要：

通过对水性环氧树脂和固化剂的选择，结合防锈颜料的作用机理，再配以各种高性能助剂，成功开发了重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆。该漆具有干燥迅速、低温（5℃）施工性良好、高固含、成膜丰满、施工时限长的特点，漆膜具有优异的物理性能，良好的耐盐雾性，其耐盐雾性可达2200小时。在重防腐领域具有广泛的应用前景。

关键词：水性环氧树脂；快干；耐盐雾性

Heavy anti-corrosion fast drying with high performance waterborne epoxy iron oxide red primer development

ShiMingDe, LiuSiPing, LiangJima, ZhouAi

(WUHAN FERRO-GUARDIAN CHEMICAL CO., LTD., 430223) Abstract:

Based on the choice of waterborne epoxy resin, combined with the antirust pigment mechanism, match again with all kinds of high performance additives, successful development of heavy-duty fast drying with high performance waterborne epoxy iron oxide red primer. The varnish has dry quickly, low temperature (5 ℃) construction good sex, high solid content, film plump, construction time long characteristics, it has good physical properties, and good to salt mist sex, the salt-fog sex can reach 2200 hours. In the heavy anti-corrosion field has a broad prospect of application.

Keywords: waterborne epoxy resins; Quick dry; Resistant to salt mist sex

一引言

随着环保法规的强化，溶剂型涂料受到限制。从而促使涂料向高固体份涂料、水性涂料等环保型涂料的方向发展。尤其以水作溶剂的水性涂料具有节约能源、零VOC排放的优点，日益得到广泛的应用。2010年中国行业资讯大全报告中环氧体系占重防腐体系的30%的比重，而目前环氧体系大多是溶剂型的，随着安全、环保方面的要求，高性能水性环氧体系涂料的开发力度显得尤为迫切。

水性环氧涂料体系对各类底材具有较高的附着力，涂膜具有优异的物理性能和耐化学介质。其以水作为溶剂，价格低廉、环保安全。但目前市面上，由于水性体系在冬季低温施工及湿度太高时其干燥速度较慢的缺陷，在重防腐领域其应用受到一定的限制。而我公司研制的重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆防腐性能优异，固含高、漆膜丰满度好、干燥迅速，低温（5℃）施工性良好，耐盐雾性达2200小时，在市场推广中得到客户的一致好评，该产品具有较强的市场竞争力。

二实验部分

2.1主要原材料和配方

重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆主要原材料和配方见表1。

表1：重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆主要原材料和配方

组份材料名称质量份材料供应商A组份去离子水8 自制

防锈原料13.5 德国进口

有机缓蚀剂 1.5 德国进口

分散剂0.2 BYK

氧化铁红10 上海一品

水性消泡剂0.4 EASTMAN

增稠剂0.3 德国进口

防闪锈剂0.2 之途化工

基材润湿剂0.2 BYK

云母粉 2 格锐

填料10.5 国产

水性环氧乳液52 自制

水性流平剂0.2 EASTMAN

附着力增进剂 1 国产B组份水性环氧固化剂7.5 德国氰特化工

去离子水 6.7 自制

2.2 重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆性能测试结果见表2。

表2：重防腐用快干高性能水性环氧铁红底漆性能测试结果

检测项目检测结果检测标准

漆膜颜色及外观铁红色，平整目测

粘度（涂-4杯），s 55 GB/T1723-1993

不挥发物含量% 63 GB1725-1979

表干min 8 GB1728-1979

实干h 4 GB1728-1979

铅笔硬度2H GB/T6739-1996

柔韧性mm 1 GB/T1731-1993

耐冲击试验kg.cm 50 GB/T1732-1993

附着力（拉开法）MPa 9 GB/T5210-1985

双组份适用期，h 7 自定

耐水性2200h无泡无锈GB/T1733-1993

耐盐水（3％NaCl）, h 2200h,无泡无锈GB/1763-1979

耐盐雾，h 2200(80±5μm),板面无泡无GB/T1765-1979

锈,划痕处24h无红锈

三结果与讨论

3.1水性环氧树脂的制备

本公司研制的水性环氧树脂属于Ⅱ型水性环氧乳液，其合成工艺如下：

（一）合成水性环氧乳化剂

将经过改性的E20树脂和表面活性剂加入到反应釜中，加热升温至90℃，待环氧树脂和表面活性剂完全溶解后停止加热，加入催化剂，控温在100℃，反应5小时，降温至80℃，加入蒸馏水稀释，合成了水性环氧树脂乳化剂。

（二）将计量好的改性E20的溶液和水性乳化剂，按比例搅拌混合均匀，然后滴加蒸馏水，直至发生相反转，再加入蒸馏水，稀释成50%固含的乳液，即制得Ⅱ型水性快干环氧乳液。该乳液在水中有极好的分散性，对颜填料润湿分散性好，可高速搅拌，研磨而不破乳，制得的漆膜具有良好的物理性能和优异的耐化学品性能。

3.2 水性固化剂的选择

水性环氧体系的固化剂主要为多胺环氧加成物。本实验选择氰特公司的EH613和EH629的混合物。夏用EH613，冬用EH613（95%）和EH629（5%）的混合物。

EH613为脂肪族多元胺加成物，EH629为曼尼斯脂肪族多元胺加成物。该固化剂与水性环氧乳液混合具有相溶性好、粘度低、施工时限长、干燥迅速的优点。并且具有优异的耐盐雾性、优良的耐水性。完全适用于重防腐涂装。

3.3 防锈颜料的选择

本实验加入的防锈颜料为德国凯佰（heubach）公司的ZCP防锈颜料。该颜料是为了满足当今与未来经济、生态、环保和性能要求开发的一种含有钙、锶、铝的硅酸正磷酸锌水合物。与该公司的有机缓蚀剂RZ配合使用具有较好的协同效应。该防护性能比普通改性的三聚磷酸铝更加优秀。经过2200小时耐盐雾试验，漆膜依然保持良好(见图1）。

图1：根据ISO9227 (ASTM B117-03）标准进行2200小时盐雾试验试板

基材：冷轧钢板

水性环氧铁红底漆（上半部分）经过2200小时盐雾试验后进行的划格实验

水性无机富锌底漆（下半部分）

3.4填料、助剂的选择

采用云母粉作为功能性填料是因为它具有提高涂膜的机械强度、增强柔韧性、提高附着力和耐腐蚀性。

防闪锈剂选择北京之途化工的ZT-709，该原料是一种有机螯合物，但是又比进口产品有较大的改进。该防闪锈剂能有效抑制水性涂料涂刷在铁质底材上后的干燥过程中出现的闪锈现象。该产品不会对漆膜产生任何不利的影响，而且在干燥过程中由于绝大部分转变成了不溶于水的络合物，所以该络合物能够防闪锈的同时还能有效提高涂料干膜的防锈性能和耐