專(zhuān)利名稱(chēng)：一種金屬防銹底漆、制備方法、用途及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料涂裝領(lǐng)域，具體涉及一種用于金屬表面防銹的底漆、所述底漆的制備方法、用途以及該底漆的使用方法。
背景技術(shù)：
噴涂陶瓷涂料是鋁單板、鋁合金型材、鋼結(jié)構(gòu)型材等金屬或金屬合金的重要表面裝飾手段之一，但是因陶瓷涂料的剛性大、硬度高，在平滑的金屬表面涂裝，涂層容易開(kāi)裂，所以要求金屬底材表面必須進(jìn)行噴砂處理，才能提高附著力。對(duì)于某些特殊的金屬涂裝，如噴涂PVDF氟碳漆的鋁合金材料，還需用到含有大量重金屬的試劑盡心表面處理，極易造成環(huán)境污染，生產(chǎn)成本也較為昂貴。
近20年，環(huán)氧樹(shù)脂水性化技術(shù)已發(fā)展成熟，商品化的環(huán)氧樹(shù)脂水分散體品種越來(lái)越多，為開(kāi)發(fā)水可稀釋的金屬防腐底漆，提供了方便。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有噴涂陶瓷涂料的金屬表面需要進(jìn)行繁瑣、易污染的處理步驟的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種金屬防銹底漆，采用此底漆噴涂后的金屬表面可省去常規(guī)的噴砂處理，直接進(jìn)行陶瓷涂料的噴涂。本發(fā)明提供的金屬防銹底漆按重量份包括以下成分水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液20 80份、活性增韌劑I 20份、水溶性氨基樹(shù)脂5 30份、顏料5 20份、體質(zhì)顏料5 40份、潤(rùn)濕分散劑0. I 2份、酸促進(jìn)劑0. I 2份、稀釋溶劑I 20份。優(yōu)選地，所述金屬防銹底漆按重量份包括以下成分水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液30 60份、活性增韌劑I 10份、水溶性氨基樹(shù)脂5 20份、顏料5 20份、體質(zhì)顏料5 30份、潤(rùn)濕分散劑0. I 2份、酸促進(jìn)劑0. I 2份、稀釋溶劑5 20份。所述水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液優(yōu)選中等分子量的水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液，其環(huán)氧當(dāng)量以固體計(jì)為250 300g/eq。水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液是金屬表面成膜物組成的主體樹(shù)脂，提供對(duì)金屬底材良好的附著力，優(yōu)選在底漆配方中的用量為20 60重量份。所述水溶性氨基樹(shù)脂在一定的烘烤溫度下，能夠與環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)固化，生成網(wǎng)狀大分子堅(jiān)硬涂膜，本發(fā)明優(yōu)選采用六甲氧基三聚氰胺甲醛樹(shù)脂，例如美國(guó)氰特公司的CYMEL 303，比利時(shí)UCB公司的B-747產(chǎn)品。水溶性氨基樹(shù)脂在底漆配方中優(yōu)選為5 20重量份。所述活性增韌劑為兩端基有縮水甘油基的線性環(huán)氧稀釋劑，優(yōu)選乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚中的一種或多種。在底漆配方中添加少量活性增韌劑，能夠明顯改善底漆的脆性，提高柔韌度?；钚栽鲰g劑在配方中優(yōu)選為I 10重量份。本發(fā)明底漆中的主要成膜物質(zhì)為水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液、水溶性氨基樹(shù)脂以及活性增韌劑。其中，水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液含有大量的環(huán)氧基和羥基，能夠與金屬表面的羥基發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，形成牢固的化學(xué)鍵。水溶性氨基樹(shù)脂中的甲氧基能夠與環(huán)氧樹(shù)脂上的羥基和環(huán)氧基發(fā)生熱固化交聯(lián)反應(yīng)，形成交聯(lián)密度很高的耐腐蝕涂層。增韌劑可改善涂層的脆性、改善防銹顏料和體質(zhì)顏料的配合，還可以增進(jìn)底漆與金屬和面漆之間的附著力、耐水性等。所述顏料為鈦白粉、氧化鐵紅、氧化鐵黑、磷酸鋅或鋅粉。底漆配方中的顏料，賦予底漆遮蓋力和防銹性。顏料在底漆配方中優(yōu)選為5 20重量份。所述體質(zhì)顏料為重晶石粉、石英粉、硅藻土中的一種或多種。體質(zhì)顏料又稱(chēng)為填料，可以提高顏料的體積濃度(PVC% )，減少顏料的使用量，降低成本，還可以減小涂膜在交聯(lián)固化過(guò)程中因體積收縮導(dǎo)致的應(yīng)力裂紋，提高了涂膜對(duì)底材的附著力。為了達(dá)到近似噴砂的效果，特別選用一些高硬度、粗粒徑的體質(zhì)顏料，例如重晶石粉、石英粉、硅藻土。體質(zhì)顏料在底漆配方中優(yōu)選用量為5 30重量份。所述潤(rùn)濕分散劑為陰離子型分散劑，潤(rùn)濕分散劑能夠降低水的表面張力，便于顏料、體質(zhì)顏料的潤(rùn)濕、分散，并提高底漆在金屬表面的潤(rùn)濕、流平，防止縮孔的出現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選使用常用的潤(rùn)濕分散劑，例如BYK-192、BYK-194, TEG0-245等。所述酸促進(jìn)劑為磷酸或乙酸，酸促進(jìn)劑常作為六甲氧基三聚氰胺甲醛樹(shù)脂與環(huán)氧·樹(shù)脂的交聯(lián)固化反應(yīng)催化劑，加快固化反應(yīng)速度，降低烘烤溫度，適宜在140 200°C條件下，烘烤固化5 30分鐘。常用的封閉酸促進(jìn)劑，例如BYK-450和氰特公司的CYTAC-4045，添加量為底漆配方總量的0. 5 2%，加量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致涂膜變脆。所述稀釋溶劑用于調(diào)整包裝粘度，優(yōu)選為與水混溶的有機(jī)溶劑，進(jìn)一步優(yōu)選乙醇、異丙醇、丙二醇甲醚中的一種或多種。根據(jù)季節(jié)變化、施工環(huán)境溫度的高低，可以調(diào)整不同比例的溶劑搭配，例如氣溫較低的冬春季，可選用較大比例的乙醇、異丙醇。氣溫較高的夏季，則可選用揮發(fā)性較慢的丙二醇甲醚。本發(fā)明還提供了以上技術(shù)方案任一項(xiàng)所述金屬防銹底漆的制備方法，包括以下步驟⑴研磨色漿將水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液、活性增韌劑、水溶性氨基樹(shù)脂和潤(rùn)濕分散劑加入容器中，在500 1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌下加入體質(zhì)顏料和顏料，并攪拌分散5 20分鐘，然后研磨至細(xì)度為30 以下，得到色漿；(2)調(diào)制底漆將步驟(I)得到的色漿在攪拌下加入酸促進(jìn)劑和稀釋溶劑，攪拌I 10分鐘，力口入去離子水，調(diào)整粘度到涂-4粘度計(jì)測(cè)量為50 70秒即可。 本發(fā)明提供的底漆配方組成中不含苯類(lèi)等有毒溶劑及重金屬，施工時(shí)底漆可以用水或醇類(lèi)溶劑稀釋?zhuān)瑢儆诮】怠h(huán)保型涂料。該底漆對(duì)鋁合金、碳鋼、鍍鋅鋼等金屬表面具有很強(qiáng)的附著力，劃格法附著力能夠達(dá)到0級(jí),表面粗糙度約為20 30 iim，可以替代金屬表面的噴砂處理，為噴涂水性陶瓷涂料提供附著力良好的基層，解決了薄型板不能?chē)娚暗碾y題。底漆涂膜具有良好的耐水性和抗腐蝕性，可以免去鋁合金的鉻化處理及碳鋼的磷化處理，避免含重金屬?gòu)U水對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)降低了制造成本?；谏鲜鲈颍景l(fā)明還提供了以上技術(shù)方案任一項(xiàng)所述金屬防銹底漆在金屬表面處理中的用途。本發(fā)明的金屬防銹底漆適用于鋁板、鋁合金型材、碳鋼、鍍鋅鋼板材、鋼結(jié)構(gòu)型材等金屬表面，可替代噴砂、磷化、鉻化前處理工藝，與水性陶瓷面漆、氟碳漆配套施工，可更好地發(fā)揮復(fù)合涂層的優(yōu)勢(shì)。該底漆可應(yīng)用于金屬幕墻、金屬裝飾板、建筑金屬結(jié)構(gòu)、金屬門(mén)窗型材、設(shè)備儀表外殼等領(lǐng)域的防護(hù)、裝飾。本發(fā)明還提供了以上技術(shù)方案任一項(xiàng)所述金屬防銹底漆的使用方法，包括以下步驟(I)金屬表面預(yù)處理將欲進(jìn)行涂裝的金屬表面進(jìn)行常規(guī)表面處理，60 100°C下烘干10 30分鐘；⑵噴涂底漆加入乙醇或水將金屬防銹底漆稀釋至施工粘度，即涂-4粘度計(jì)測(cè)量為15 30秒，向所述金屬表面均勻噴涂底漆；(3)烘干閃干I 5分鐘后，在140 200°C下烘干15 35分鐘，干膜厚度控制在12 18 u m,冷卻即可。本發(fā)明涉及一種以水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液、水溶性氨基樹(shù)脂以及活性增韌劑為主要成膜物質(zhì)的金屬防銹底漆，充分發(fā)揮了交聯(lián)體系的性能特點(diǎn)，底漆的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良，可以達(dá)到附著力0級(jí)、抗沖擊性50Kg Cm、柔韌性1mm。充分滿(mǎn)足了水性陶瓷涂料應(yīng)用于金屬底材上的各種性能要求。本發(fā)明提供的底漆不含苯類(lèi)溶劑，可用水稀釋?zhuān)苯討?yīng)用于鋁單板、鋁合金型材、鋼結(jié)構(gòu)等金屬基材表面的涂飾，能夠在140 200°C下烘干形成牢固、耐腐蝕的膜層?？扇〈鷩娚疤幚?、鉻化處理等常見(jiàn)金屬表面處理工藝，使陶瓷涂料等面漆與金屬表面之間形成牢固的粘結(jié)。解決了困擾水性陶瓷涂料在金屬上應(yīng)用必須噴砂處理的難題，為水性陶瓷涂料擴(kuò)大推廣應(yīng)用，創(chuàng)造了有利條件。本發(fā)明提供的金屬防銹底漆制備方法以及使用方法，條件溫和、便于操作。本發(fā)明技術(shù)方案節(jié)約了處理成本、避免了重金屬對(duì)環(huán)境造成污染、減輕了對(duì)操作人員的危害，符合當(dāng)前節(jié)能、減排，倡導(dǎo)環(huán)保理念的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I用于鋁板的防銹底漆、制備方法以及涂裝過(guò)程底漆成分組成a、環(huán)氧當(dāng)量270g/eq的水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液40重量份；b、CYMEL303甲氧基三聚氰胺樹(shù)脂12重量份；c、乙二醇二縮水甘油醚5重量份；d、潤(rùn)濕分散劑BYK-1920. 5重量份；e、鈦白15重量份；f、重晶石粉6重量份,娃藻土 4重量份；g、封閉酸促進(jìn)劑CYCAT-40451重量份；h、溶劑丙二醇甲醚16重量份。 底漆制備過(guò)程(I)研磨色漿將上述原料a、b、C、d四種料備入容器中，600轉(zhuǎn)/分鐘的高速攪拌下加入e、f粉料，相同的轉(zhuǎn)速下高速分散10分鐘，然后上砂磨機(jī)研磨至細(xì)度30pm以下，得到色漿。(2)調(diào)制底漆
將研磨好的色漿備入調(diào)漆罐，攪拌下加入g、h料，攪拌5分鐘，酌情加入去離子水調(diào)整粘度，直至涂-4粘度計(jì)測(cè)量為55 65秒即可，最后進(jìn)行包裝。底漆的涂裝過(guò)程(I)鋁板預(yù)處理采用常規(guī)鋁板表面處理工藝對(duì)鋁板表面進(jìn)行打磨、脫脂、酸洗、水洗，80°C下烘干20min，烘干后的鋁板，即可進(jìn)行噴涂作業(yè)。(2)噴涂底漆加入乙醇或水將底漆稀釋至施工粘度，涂-4粘度計(jì)測(cè)量為18 20秒，均勻噴涂一道底漆。(3)烘干閃干3分鐘后，進(jìn)入烘道，在140°C烘干20分鐘，出爐、冷卻，干膜厚度控為12 18 u m0在底漆上面噴涂常規(guī)水性陶瓷涂料，烘干后，水性陶瓷涂料的涂層性能可以達(dá)到GB/T23443-2009《建筑裝飾用鋁單板》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求。實(shí)施例2用于鋁合金型材的防銹底漆、制備方法以及涂裝過(guò)程底漆成分組成a、環(huán)氧當(dāng)量300g/eq水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液45重量份；b、CYMEL303甲氧基三聚氰胺樹(shù)脂10重量份；c、二乙二醇二縮水甘油醚7重量份；d、潤(rùn)濕分散劑TEG0-2450. 6重量份；e、顏料鈦白9重量份；f、石英粉6重量份,娃藻土 5重量份；g、封閉酸促進(jìn)劑BYK-450 0. 8重量份；h、溶劑丙二醇甲醚8重量份。底漆制備過(guò)程(I)研磨色漿將上述原料a、b、C、d四種料備入容器中,800轉(zhuǎn)/分鐘的高速攪拌下加入e、f■粉料，相同的轉(zhuǎn)速下高速分散7分鐘，然后上砂磨機(jī)研磨至細(xì)度30 Pm以下，得到色漿。(2)調(diào)制底漆將研磨好的色漿備入調(diào)漆罐，攪拌下加入g、h料，攪拌5分鐘，酌情加入去離子水調(diào)整粘度，直至涂-4粘度計(jì)測(cè)量為60 70秒即可，最后進(jìn)行包裝。底漆的涂裝過(guò)程(I)鋁合金型材預(yù)處理采用常規(guī)鋁合金型材表面處理工藝對(duì)鋁合金型材表面進(jìn)行打磨、脫脂、酸洗、水洗，60°C下烘干30min，烘干后的鋁合金型材即可進(jìn)行噴涂作業(yè)。(2)噴涂底漆加入乙醇或水將底漆稀釋至施工粘度，涂-4粘度計(jì)測(cè)量為18 20秒，均勻噴涂一道底漆。(3)烘干
、
閃干3分鐘后，進(jìn)入烘道，在140°C烘干20分鐘，出爐、冷卻，干膜厚度控為12 18 u m0在底漆表面噴涂水性陶瓷涂料，烘干后底漆和水性陶瓷涂料的復(fù)合涂層性能為附著力0級(jí)，鉛筆硬度6H、抗硬幣劃傷、耐UV老化4000h。實(shí)施例3用于鋼結(jié)構(gòu)型材的防銹底漆、制備方法以及涂裝過(guò)程
底漆成分組成a、環(huán)氧當(dāng)量300g/eq水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液52重量份；b、B-747甲氧基三聚氰胺樹(shù)脂10重量份；C、新戊二醇二縮水甘油醚4重量份；d、潤(rùn)濕分散劑TEG0-2450. 9重量份；e、顏料氧化鐵紅6重量份；f、重晶石粉7重量份,娃藻土 4重量份；g、封閉酸促進(jìn)劑BYK-4501. I重量份；h、溶劑異丙醇7重量份。底漆制備過(guò)程(I)研磨色漿將上述原料a、b、C、d四種料備入容器中,600轉(zhuǎn)/分鐘的高速攪拌下加入e、f■粉料，相同的轉(zhuǎn)速下高速分散8分鐘，然后上砂磨機(jī)研磨至細(xì)度30 pm以下，得到色漿。(2)調(diào)制底漆
將研磨好的色漿備入調(diào)漆罐，攪拌下加入g、h料，攪拌5分鐘，酌情加入去離子水調(diào)整粘度，直至涂-4粘度計(jì)測(cè)量為55 70秒即可，最后進(jìn)行包裝。底漆的涂裝過(guò)程(I)鋼結(jié)構(gòu)型材預(yù)處理采用常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)型材表面處理工藝對(duì)鋼結(jié)構(gòu)型材表面進(jìn)行打磨、除銹、脫脂、水洗，80°C下烘干25min，烘干后即可進(jìn)行噴涂作業(yè)。(2)噴涂底漆加入乙醇或水將底漆稀釋至施工粘度，涂-4粘度計(jì)測(cè)量為18 20秒，均勻噴涂一道底漆。(3)烘干閃干3分鐘后，進(jìn)入烘道，在140°C烘干20分鐘，出爐、冷卻，干膜厚度控為12 18 u m0在底漆表面噴涂水性陶瓷涂料，烘干后底漆和水性陶瓷涂料的復(fù)合涂層性能為附著力0級(jí)，鉛筆硬度6H、抗硬幣劃傷、耐UV老化4000h。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬防銹底漆，其特征在于，按重量份包括以下成分水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液20 80份、活性增韌劑I 20份、水溶性氨基樹(shù)脂5 30份、顏料5 20份、體質(zhì)顏料5 40份、潤(rùn)濕分散劑0. I 2份、酸促進(jìn)劑0. I 2份、稀釋溶劑I 20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的底漆，其特征在于，所述水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液的環(huán)氧當(dāng)量以固體計(jì)為250 300g/eq。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的底漆，其特征在于，所述水溶性氨基樹(shù)脂為六甲氧基三聚氰胺甲醛樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的底漆，其特征在于，所述活性增韌劑為兩端基有縮水甘油基的線性環(huán)氧稀釋劑，優(yōu)選乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的底漆，其特征在于，所述體質(zhì)顏料為重晶石粉、石英粉、硅藻土中的一種或多種；所述顏料為鈦白粉、氧化鐵紅、氧化鐵黑、磷酸鋅或鋅粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的底漆，其特征在于，所述酸促進(jìn)劑為磷酸或乙酸；所述潤(rùn)濕分散劑為陰離子型潤(rùn)濕分散劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的底漆，其特征在于，所述稀釋溶劑為能與水混溶的有機(jī)溶劑，優(yōu)選乙醇、異丙醇、丙二醇甲醚中的一種或多種。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述金屬防銹底漆的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)研磨色漿 將水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液、活性增韌劑、水溶性氨基樹(shù)脂和潤(rùn)濕分散劑加入容器中，在500 1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌下加入體質(zhì)顏料和顏料，并攪拌分散5 20分鐘，然后研磨至細(xì)度為30 以下，得到色漿； (2)調(diào)制底漆 將步驟(I)得到的色漿在攪拌下加入酸促進(jìn)劑和稀釋溶劑，攪拌I 10分鐘，加入去離子水，調(diào)整粘度到涂-4粘度計(jì)測(cè)量為50 70秒即可。
9.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述金屬防銹底漆在金屬表面處理中的用途。
10.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述金屬防銹底漆的使用方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)金屬表面預(yù)處理 將欲進(jìn)行涂裝的金屬表面進(jìn)行常規(guī)表面處理，60 100°C下烘干10 30分鐘； (2)噴涂底漆 加入乙醇或水將金屬防銹底漆稀釋至施工粘度，即涂-4粘度計(jì)測(cè)量為15 30秒，向所述金屬表面均勻噴涂底漆； (3)烘干 閃干I 5分鐘后，在140 200°C下烘干15 35分鐘，干膜厚度控制在12 18 y m，冷卻即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬防銹底漆，包括水分散環(huán)氧樹(shù)脂乳液、活性增韌劑、水溶性氨基樹(shù)脂、顏料、體質(zhì)顏料、潤(rùn)濕分散劑、酸促進(jìn)劑以及稀釋溶劑。本發(fā)明還提供了所述金屬防銹底漆的制備方法、用途以及使用方法。本發(fā)明提供的底漆用于鋁單板、鋁合金型材、鋼結(jié)構(gòu)型材等金屬基材表面的涂飾，能形成牢固、耐腐蝕的膜層，可取代噴砂處理、鉻化處理等常見(jiàn)金屬表面處理工藝，節(jié)約了處理成本、避免了重金屬對(duì)環(huán)境造成污染、減輕了對(duì)操作人員的危害。本發(fā)明提供的金屬防銹底漆制備方法以及使用方法，條件溫和、便于操作，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C09D5/08GK102719172SQ201210161179
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者王超, 黃之祥 申請(qǐng)人:北京紅獅漆業(yè)有限公司