一种水性环氧树脂涂料及其在汽车防腐中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水性环氧树脂涂料及其在汽车防腐中的应用，包括下述重量份的原料：环氧树脂乳液60‑80份，湿润分散剂1‑5份，交联剂5‑10份，颜填料5‑10份、去离子水10‑20份，本发明专利技术的水性环氧树脂涂料在使用时配合主固化剂和辅助固化剂一起使用；本发明专利技术以水作为分散介质，无VOC排放、快干无污染、环保、安全无毒，本发明专利技术制备的水性环氧树脂汽车防腐涂料适用于汽车中不适宜电泳涂装或高温烘烤的汽车底盘件、发动机、改装车等部件和金属零部件的高性能水性防腐涂装，具有涂装性能和防腐性能优异，生产工艺简单，成本低廉，易于工业化生产等优点，可替代溶剂漆使用，并实现高防腐和底面合一的优势。

A Waterborne Epoxy Resin Coating and Its Application in Automobile Antisepsis

The invention discloses a waterborne epoxy resin coating and its application in automobile anticorrosion, including the following weight parts: epoxy resin emulsion 60, 80 parts, wetting dispersant 1, 5 parts, crosslinking agent 5, 10 parts, pigments and fillers 5 10 parts, deionized water 10, 20 parts, the waterborne epoxy resin coating of the invention is used together with main curing agent and auxiliary curing agent. The waterborne epoxy resin automobile anticorrosive coating prepared by the invention is suitable for high performance waterborne anticorrosive coating of automobile chassis, engine, refitted vehicle and metal parts which are not suitable for electrophoretic coating or high temperature baking. It has excellent coating performance and anticorrosive performance, and has excellent production process. Simple, low cost, easy to industrialize and other advantages, can replace solvent paint use, and achieve the advantages of high corrosion resistance and bottom integration.

【技术实现步骤摘要】
一种水性环氧树脂涂料及其在汽车防腐中的应用
本专利技术涉及涂料
，具体是一种水性环氧树脂涂料及其在汽车防腐中的应用。
技术介绍
当前，中国汽车市场已进入了私人消费者为主体的时代，居民实际收入水平的提高对汽车的需求带来了巨大影响。汽车工业的急速扩张，为中国地区的汽车涂料市场创造了空前的发展机遇。汽车钢结构和重要零部件的防腐蚀性能是影响汽车性能与安全的一项重要指标，也是汽车报废的重要原因。目前，汽车钢结构和零部件的防腐材料中使用较普遍的是有机防腐涂料，其主要优点是对钢结构表面处理要求略低，易施工，且漆膜防腐性能优良、附着力强。但有机防腐涂料由于存在“三废”污染严重、工人劳动环境恶劣而受到各地环保和劳动保护部门的严密监控。因此，开发一款高性能、环保型的水性涂料，并将其用于汽车防腐工业迫在眉睫。环氧树脂应用于水性防腐涂料中时，其涂层在腐蚀环境中失去防腐效果的原因主要有两个方面：（1）乳化剂的存在导致涂层聚合物交联密度不够，从而导致涂层孔隙率增加，电解质水溶液通过涂层空隙快速渗入而导致钢结构表面腐蚀；（2）热辐射和紫外线辐射导致涂层高分子链断裂破坏而引起涂层孔隙率增加，在亲水性乳化剂的作用下，电解质水溶液通过涂层空隙快速渗入而导致钢结构表面腐蚀。因此，针对汽车钢结构的防腐，急需解决防腐涂层聚合物的交联密度，最大限度降低涂层聚合物的自由体积，以阻止电解质水溶液在涂层中的渗透，达到汽车钢结构的高标准的防腐要求。聚醚胺类苯并噁嗪乳液由相应的聚醚胺、长链酚类化合物和甲醛反应合成的聚醚胺型苯并噁嗪经乳化得到产品。聚合后得到的聚苯并噁嗪产品具有许多优点：高粘结力、低吸水性、聚合过程中近似“零”收缩、良好的耐热性、力学性能、介电性能、聚合时无需强酸作为催化剂以及聚合时无小分子挥发物放出等。长链酚类化合物的加入为聚合物链段柔性的增加提供有利条件，因而作为环氧树脂的交联剂，在水性环氧树脂体系中加入聚醚胺类苯并噁嗪乳液，可以通过环氧树脂中的羟基或环氧基团或乳化剂中的羟基与苯并噁嗪反应进一步增加涂层的交联密度，使得固化后涂层的附着力、耐水性、抗冲击性能、柔韧性及防腐性能都得到很大提高。而六甲氧基亚甲基三聚氰胺是具有六官能度的有机化合物，它与环氧树脂乳液具有良好的混溶性，在环氧树脂固化过程中能与环氧树脂中的羟基或环氧基团或乳化剂中的羟基反应形成致密的交联膜，提高固化涂层的交联密度和耐水性。因此，如何将聚醚胺类苯并噁嗪乳液或六甲氧基亚甲基三聚氰胺的优点利用于水性环氧树脂涂料中，从而研发出一种水性环氧树脂涂料是本专利技术研究的重要内容。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对目前的水性环氧树脂涂料在腐蚀环境中的防腐效果不佳的问题，提供一种水性环氧树脂涂料及其在汽车防腐中的应用，从而解决现有防腐涂料的涂层长期受自然环境的影响，容易出现的开裂、腐蚀等问题，本专利技术的水性环氧树脂涂料适用于汽车中不适宜电泳涂装或高温烘烤的汽车底盘件、发动机、改装车等部件和金属零部件的高性能水性防腐涂装，本专利技术具有涂装性能和防腐性能优异，生产工艺简单，成本低廉，易于工业化生产等优点，可替代溶剂漆使用，并实现高防腐和底面合一的优势。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术的一种水性环氧树脂汽车防腐涂料，包括下述重量份的原料：环氧树脂乳液60-80份，湿润分散剂1-5份，交联剂5-10份，颜填料5-10份、去离子水10-20份；其中，所述环氧树脂乳液是由重量份分别为10-20份环氧树脂专用乳化剂与80-90份环氧树脂组成，环氧树脂专用乳化剂是由聚乙二醇、丁二酸酐和环氧树脂组成，所述聚乙二醇、丁二酸酐和环氧树脂的物质的量之比为1：1：1；所述湿润分散剂为迪高760W分散剂，由佛山市顺德区三升贸易有限公司生产；所述交联剂为聚醚胺类苯并噁嗪乳液、六甲氧基亚甲基三聚氰胺中的一种或两种的混合物；其中，聚醚胺类苯并噁嗪乳液是由溶剂、酚类化合物、聚醚胺类化合物按照物质的量之比为1-3：1-2：1-2投料，合成后除去溶剂、精制并加入乳化剂乳化所得，所述溶剂为多聚甲醛或质量分数为37%甲醛水溶液中的一种；所述六甲氧基亚甲基三聚氰胺由重庆建峰浩康化工有限公司生产；所述的颜填料为氧化铁红，由河北光明颜料制造有限公司生产。优选地，本专利技术中所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-20、E-44、E-51中的一种。优选地，本专利技术中所述聚醚胺类化合物为聚醚胺D-200、D-230或D-400中的一种。进一步地，本专利技术中所述聚醚胺类化合物为聚醚胺D-400。优选地，本专利技术中所述酚类化合物为壬基酚、邻烯丙基苯酚或邻甲酚中的一种。进一步地，本专利技术中所述酚类化合物为壬基酚。优选地，本专利技术中所述乳化剂为吐温-20，司盘-80，吐温-40，吐温-60中的一种或几种的复配物。优选地，本专利技术中所述环氧树脂专用乳化剂是将聚乙二醇和丁二酸酐混合均匀后，边搅拌边升温至80-120℃，保温5-6h后降温出料，得到乳化剂中间体；再将乳化剂中间体与环氧树脂边搅拌边升温至80-120℃，保温5-6h后降温出料即可制得。本专利技术还提供了一种水性环氧树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）环氧树脂乳液的制备按照重量比分别称取10-20份环氧树脂专用乳化剂与80-90份环氧树脂置于反应器中，加热至70-80℃后，在300-600r/min的速度下混合均匀，缓慢滴加80-120份去离子水，去离子水滴加完毕后，在2000-4000r/min下搅拌2-4h后，降温出料即得环氧树脂乳液。（2）聚醚胺类苯并噁嗪乳液的制备（a）聚醚胺类苯并噁嗪粗产物的合成按照重量份分别称取20-40份酚类化合物与20-40份聚醚胺类化合物置于反应器中混合均匀，边搅拌边升温至70-90℃反应1-4h后，加入20-60份溶剂反应1-3h，再升温至90-120℃，冷凝回流8-12h，静置冷却至室温，即可得到聚醚胺类苯并噁嗪粗产物；（b）聚醚胺类苯并噁嗪的精制取上述聚醚胺类苯并噁嗪粗产物溶于乙酸乙酯中，所得溶液用氢氧化钠溶液洗涤未反应完的溶剂，再用蒸馏水洗涤至中性，减压蒸馏除去乙酸乙酯，所得的淡黄色粘性液体即为精制的聚醚胺类苯并噁嗪；（c）聚醚胺类苯并噁嗪乳液的制备将精制的30-40份聚醚胺类苯并噁嗪溶于10-15份乙酸乙酯中，混合均匀后加入60-70份去离子水和1-3份乳化剂，以1000-3000r/min的转速搅拌0.5-1h，即得聚醚胺类苯并噁嗪粗乳液；将上述粗乳液升温至20-60℃，使用旋转蒸馏仪减压蒸馏1-3h，除去残余的乙酸乙酯，静置，即可得到聚醚胺类苯并噁嗪乳液。（3）涂料的调配将步骤（1）制备的环氧树脂乳液60-80份、步骤（2）制备的聚醚胺类苯并噁嗪乳液或六甲氧基亚甲基三聚氰胺交联剂5-10份置于高速剪切机中在常温、1000-2000r/min搅拌20-40min，再加入湿润分散剂1-5份、氧化铁红5-10份和去离子水10-20份继续搅拌均匀，将得到的混合物转移到转速为1000-3000r/min的砂磨机中砂磨1-3h，搅拌均匀，再用纱布过滤即可得到涂料。本专利技术的一种水性环氧树脂涂料在汽车防腐中的应用，包括以下步骤：（1）取待喷涂的钢板，使用酒精将钢板表面的油污洗净，用脱脂纱布擦干后，再用砂纸将表面的氧化物打磨除去备用；（2）称取60-80份水性环氧树脂涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性环氧树脂涂料，其特征在于包括下述重量份的原料：环氧树脂乳液60‑80份，湿润分散剂1‑5份，交联剂5‑10份，颜填料5‑10份、去离子水10‑20份；其中，所述环氧树脂乳液是由重量份分别为10‑20份环氧树脂专用乳化剂与80‑90份环氧树脂组成，环氧树脂专用乳化剂是由聚乙二醇、丁二酸酐和环氧树脂组成，所述聚乙二醇、丁二酸酐和环氧树脂的物质的量之比为1：1：1；所述湿润分散剂为迪高760W分散剂；所述交联剂为聚醚胺类苯并噁嗪乳液、六甲氧基亚甲基三聚氰胺中的一种或两种的混合物；其中，聚醚胺类苯并噁嗪乳液是由溶剂、酚类化合物、聚醚胺类化合物按照物质的量之比为1‑3：1‑2：1‑2投料，合成后除去溶剂、精制并加入乳化剂乳化所得，所述溶剂为多聚甲醛或质量分数为37%甲醛水溶液中的一种；所述的颜填料为氧化铁红。

【技术特征摘要】
1.一种水性环氧树脂涂料，其特征在于包括下述重量份的原料：环氧树脂乳液60-80份，湿润分散剂1-5份，交联剂5-10份，颜填料5-10份、去离子水10-20份；其中，所述环氧树脂乳液是由重量份分别为10-20份环氧树脂专用乳化剂与80-90份环氧树脂组成，环氧树脂专用乳化剂是由聚乙二醇、丁二酸酐和环氧树脂组成，所述聚乙二醇、丁二酸酐和环氧树脂的物质的量之比为1：1：1；所述湿润分散剂为迪高760W分散剂；所述交联剂为聚醚胺类苯并噁嗪乳液、六甲氧基亚甲基三聚氰胺中的一种或两种的混合物；其中，聚醚胺类苯并噁嗪乳液是由溶剂、酚类化合物、聚醚胺类化合物按照物质的量之比为1-3：1-2：1-2投料，合成后除去溶剂、精制并加入乳化剂乳化所得，所述溶剂为多聚甲醛或质量分数为37%甲醛水溶液中的一种；所述的颜填料为氧化铁红。2.根据权利要求1所述的一种水性环氧树脂涂料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-20、E-44或E-51中的一种。3.根据权利要求1所述的一种水性环氧树脂涂料，其特征在于：所述聚醚胺类化合物为聚醚胺D-200、D-230或D-400中的一种。4.根据权利要求3所述的一种水性环氧树脂涂料，其特征在于：所述聚醚胺类化合物为聚醚胺D-400。5.根据权利要求1所述的一种水性环氧树脂涂料，其特征在于：所述酚类化合物为壬基酚、邻烯丙基苯酚或邻甲酚中的一种。6.根据权利要求5所述的一种水性环氧树脂涂料，其特征在于：所述酚类化合物为壬基酚。7.根据权利要求1所述的一种水性环氧树脂涂料，其特征在于：所述乳化剂为吐温-20，司盘-80，吐温-40，吐温-60中的一种或几种的复配物。8.根据权利要求1所述的一种水性环氧树脂涂料，其特征在于：所述环氧树脂专用乳化剂是将聚乙二醇和丁二酸酐混合均匀后，边搅拌边升温至80-120℃，保温5-6h后降温出料，得到乳化剂中间体；再将乳化剂中间体与环氧树脂边搅拌边升温至80-...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹其超，陈格菲，周青青，张金枝，柴仕淦，姜也一雪，王钊，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42