一种水性单组分底面合一的涂料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种水性单组分底面合一的涂料及其制备方法和用途，所述涂料组成按质量百分数计，包括以下组分：水性环氧酯树脂30～60％、水2～10％、颜料10～25％、填料20～40％、助剂1.1～7％；所述涂料中不包含润湿分散剂和成膜助剂。所述涂料用作饮淡水舱涂料、集装箱内舱涂料或钢结构轻防腐涂料，所述涂料配方简单，制备方法简单，且能够使颜料和填料均匀的分散在水相体系中，同时涂料具有优异的防锈性能、成膜性能、耐化学品性能及耐冲击性能。

A Waterborne One-Component Base Coating and Its Preparation Method and Application

The present invention provides a water-borne one-component bottom coating and its preparation method and application. The composition of the coating is based on the mass percentage, including the following components: water-borne epoxy resin 30-60%, water 2-10%, pigments 10-25%, fillers 20-40%, additives 1.1-7%; the coating does not contain wetting dispersants and film-forming additives. The coatings are used as fresh water tank coatings, container interior coatings or light anti-corrosion coatings for steel structures. The formulation of the coatings is simple, the preparation method is simple, and the pigments and fillers can be uniformly dispersed in the aqueous system. At the same time, the coatings have excellent rust resistance, film forming performance, chemical resistance and impact resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种水性单组分底面合一的涂料及其制备方法和用途
本专利技术涉及涂料领域，特别涉及一种水性单组分底面合一的涂料及其制备方法和用途。
技术介绍
饮淡水舱涂料包括溶剂型、高固体型、和无溶剂型环氧涂料，溶剂型涂料在密闭环境下干燥固化后，漆膜中的溶剂难以挥发完全，不仅影响涂层的防护使用寿命，还会对淡水造成二次污染。在节能减排和绿色环保的大形势下，高固体份涂料是大势所趋，并逐渐向无溶剂涂料发展。此外，传统的防腐涂装体系主要有两种，分别是底漆+中涂漆+面漆复合防腐涂层体系或底漆+面漆复合防腐涂层体系。其中底漆主要对基材表面进行保护，同时提供良好的附着力和防腐性能；中涂漆的主要起到修补填充作用，使基材表面平整，利于面漆涂装，面漆主要起到装饰保护作用，具有高硬度、高耐磨性、高化学性能等特点。但这两种涂装工艺复杂、施工周期长、易造成整个涂层体系的配套性不好。同时传统防腐涂装体系VOC含量较高。水性底面合一漆以低VOC、节能、无毒、环保为特点被广大消费者群众所认可，但市面上多数为双组份底面合一漆，其使用方法过于繁琐，而单组份水性底面合一漆的产品的配方较为复杂，且防腐性能较差，同时漆膜的表面效果不佳，漆膜很薄，耐冲击性和耐化学品性能较差。CN108485458A公开了一种底面合一的水性双组分环氧桔纹漆，包括4重量份的A组分和1重量份的B组分；所述A组分包括：60～70％的双酚A型非离子型的水性环氧分散液，3～5％的环保溶剂、0.1～0.2％的基材润湿剂、0.2～0.4％的消泡剂、9～18％的去离子水、0.2～0.5％的改性硅酸镁锂、0.2～0.5％的膨润土、0.5～1％的水性防闪锈剂、1～2％的水性缔合型改性聚氨酯增稠剂、0.5～1％聚二甲基硅氧烷桔纹助剂、10～15％的色浆；所述B组分包括：70～80％的水性环氧固化剂、5～10％的工业酒精、10～25％的去离子水。提供了一种底面合一的桔纹效果稳定的水性双组分环氧桔纹漆，但是该桔纹漆使用方法过于繁琐，对施工人员的要求较高。CN107057533A公开了一种水性单组份底面合一漆及其制备方法，原料包括以下组分：水性环氧树脂改性丙烯酸乳液：400～600份，pH调节剂：1～3份，环保助溶剂：30～80份，分散剂：5～20份，消泡剂：0.5～3份，流平剂：2～3份，基材润湿剂：3～5份，防闪锈剂：5～20份，增稠剂：10～20份，防沉剂：20～40份，颜料：50份，防锈填料：70～150份，去离子水：150～250份，经混合搅拌制成的。该水性单组份底面合一漆具有干燥速度快、高防腐性能、低VOC含量、施工操作简单、一次成膜性能高等特点，但是其配方过于复杂，制备步骤繁琐。CN105524544B公开了一种超耐候自清洁重防腐底面合一防护涂料，含有A组份和B组份，所述A组份重量百分比为：聚氨酯树脂30～50％、溶剂15～18％、触变剂1～2％、消泡剂1～2％、钛白粉7～22％、重晶石12～25％、亲有机性磷酸钼酸锌3～6％、流平剂1～2％、超疏水助剂2～3％；所述B组份为异氰酸酯树脂100％；涂装前将A与B组份混合使用。该专利技术以聚氨酯树脂为基料，以异氰酸酯基为固化剂，制备出耐酸耐碱的重防腐涂料；在添加了钛白粉与流平剂、疏水助剂等功能性材料之后，耐候性和疏水性佳，且对灰尘和一些污染物具有一定的排斥性和分解功能，能满足石化及相关行业对露天钢结构设备防腐保护涂料的要求，但是其配方过于复杂，且使用方法过于繁琐。因此，本领域亟待开发一种配方简单的水性单组分底面合一的涂料，同时具有防腐性能优异、漆膜的表面效果好、使用方法简单等优点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种水性单组分底面合一的涂料，所述涂料组成按质量百分数计，包括以下组分：所述涂料各组分质量百分数之和计为100％；所述涂料中不包含润湿分散剂和成膜助剂。所述水性环氧酯树脂的含量为30～60％，例如35％、40％、45％、50％、55％或58％等。所述水的含量为2～10％，例如3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等。所述颜料的含量为10～25％，例如11％、15％、20％或24％等。所述填料的含量为20～40％，例如22％、25％、30％、35％或38％等。所述助剂的含量为1.1～7％，例如1.3％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％、6.0％或6.5％等。由于水性环氧酯树脂能够吸附在颜料和填料的表面，形成空间位阻，使分散体稳定存在于水相分散介质中，起到了润湿分散的作用，因此配方中无需润湿分散剂，简化了配方，同时不失良好的防腐性和耐冲击性等性能水性环氧酯树脂的加入量需适宜，应保持在30～60％之间，用量过多可导致黏度变大，涂膜耐水、耐化学性差，硬度下降，用量过少则不能够起到良好的润湿分散和防锈等效果。优选地，所述水性环氧酯树脂组成按质量百分数计，包括以下组分：所述水性环氧酯树脂各组分质量百分数之和计为100％。所述脂肪酸改性环氧树脂的含量为30～35％，例如32％、33％或34％等。所述苯乙烯和丙烯酸接枝共聚物的含量为8～10％，例如8.5％、9.0％或9.5％等。所述乙二醇单丁醚的含量为1～5％，例如1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％或4.5％等。所述三乙胺的含量为1～5％，例如1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％或4.5％等。所述水的含量为45～50％，例如46％、47％、48％或49％等。本专利技术所述的脂肪酸改性环氧树脂的制备方法为常规技术手段，本领域技术人员可以通过现有技术获知其制备方法，或者通过商购得到该类树脂，本专利技术对此不做具体的限定。本专利技术所采用的水性环氧酯树脂含有大量的长链脂肪烃基团，辅以苯乙烯和丙烯酸接枝共聚物，该水性环氧酯树脂，能够对涂料体系中的颜料和填料形成更加稳定的空间位阻而使颜料和填料分散更加稳定；所述水性环氧酯树脂表面张力低，能够很好地降低界面张力，从而能够对颜填料有很好的润湿性；此外，水性环氧酯树脂中含有大量极性小分子组分，这些极性小分子有着很好的润湿分散颜料和填料的能力，无需额外加入润湿分散剂。另外，引入长链段可增加树脂的柔韧性，从而使涂料具有较高的柔韧性，使涂料具有优异的耐冲击性能，且更加易于涂抹。优选的，所述的脂肪酸改性环氧树脂包括脂肪酸改性双酚A型环氧树脂、脂肪酸改性双酚F型环氧树脂、脂肪酸改性双酚型缩水甘油醚、脂肪酸改性脂肪族缩水甘油醚和脂肪酸改性酚醛环氧树脂中的任意一种或至少两种组合。优选地，所述脂肪酸改性环氧树脂具有式(I)的结构：式(I)中，所述R3选自取代或未取代的C8～C12的链状烷基；式(I)中，所述X为所述R1、R2均各自独立的选自氢或甲基；式(I)中，所述n与m的比例为2～4:2。本专利技术选用式(I)结构的脂肪酸改性环氧树脂，引入羟基能够使树脂具有较高的亲水性，与长链脂肪烃基团协同，能够进一步的提高颜料和填料在水中的分散性，并且当脂肪链与羟基的个数比为2～4:2时，所述树脂具有最佳的亲疏水性质，比例过高或过低都会使得平衡被破坏。本专利技术所采用的式(I)结构的脂肪酸改性环氧树脂自交联性好，Tg值不高，因此无需额外的加入成膜助剂，涂膜致密，表面效果佳，并具有优异的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性单组分底面合一的涂料，其特征在于，所述涂料组成按质量百分数计，包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种水性单组分底面合一的涂料，其特征在于，所述涂料组成按质量百分数计，包括以下组分：所述涂料各组分质量百分数之和计为100％；所述涂料中不包含润湿分散剂和成膜助剂。2.如权利要求1所述的一种水性单组分底面合一的涂料，其特征在于，所述水性环氧酯树脂组成按质量百分数计，包括以下组分：所述水性环氧酯树脂各组分质量百分数之和计为100％；优选的，所述的脂肪酸改性环氧树脂包括脂肪酸改性双酚A型环氧树脂、脂肪酸改性双酚F型环氧树脂、脂肪酸改性双酚型缩水甘油醚、脂肪酸改性脂肪族缩水甘油醚和脂肪酸改性酚醛环氧树脂中的任意一种或至少两种组合；优选地，所述脂肪酸改性环氧树脂具有式(I)的结构：式(I)中，所述R3选自取代或未取代的C8～C12的链状烷基；式(I)中，所述X为所述R1、R2均各自独立的选自氢或甲基；式(I)中，所述n与m的比例为2～4:2；优选地，所述脂肪酸改性环氧树脂的重均分子量为1200～1800。3.如权利要求1或2所述的一种水性单组分底面合一的涂料，其特征在于，所述涂料的PH值为7.5～8.5；优选地，所述涂料的粘度为125～135KU。4.如权利要求1～3之一所述的一种水性单组分底面合一的涂料，其特征在于，所述涂料组成按质量百分数计，包括以下组分：5.如权利要求1～4之一所述的一种水性单组分底面合一的涂料，其特征在于，所述防闪锈剂包括脂肪酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐中的任意一种或至少两种组合；优选地，所述pH调节剂包括二甲基乙醇胺和/或己二胺；优选地，所述流变助剂包括有机膨润土；优选地，所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷等中的任意一种或至少两种组合；优选地，所述颜料包括氧化铁红、氧化铁黑、钛白粉、炭黑、酞青蓝、氧化铁黄、铬黄、钼铬红和拜耳红中的一种或几种；优选地，所述填...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱小军，程华云，徐志新，李金钟，
申请(专利权)人：亚士漆上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31