水基有機富鋅漆組合物,形成防銹涂膜的方法和多層涂膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水基有機富鋅漆組合物，所述組合物包含作為主試劑的環(huán)氧樹脂，作 為固化劑的多胺以及含有鋅粉的顏料，還涉及用于防銹涂膜的方法以及使用所述水基有機 富鋅漆組合物的多層涂膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 出于防銹目的，迄今為止富鋅漆組合物廣泛地施涂于陸上鋼結(jié)構(gòu)，例如橋、工廠、 罐，以及海洋鋼結(jié)構(gòu)。
[0003] 目前，由作為粘合劑的硅酸烷基酯組成的無機富鋅漆組合物和由作為粘合劑的環(huán) 氧樹脂組成的有機富鋅漆組合物是主流的富鋅漆。這些都是使用有機溶劑作為溶劑的溶 劑-基富鋅漆組合物。但是，近些年，從防止空氣污染、保護天然資源等角度出發(fā)，急切需要 將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂盟蛩c少量有機溶劑的組合的水基富鋅漆組合物。
[0004] 水基無機富鋅漆組合物和水基有機富鋅漆組合物是已知的水基富鋅漆組合物。
[0005] 含有作為粘合劑的堿金屬硅酸鹽的水基無機富鋅漆組合物是已知的水基無機富 鋅漆組合物。但是，這種水基無機富鋅漆組合物存在這樣的問題：由于由該組合物形成的涂 覆膜的pH極高，例如，當(dāng)外涂料漆如乳膠漆再次涂覆其上時，在外涂料漆的涂覆膜上容易 產(chǎn)生涂覆膜缺陷如起泡，因此，在涂覆外涂料漆之前需要對水基無機富鋅涂覆膜的表面進 行中和或用水清洗。
[0006] 對于水基有機富鋅漆組合物，含有環(huán)氧樹脂和鋅粉的那些是已知的。
[0007] 例如，專利文獻1描述了二液體一固體型水性環(huán)氧樹脂富鋅漆，其由含有環(huán)氧樹 脂乳液的主試劑、含有鋅粉的顏料組分和胺固化劑的組合組成。此外，專利文獻1的實施例 使用自乳化胺固化劑作為胺固化劑。
[0008] 此外，專利文獻2描述了一種水性抗腐蝕漆組合物，其包含作為主試劑的環(huán)氧樹 脂乳液、作為固化劑的胺固化劑乳液以及鋅粉和/或基于磷酸鹽的防銹顏料。
[0009] 此外，專利文獻3描述了一種空氣干燥的水性富鋅漆，其由含有水性樹脂、作為分 散介質(zhì)的水、添加劑、揮發(fā)性有機化合物和防銹劑的第一涂覆材料和在其中捏合細碎二氧 化硅和鋅粉的第二涂覆材料組成。
[0010] 引用文獻列表
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻 I :JP-A-2008-272666
[0013] 專利文獻 2:JP-A-2013-199546
[0014] 專利文獻 3:JP-A-2013-221081

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 技術(shù)問題
[0016] 在專利文獻1和2的水基有機富鋅漆組合物中，由于鋅導(dǎo)致二次聚集，存在如下問 題：在混合主試劑、固化劑和鋅粉時鋅粉的分散性（混合可加工性）變差，不能形成鋅的微 小涂膜，防銹性能降低。此外，由于鋅粉的比重高（比重：7. 13)，在專利文獻1和2的漆組 合物中，還存在如下問題：在混合主試劑、固化劑和鋅粉之后鋅粉容易沉淀，并且漆組合物 的操作性差。而且，專利文獻1和2的漆組合物中，由于使用乳液胺固化劑作為固化劑，還 存在如下問題：成膜性差，涂膜強度（撓性）不足。
[0017] 另外，在專利文獻3的水基有機富鋅漆組合物中，由于不含胺固化劑，存在如下問 題：成膜性差，涂膜強度（撓性）不足。此外，在專利文獻3的漆組合物中，不清楚細碎二氧 化硅的粒徑（平均粒徑）及其親水/疏水狀態(tài)。
[0018] 本發(fā)明的一個目的是提供一種水基有機富鋅漆組合物，該組合物在主試劑、固化 劑和顏料混合時具有優(yōu)異的可加工性，在混合后具有優(yōu)異的耐鋅粉沉淀性，在混合后具有 長的可用時間（適用期）和優(yōu)異的防銹性和涂膜強度（撓性）；和提供形成防銹涂膜的方 法以及使用該組合物的多層涂膜。
[0019] 解決問題的方法
[0020] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人進行了廣泛而深入的研宄。結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用作為主試劑 的環(huán)氧樹脂乳液，作為固化劑的特定的多胺以及含有鋅粉的顏料和特定的細粉的水基有機 富鋅漆組合物在混合主試劑、固化劑和顏料時具有優(yōu)異的可加工性，在混合后具有優(yōu)異的 耐鋅粉沉淀性，混合后適用期長，涂膜的防銹性和強度（撓性）好。基于以上發(fā)現(xiàn)完成了本 發(fā)明。即，本發(fā)明提供下述：
[0021] [1] 一種水基有機富鋅漆組合物，包含環(huán)氧樹脂乳液作為主試劑，多胺作為固化 劑和含鋅粉的顏料，其中所述顏料包含鋅粉和至少一種選自下組的細粉：滑石、二氧化鈦 和二氧化硅，所述細粉的平均粒徑為5-800nm，所述多胺是水溶性多胺，所述細粉的含量為 0. 01-1質(zhì)量份，以100質(zhì)量份的鋅粉為基準(zhǔn)。
[0022] [2]如[1]所述的水基有機富鋅漆組合物，其中所述二氧化硅是熱解二氧化硅。
[0023] [3]如[2]所述的水基有機富鋅漆組合物，其中所述熱解二氧化硅是親水性熱解 二氧化硅。
[0024] [4]如[1]_[3]中任一項所述的水基有機富鋅漆組合物，所述組合物是二液體一 固體型，包括含有環(huán)氧樹脂乳液的第一液體、含有水溶性多胺的第二液體，以及含有顏料的 粉末。
[0025] [5]如[1]_[4]中任一項所述的水基有機富鋅漆組合物，其特征在于，所述鋅粉的 平均粒徑為1-12微米。
[0026] [6]如[1]_[5]中任一項所述的水基有機富鋅漆組合物，其特征在于，所述環(huán)氧樹 脂乳液中的環(huán)氧樹脂是雙酚型環(huán)氧樹脂。
[0027] [7]如權(quán)利要求[1]_[6]中任一項所述的水基有機富鋅漆組合物，其特征在于，所 述環(huán)氧樹脂乳液是使用分散穩(wěn)定化樹脂將環(huán)氧樹脂乳化并分散在親水介質(zhì)中的乳液。
[0028] [8]如[7]所述的水基有機富鋅漆組合物，其特征在于，所述分散穩(wěn)定化樹脂是聚 氧化烯改性的環(huán)氧樹脂。
[0029] [9]如[7]或[8]所述的水基有機富鋅漆組合物，其特征在于，所述親水介質(zhì)中水 的含量為大于或等于80質(zhì)量％。
[0030] [10]如[1]-[9]中任一項所述的水基有機富鋅漆組合物，其特征在于，所述水溶 性多胺是脂族水溶性多胺。
[0031] [11]如[1]_[10]中任一項所述的水基有機富鋅漆組合物，其特征在于，所述水溶 性多胺是使用聚氧化烯改性的環(huán)氧樹脂通過聚氧化烯改性制備的改性多胺。
[0032] [12] -種用于形成防塵涂膜的方法，所述方法包括將如[1]_[11]中任一項所述 的水基有機富鋅漆組合物涂覆在基底材料表面，從而形成包含鋅的防塵涂膜。
[0033] [13] -種多層涂膜，所述多層涂膜包括涂覆在基底材料表面上的具有如 [1]-[11]中任一項所述的水基有機富鋅漆組合物的防塵涂膜，水基中間層涂膜和/或涂覆 其上的水基面層涂膜。
[0034] 發(fā)明的有益效果
[0035] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種水基有機富鋅漆組合物，該組合物在主試劑、固化劑和 顏料混合時具有優(yōu)異的可加工性，在混合后具有優(yōu)異的耐鋅粉沉淀性，在混合后具有長的 可用時間（適用期）和優(yōu)異的防銹性和涂膜強度（撓性）；和提供形成防銹涂膜的方法以 及使用該組合物的多層涂膜。
[0036] 實施方式說明
[0037] [水基有機富鋅漆組合物]
[0038] 本發(fā)明的水基有機富鋅漆組合物是包含作為主試劑的環(huán)氧樹脂乳液，作為固化劑 的多胺和含鋅粉的顏料的水基有機富鋅漆組合物，其中所述顏料包含鋅粉和至少一種選自 下組的細粉：滑石、二氧化鈦和二氧化硅，所述細粉的平均粒徑為5-800nm，所述多胺是水 溶性多胺，所述細粉的含量為〇. 01-1質(zhì)量份，以100質(zhì)量份的鋅粉為基準(zhǔn)。
[0039] 本發(fā)明的水基有機富鋅漆組合物在主試劑、固化劑和顏料混合時具有優(yōu)異的可加 工性（下文中有時稱為"混合可加工性"），在混合后具有優(yōu)異的耐鋅粉沉淀性（下文中有 時稱為"耐鋅粉沉淀性"），在混合后具有長的可用時間（下文中有時稱為"混合后適用期"） 和優(yōu)異的涂膜防銹性和強度（撓性）。
[0040] 以下將描述水基有機富鋅漆組合物的各組分。
[0041] 應(yīng)注意水基有機富鋅漆組合物在下文中有時被簡稱為"漆組合物"。
[0042] 〈環(huán)氧樹脂乳液〉
[0043] 本發(fā)明的水基有機富鋅漆組合物包含作為主試劑的環(huán)氧樹脂乳液。
[0044] 本文中"環(huán)氧樹脂乳液"表示環(huán)氧樹脂乳化并分散在親水介質(zhì)中的乳液，其可以是 陰離子型或非離子型。但是，從提高主試劑、固化劑和顏料的混合可加工性，提高耐鋅粉沉 淀性，延長混合后適用期以及提高涂膜的防銹性和強度（撓性）的角度出發(fā)，所述環(huán)氧樹脂 乳液優(yōu)選是非離子型的。
[0045] 接下來，將描述所述環(huán)氧樹脂乳液的各組分。
[0046] (環(huán)氧樹脂）
[0047] 所述環(huán)氧樹脂乳液中的環(huán)氧樹脂是一個分子中具有至少兩個環(huán)氧基團的樹脂。
[0048] 從提高主試劑、固化劑和顏料的混合可加工性，提高耐鋅粉沉淀性，延長混合后適 用期以及提高涂膜的防銹性和強度（撓性）的角度出發(fā)，該環(huán)氧樹脂轉(zhuǎn)化為固體的環(huán)氧當(dāng) 量優(yōu)選為 50-5, 000g/eq，更優(yōu)選 75-2, 500g/eq，更優(yōu)選 80_750g/eq，更優(yōu)選 100_750g/eq， 更優(yōu)選300_750g/eq，甚至更優(yōu)選400_600g/eq。
[0049] 應(yīng)注意所述環(huán)氧當(dāng)量根據(jù)JIS K7236所述的方法確定。
[0050] 此外，從同樣的角度出發(fā)，該環(huán)氧樹脂的數(shù)均分子量優(yōu)選為200-20, 000,更優(yōu)選 300-10, 000,更優(yōu)選320-2, 000。應(yīng)注意該數(shù)均分子量例如通過凝膠滲透色譜法（GPC)測 定。
[0051] 對于環(huán)氧樹脂，優(yōu)選雙酚型環(huán)氧樹脂，例如雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂 和雙酚AD型環(huán)氧樹脂；用二元酸等對上述雙酚型環(huán)氧樹脂進行改性制備的環(huán)氧酯樹脂；月旨 環(huán)族環(huán)氧樹脂；聚乙二醇型環(huán)氧樹脂和含環(huán)氧基團的丙烯酸類樹脂。最重要的是，從形成的 涂膜的防銹性、可粘附性等角度出發(fā)，更優(yōu)選雙酚型環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選雙酚A型環(huán)氧樹脂。
[0052] (分散穩(wěn)定化樹脂）
[0053] 對于環(huán)氧樹脂乳液，從提高主試劑、固化劑和顏料的混合可加工性，提高耐鋅粉沉 淀性，延長混合后適用期以及