本发明涉及防锈涂料，特别涉及一种水性环氧防锈漆及其制备方法。
背景技术：
1、随着人们对环保要求的不断提高，溶剂型防腐蚀涂料因其含有大量有机溶剂而逐渐被淘汰，水性环氧防锈漆成为研究热点。目前，水性环氧防锈漆已广泛应用于钢结构涂装、集装箱涂装等领域。工程机械、机械设备等在涂装漆底后通常还需要进行局部机械加工和擦拭后才能进行面漆的涂装，而现有的水性环氧防锈漆的耐溶剂擦拭性较差，根本无法满足自干24小时后耐溶剂擦拭的要求。
2、目前，为了达到自干24h耐溶剂擦拭的目的，一般采用的做法是在固化剂中添加催干剂，缩短水性环氧防锈漆的固化时间，但这种做法往往会导致漆液的活性期缩短，漆膜发脆、附着力下降等后果。此外，还有通过采用腰果酚类胺固化剂的方法来加速水性环氧防锈漆的固化，但腰果酚类胺固化剂本身的耐溶剂性差，也同样存在漆膜发脆、附着力下降的缺点。因此，亟需一种既能实现自干24h耐溶剂擦拭，又能保持漆液的活性期，柔韧性、附着力、耐盐雾性等性能优异的水性环氧防锈漆。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种水性环氧防锈漆，本发明的目的之二在于提供这种水性环氧防锈漆的制备方法。
2、为此，本发明采用以下技术方案：
3、本发明的第一方面提供一种水性环氧防锈漆，所述水性环氧防锈漆由a组分和b组分组成，所述a组分和b组分的质量比为7～10：1：
4、优选地，所述a组分包括以下重量百分比的组分：
5、水性环氧树脂：40％～46％；
6、颜料：2％～20％；
7、填料：8％～26％；
8、防锈颜料：4％～22％；
9、润湿剂：0.1％～0.7％；
10、消泡剂：0.2％～0.8％；
11、成膜助剂：2％～6％；
12、流变助剂：0.2％～2％；
13、水：8％～12％；
14、所述b组分为水性环氧固化剂，由以下质量百分比的原料制成：
15、脂环族二胺：4％～8％；
16、乙烯胺：5％～9％；
17、脂肪醇聚氧乙烯醚：2％～6％；
18、二醇二缩水甘油醚：10％～14％；
19、环氧树脂：12％～20％；
20、醇醚溶剂：1％～3％；
21、苯基缩水甘油醚：0.5％～2.5％；
22、甲基苯胺0.5％～2.5％；
23、水：40％～60％。
24、b组分原料中，优选地，所述乙烯胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或其组合。进一步优选地，所述乙烯胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种或其组合。更进一步优选地，所述乙烯胺选自三乙烯四胺。
25、优选地，所述二醇二缩水甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚、1,6己二醇二缩水甘油醚中的一种或其组合。进一步优选地，所述二醇二缩水甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚中的一种或其组合。更进一步优选地，所述二醇二缩水甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚。
26、优选地，所述环氧树脂选自环氧树脂e-51、e44、e20中的一种或其组合。进一步优选地，所述环氧树脂选自e-51、e44中的一种或其组合。更进一步优选地，所述环氧树脂选自环氧树脂e-51。
27、优选地，所述醇醚溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或其组合。进一步优选地，所述醇醚溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或其组合。更进一步优选地，所述醇醚溶剂选自丙二醇甲醚。
28、优选地，所述甲基苯胺选自n,n,2,4,6-五甲基苯胺、2,4,6-三甲基-n-甲基苯胺、n,n-二甲基苯胺中的一种或其组合。进一步优选地，所述甲基苯胺选自n,n,2,4,6-五甲基苯胺、2,4,6-三甲基-n-甲基苯胺中的一种或其组合。更进一步优选地，所述甲基苯胺选自n,n,2,4,6-五甲基苯胺。
29、进一步优选地，所述a组分包括以下重量百分比的组分：
30、水性环氧树脂：42％～46％；
31、颜料：2％～16％；
32、填料：8％～22％；
33、防锈颜料：4％～20％；
34、润湿剂：0.3％～0.7％；
35、消泡剂：0.4％～0.8％；
36、成膜助剂：3％～6％；
37、流变助剂：0.7％～2％；
38、水：9％～12％；
39、所述b组分为水性环氧固化剂，由以下质量百分比的原料制成：
40、异氟尔酮二胺：6％～8％；
41、三乙烯四胺：5％～8.5％；
42、脂肪醇聚氧乙烯醚：4％～6％；
43、聚乙二醇二缩水甘油醚：10％～13％；
44、环氧树脂e-51：16％～20％；
45、丙二醇甲醚：1％～3％；
46、苯基缩水甘油醚：0.5％～2.5％；
47、n,n,2,4,6-五甲基苯胺0.5％～2％；
48、水：43％～60％。
49、更进一步优选地，所述a组分包括以下重量百分比的组分：
50、水性环氧树脂：43％～46％；
51、颜料：2％～16％；
52、填料：11％～22％；
53、防锈颜料：10％～20％；
54、润湿剂：0.4％～0.7％；
55、消泡剂：0.4％～0.6％；
56、成膜助剂：3％～4％；
57、流变助剂：0.7％～1.1％；
58、水：9％～12％；
59、所述b组分为水性环氧固化剂，由以下质量百分比的原料制成：
60、异氟尔酮二胺：6％～7.5％；
61、三乙烯四胺：5％～8.5％；
62、脂肪醇聚氧乙烯醚：4％～5.5％；
63、聚乙二醇二缩水甘油醚：11％～13％；
64、环氧树脂e-51：16％～19％；
65、丙二醇甲醚：2％～3％；
66、苯基缩水甘油醚：1.5％～2.5％；
67、n,n,2,4,6-五甲基苯胺1.5％～2％；
68、水：47.5％～60％。
69、优选地，所述水性环氧树脂的环氧当量为800～1200g/eq，25℃时动态黏度为100～2000mpa.s。进一步优选地，所述水性环氧树脂的环氧当量为860～1040g/eq，25℃时动态黏度为100～1700mpa.s。更进一步优选地，所述水性环氧树脂为美国瀚森公司的epikote3520-wy-55水性环氧树脂(环氧当量为866～1028，25℃时动态黏度为700～1700mpa.s)、美国氰特公司的beckopox ep 384w/53wamp水性环氧树脂(环氧当量为920～1040g/eq，25℃时动态黏度为700～1700mpa.s)、美国欧林公司的e140水性环氧树脂(环氧当量为950～1100g/eq，25℃时动态黏度为100～1000mpa.s)中的一种或其组合。
70、优选地，所述颜料为钛白粉、炭黑、氧化铁红中的一种或其组合。进一步优选地，所述颜料为山东东佳集团股份有限公司的sr2377钛白粉、德国欧励隆公司的德固赛printexu炭黑、广州天至化工有限公司的190氧化铁红中的一种或其组合。
71、优选地，所述填料为硫酸钡粉末、滑石粉中的一种或其组合。进一步优选地，所述填料为800目硫酸钡、800目滑石粉中的一种或其组合。
72、优选地，所述防锈颜料为正磷酸盐、改性磷酸铝锌、三聚磷酸铝、磷酸锌-钼酸锌复合物、含磷硅酸盐中的一种或其组合；进一步优选地，所述防锈颜料为江西定锐新材料有限公司的正磷酸盐、江西定锐新材料有限公司的改性磷酸铝锌、江西定锐新材料有限公司的三聚磷酸铝、西班牙纽碧莱公司的nubirox 106、美国海洛斯公司的sw-111中的一种或其组合。
73、优选地，所述润湿剂为有机硅双生结构表面活性剂、聚醚改性硅氧烷、炔二醇表面活性剂中的一种或其组合。进一步优选地，所述润湿剂为德国赢创公司的tego twin 4100、德国毕克化学公司的byk-346、德国赢创公司的surfynol 104e中的一种或其组合。
74、优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。进一步优选地，所述消泡剂为德国赢创公司的tego airex 902w、德国毕克化学公司的byk-022中的一种或其组合。
75、优选地，所述成膜助剂为二元酸酯、十二碳醇酯、二丙二醇丁醚中的一种或其组合；进一步优选地，所述成膜助剂为润泰化学股份有限公司的rtc-290a、美国伊士曼公司的醇酯十二、美国陶氏公司的二丙二醇丁醚中的一种或其组合。
76、优选地，所述流变助剂为片状硅酸盐、聚氨酯、水性膨润土中的一种或其组合。进一步优选地，所述流变助剂为德国毕克化学公司的laponite rds、德国明凌公司的tafigelpur62、法国阿科玛公司的coapur xs 83、浙江长安仁恒科技股份有限公司的claymintonej中的一种或其组合。
77、优选地，所述b组分是由包括以下步骤的制备方法制成：
78、1)将脂环族二胺、乙烯胺和脂肪醇聚氧乙烯醚混匀，升温至70℃～72℃，再加入二醇二缩水甘油醚进行反应，得到中间产物i；
79、2)将环氧树脂与醇醚溶剂混匀制成混合液，再将混合液加入中间产物i中，70℃～72℃下进行反应，得到中间产物ii；
80、3)将苯基缩水甘油醚加入中间产物ii中，70℃～72℃下进行反应，降温至40℃～60℃，再加甲基苯胺和水后混匀，过滤，即得b组分。
81、优选地，步骤1)所述二醇二缩水甘油醚通过滴加的形式添加，30min～40min加完；步骤2)所述混合液通过滴加的形式添加。
82、优选地，步骤1)反应的时间为2h～4h。进一步优选地，步骤1)反应的时间为2.5h～3.5h。
83、优选地，步骤2)反应的时间为3h～5h。进一步优选地，步骤2)反应的时间为3.5h～4h。
84、优选地，步骤3)反应的时间为1h～3h。进一步优选地，步骤3)反应的时间为1.5h～2h。
85、所述b组分的制备反应类型是原料中含环氧基物料与含氨基物料的亲核加成反应。
86、为了简化表达反应式，以字母代表各参与反应的物料，具体代表如下：
87、-a-：脂环族二胺 -b-：乙烯胺
88、-c-：二醇二缩水甘油醚 -d-：苯基缩水甘油醚
89、-e-：环氧树脂
90、步骤1)中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚作为溶剂载体，所述脂环族二胺及所述乙烯胺中的氨基与所述二醇二缩水甘油醚中的环氧基进行反应，形成的中间产物i为微支化低分子预聚物，其中所述脂环族二胺及所述乙烯胺过量，保证中间产物i的分子链终端为氨基。此外，所述脂环族二胺单元能提高配漆时的干燥特性，所述乙烯胺单元能提高配漆后漆膜的韧性、附着力及耐盐雾性。步骤1)的主要反应结构式如下：
91、
92、步骤2)中，所述环氧树脂与步骤1)所得的中间产物i进行反应，进一步扩大分子链，形成大分子聚合物，即中间产物ii。其中步骤1)所得中间产物i过量，保证聚合物分子量终端为氨基。步骤2)的主要反应结构式如下：
93、
94、步骤3)中，所述苯基缩水甘油醚用于调整聚合物的官能度，提高配漆时的表干特性。所述甲基苯胺用于调节酸碱度，不参与反应。步骤3)的主要反应结构式如下：
95、
96、其中，m≥2，n≥2。
97、本发明的第二方面提供根据本发明第一方面所述水性环氧防锈漆的制备过程为物理混合过程，包括以下步骤：
98、1)将颜料、填料、防锈颜料、润湿剂、消泡剂和水混匀，再进行研磨，再加入水性环氧树脂、成膜助剂和流变剂后混匀，得到a组分；
99、2)将a组分和b组分混匀，即得水性环氧防锈漆。
100、优选的，步骤1)中所述研磨为用砂磨机研磨至细度35μm以下，研磨过程控制物料温度不高于70℃。
101、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
102、本发明的水性环氧防锈漆的活性期长，自干24h形成的漆膜的耐溶剂擦拭性能好，且形成的漆膜的柔韧性、附着力、耐盐雾性等性能优异。
103、具体来说：
104、1)本发明的水性环氧防锈漆中的水性环氧固化剂能有效缩短水性环氧防锈漆的表干时间、实干时间、漆膜的耐溶剂擦拭时间，可以提高防锈漆的活性期和漆膜的耐盐雾性能；
105、2)本发明的水性环氧防锈漆中的水性环氧固化剂在制备时采用了三乙烯四胺，其可以有效缩短水性环氧防锈漆的实干时间、漆膜的耐溶剂擦拭时间，对于提高漆膜的耐盐雾性能起到关键作用。
1.一种水性环氧防锈漆，其特征在于：由a组分和b组分组成，a组分和b组分的质量比为7～10：1：
2.根据权利要求1所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：所述乙烯胺选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或其组合；和/或，所述二醇二缩水甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚、1,6己二醇二缩水甘油醚中的一种或其组合；和/或，所述环氧树脂选自环氧树脂e-51、e44、e20中的一种或其组合；和/或，所述醇醚溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或其组合；和/或，所述甲基苯胺选自n,n,2,4,6-五甲基苯胺、2,4,6-三甲基-n-甲基苯胺、n,n-二甲基苯胺中的一种或其组合。
3.根据权利要求1或2所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：所述水性环氧树脂的环氧当量为800～1200g/eq，25℃时动态黏度为100～2000mpa.s。
4.根据权利要求1～2中任一项所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：所述颜料为钛白粉、炭黑、氧化铁红中的一种或其组合；和/或，所述填料为硫酸钡粉末、滑石粉中的一种或其组合；和/或，所述防锈颜料为正磷酸盐、改性磷酸铝锌、三聚磷酸铝、磷酸锌-钼酸锌复合物、含磷硅酸盐中的一种或其组合。
5.根据权利要求1～2中任一项所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：润湿剂为有机硅双生结构表面活性剂、聚醚改性硅氧烷、炔二醇表面活性剂中的一种或其组合；和/或，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
6.根据权利要求1～2中任一项所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：所述成膜助剂为二元酸酯、十二碳醇酯、二丙二醇丁醚中的一种或其组合；和/或，所述流变助剂为片状硅酸盐、聚氨酯类流变助剂、水性膨润土中的一种或其组合。
7.根据权利要求2所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：所述b组分是由包括以下步骤的制备方法制成：
8.根据权利要求7所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：步骤1)所述二醇二缩水甘油醚通过滴加的形式添加，30min～40min加完；步骤2)所述混合液通过滴加的形式添加。
9.根据权利要求7所述的水性环氧防锈漆，其特征在于：步骤1)所述反应的时间为2h～4h；
10.一种如权利要求1～9中任一项所述的水性环氧防锈漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
