[发明专利]可用于富锌底漆的环氧固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种可用于富锌底漆的环氧固化剂及其制备方法和应用，所述固化剂配方简单，并具有优异的锌粉包覆能力，能和金属粉末如锌粉混合后形成稳定不分层的糊料，且与水基环氧树脂完全相容，有效期长。所述固化剂采用包括如下组分的原料制得：(A)第一改性胺，所述第一改性胺为通过多元胺和多环氧化合物反应制得胺封端中间体，之后通过所述胺封端中间体与单环氧化合物反应制得；所述单环氧化合物中至少含有如下结构式(I)的单环氧化合物S1:(B)第二胺，所述第二胺至少含有一个伯胺基团。

技术领域

本发明涉及水性环氧涂层领域，特别涉及用于搭配水分散环氧树脂的无水固化剂，具体可用于富锌固化剂体系以固化重防腐领域的底涂层。

背景技术

水性环氧涂层可应用于多种基材的工业漆，且防护效果优异，取得了广泛的应用。这得益于环氧树脂优异的耐化学品性，同时，对于大多数基材(比如木材、金属、砖石表面)具有良好的粘接性。而搭配锌粉的水性环氧体系更是具备了超级优异的防腐性能，被广泛应用于集装箱、海洋机械等重防腐领域。

水性环氧涂料主要由两种组分组成：一种组分是环氧水性分散体(即乳液)；另一种组分为固化剂，用于实现环氧涂料固化和强度建立的组分。目前水性双组分环氧涂料在市场上有许多应用，比如集装箱、工程机械、轨道交通、钢结构等领域。

长久以来，希望配制一套含有非常低的挥发性有机化合物含量(VOC)的涂层体系，如可能的话，在无外加促进剂的条件下，实现较宽温度区间内的应用和固化。目前对于重防腐领域的底涂层需要用富锌体系，通常与环氧固化剂一起配漆使用，因此环氧富锌固化剂需要保证体系内无水，同时需要较佳的锌粉包覆性能。

目前许多水基环氧树脂和固化剂的配制体系面临有效期短的问题。当存在金属比如锌粉时，对于含有环氧成分、固化剂成分和金属体系时，难以获得可接受的有效期。为此，需要考虑一下几方面因素：锌粉不能接触水分，因而固化机中不允许水的存在，否则阴极保护作用失效，体系内产生氢气，对于耐性会大打折扣；固化剂本身需要与环氧树脂有相容性，同时包覆锌粉的能力要好；调节固化剂的活性，使得工作的寿命得以维持，施工窗口合适，至少达到3-4小时。

现有技术方案中，涉及环氧富锌的案例比如CN 102791795 A提供了一种储存稳定的水基环氧-胺的固化体系，可以实现数小时的有效期，且几乎不产生氢气，并且固化涂层性能良好。其中添加空间位位阻胺或多胺来调节固化剂疏水性。该技术方案的弊端之一是固化剂组合物较多，配方过于复杂，除锌粉外至少还有四种组分，在实际生产中至少需要两条反应线，涉及到更多的包装和称重计量环节，对于实际应用的复配使用带来不少的麻烦。

专利CN104725977A中公布了一种双组分水性环氧富锌底漆的制备方法。该富锌底漆包括甲、乙两组分，甲组分主要包含液体环氧树脂和锌粉，乙组分主要包含改性胺的水溶液。该体系通过使用少量的活性稀释剂及有机溶剂，可以降低液体环氧树脂的黏度，得到稳定的富锌底漆。然而，液体环氧树脂搭配水溶型胺类固化剂的方案难以达到较快的表干速度，在一些对干燥速度要求较高的领域，如水性集装箱涂料，需要进一步提高其干燥速度。

目前，市售的用于富锌底漆的固化剂难以同时兼顾高固含及低黏度，在富锌漆制备过程中，若有机溶剂用量不足，即使添加足量的分散剂及防沉剂，也难以得到分散均一的富锌漆。专利CN107903764A中公布的水性环氧富锌底漆，具有较快的干燥速度及较好的防腐性能，其溶剂用量为8-15％。大部分的基于水性环氧树脂分散体及无水固化剂的双组分水性环氧富锌底漆，其包含锌粉的组分中溶剂用量多在10％以上，体系VOC含量偏高。

发明内容

本发明提供一种简单配方的环氧固化剂，具有优异的锌粉包覆能力，能和金属粉末如锌粉混合后形成稳定不分层的糊料，且与水基环氧树脂完全相容，有效期长。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一方面提供一种可用于富锌底漆的环氧固化剂，所述固化剂采用包括如下组分的原料制得：