用于铁路支座系统的水性底中面漆制备方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及油漆领域，特别是指一种用于铁路支座系统的水性底中面漆制备方法。
背景技术
[0002] 随着人们对环境保护意识日益加强，对涂料产品的环保性要求也越来越强，现应用于全国铁路支座行业使用的特质环
氧富锌底漆、环氧
云铁中间漆及
丙烯酸脂肪族聚
氨酯面漆均为传统油性体系，这些油漆有较大的毒
副作用，对环境及人体带来不同程度的损害。
发明内容
[0003] 本发明提出一种用于铁路支座系统的水性底中面漆制备方法，制作的产品大大降低了VOC的
排放量，使得整个体系完全水性化，大大降低了综合成本。
[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：一种用于铁路支座系统的水性底中面漆制备方法,包括水性环氧富锌底漆、水性环氧云铁中间漆以及水性灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆；
[0005] 所述水性环氧富锌底漆包括组份A和组份B，其中组份A包括：水性环氧
固化剂6-10％、高纯度锌粉80-84％、缓蚀剂1-2％、环保
磷酸锌1-3％、助剂A：1-3％、羟乙基
纤维素0.3-0.7％、成膜助剂4.8-7.4％；组份B包括：
水溶性环氧
树脂60-80％、助剂B：1-2％、去离子蒸馏水18-39％；制作工艺包括：组分A混合、搅拌、加锌粉分散,组分B稀释、搅拌，AB配比、测比重、调整
喷涂粘度、自干以及测试；
[0006] 所述水性环氧云铁中间漆包括组份C和组份D，其中组份C包括：水性环氧固化剂10-15、云母氧化铁灰30-40％、绢云母10-20％、滑石粉5-10％、助剂C：2-3％、羟乙基
纤维素0.3-0.7％、助
溶剂1-2％、去离子水5-10％；组份D包括：水溶性
环氧树脂53-80％、中和剂：1-2％、去离子蒸馏水18-46％；制作工艺包括：组份C混合、搅拌、稀释再搅拌、加云母氧化铁灰等分散、加助剂C搅拌、控制PH值，组份D稀释、控制PH值以及搅拌，CD配比、调整喷涂粘度、干以及测试；
[0007] 所述水性环氧云铁中间漆包括组份E，组份E包括：水性羟基丙烯酸树脂A：25-35％，水性羟基丙烯酸树脂B：25-35％、金红石型
钛白粉15-20％、
碳黑0.5-1％、纳米
硫酸钡5-10％、助剂D：1-2％、羟乙基纤维素0.3-0.5％、助溶剂1-2％、去离子水5-10％；制作工艺包括：混合、搅拌、PH值控制、稀释、搅拌、
研磨、配比、喷涂以及自干。
[0008] 进一步的，助剂A包括：水性分散剂、水性消泡剂、水性润湿剂；
[0009] 助剂B包括：水性中和剂、防闪锈剂；助剂C包括：水性分散剂、水性抑泡剂、水性消泡剂、水性
流平剂、水性润湿剂、中和剂、防闪锈剂、防霉
杀菌剂；助剂D包括：水性分散剂、水性抑泡剂、水性消泡剂、水性流平剂、水性润湿剂、中和剂。
[0010] 进一步的，所述水性环氧富锌底漆中，组份A工艺为：
[0011] a.将水性环氧固化剂、缓蚀剂、助剂A、成膜助剂加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟；
[0012] b.边采用600-800转/分边搅拌边加入高纯度锌粉、环保磷酸锌，采用[0013] 800-1000转/分分散15-20分钟；
[0014] c.加入羟乙基纤维素采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0015] 组份B工艺为：将水性环氧树脂加入生产缸中，采用去离子蒸馏水将助剂B稀释后再加入水性环氧树脂中，采用400-600转/分搅拌10-15分钟即可；
[0016] 干板实现：按照组份A：组份B＝100：20进行配比，配比出来后采用比重杯测量油漆比重，比重均可达到2.80g/ml以上，然后采用去离子蒸馏水进行喷涂粘度的调整，将喷涂粘度调整为20-40S(NK-2杯)，喷涂2-3层，干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能，熟化7天后测试耐盐雾性能，耐盐雾性能的干板漆膜厚度控制在80-100μm。
[0017] 进一步的，所述水性环氧云铁中间漆中，组份C工艺为：
[0018] a.将水性环氧固化剂、中和剂、助溶剂加入采用400-600转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，将PH值控制在8-9之间；
[0019] b.采用去离子水将水性分散剂、水性抑泡剂、防闪锈剂稀释后加入生产缸中，采用400-600转/分搅拌5-10分钟；
[0020] c.边采用400-600转/分边搅拌边加入云母氧化铁灰、绢云母、滑石粉，采用800-1000转/分分散20-30分钟。
[0021] e.采用去离子水将羟乙基纤维素充分润湿后加入采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0022] f.采用去离子水将水性消泡剂、水性流平剂、水性润湿剂、防霉杀菌剂稀释后加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，用中和剂将PH值控制在8-9之间。
[0023] 组份D工艺为：将水性环氧树脂加入生产缸中，采用去离子蒸馏水将中和剂稀释后再加入水性环氧树脂中，将PH值控制在8-9之间，采用400-600转/分搅拌5-10分钟即可；
[0024] 干板实现：按照组份C：组份D＝100：30进行配比，采用去离子蒸馏水进行喷涂粘度的调整，将喷涂粘度调整为20-40S(NK-2杯)，喷涂2-3层，干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能。
[0025] 进一步的，所述水性灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆中，
[0026] 组份E工艺为：
[0027] a.将水性羟基丙烯酸树脂A、中和剂、助溶剂加入采用400-600转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，将PH值控制在8-9之间；
[0028] b.采用去离子水将水性分散剂、水性抑泡剂稀释后加入生产缸中，采用400-600转/分搅拌5-10分钟；
[0029] c.边采用400-600转/分边搅拌边加入金红石型钛白粉、碳黑，采用800-1000转/分分散20-30分钟，采用砂磨机将细度研磨至20微米；
[0030] d.采用去离子水将羟乙基纤维素充分润湿后与水性羟基丙烯酸树脂B、纳米硫酸钡一起加入采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0031] e.采用去离子水将水性消泡剂、水性流平剂、水性润湿剂稀释后加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，用中和剂将PH值控制在8-9之间。
[0032] 干板实现：按照组份E：亲水型异氰酸酯固化剂＝100：25进行配比，采用去离子蒸馏水进行喷涂粘度的调整，将喷涂粘度调整为18-24S(NK-2杯)，喷涂2-3层，干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能。
[0033] 与
现有技术相比，本发明的优点在于：本发明是专业针对性铁路支座第6套方案而设计开发的水性涂料，包括水性环氧富锌底漆、水性环氧云铁中间漆及水性丙烯酸聚氨酯面漆三款涂料，第6套方案中特质环氧富锌底漆厚度为80-100μm，耐盐雾性能达到1000小时漆膜无红锈，可以轻微起泡，划痕处24小时无红锈，比重要求达到2.73g/cm3以上，粘度控制在30-60S(ISO6号杯)，干膜金属锌含量80％以上。丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆耐酸
碱性能240小时样板表面无明显变色、无泡、无锈，耐人工
加速老化性1000小时达到0级。本发明在确保三款涂料完全符合铁标TB/T1527-2011要求的前提下，大大降低了VOC的排放量，使得整个体系完全水性化，大大降低了综合成本。此配套体系完全满足铁路支座外同时还可适应于铁路车辆、铁路
桥梁钢构、公路支座以及石油石化行业。
具体实施方式
[0034] 下面将对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 原料如下：
[0036] 水性环氧树脂乳液(EP6520 美国迈图)
[0037] 高纯度锌粉(500目高纯度锌粉 江苏科成锌业)
[0038] 环保磷酸锌(PZ20 环琦化工)
[0039] 分散剂(FX600 海铭斯化学)
[0040] 消泡剂(M148 海川化工)
[0041] 润湿剂(57 海铭斯化学)
[0042] 缓蚀剂(T702 天津合兴化工)
[0043] 羟乙基纤维素(2500 环琦化工)
[0044] 成膜助剂(乙二醇单丁醚 美国陶氏)
[0045] 水性环氧固化剂(EK8538-Y-68 美国迈图)
[0046] 中和剂(AP-95 海铭斯化学)
[0047] 防闪锈剂(SJ-09 海川化工)
[0048] 所述各助剂中的各组分按照等比例混合。
[0049] 表1实施例1～实施例5的组份A漆配方配比
[0050]
[0051] 制备方法是：
[0052] 1、将水性环氧固化剂、缓蚀剂、助剂A、成膜助剂加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟；
[0053] 2、边采用600-800转/分边搅拌边加入高纯度锌粉、环保磷酸锌，采用800-1000转/分分散15-20分钟；
[0054] 3、加入羟乙基纤维素采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0055] 表2实施例6～实施例10的组份B配方配比
[0056]
[0057] 将水性环氧树脂加入生产缸中，采用去离子蒸馏水将助剂B稀释后再加入水性环氧树脂中，采用400-600转/分搅拌10-15分钟即可；
[0058] 性能测试
[0059] 试验方法是：将实施例1与实施例6、实施例2与实施例7、实施例3与实施例8、实施例4与实施例9、实施例5与实施例10分别按照10：2的配比调漆，采用去离子蒸馏水进行稀释至喷涂粘度(20-40S，NK-2杯)，取耐盐雾测试钢板及标准
马口铁片进行磷化或打磨处理，将已经调好的水性环氧富锌喷涂于素材上，耐盐雾测试钢板厚度控制在80-100μm厚度，马口铁片上厚度控制在20-30μm的厚度，待48小时完全实干后做综合性能测试，熟化7天后测试耐盐雾性能。
[0060] 干燥时间依照GB/T1728、附着
力依照GB/T5210、冲击性依照GB/T1732、韧性依照GB/T1731、比重依据GB/T6750、粘度依据GB/T6753.3、耐化学性能依据GB/T1763、硬度依据GB/T6739、耐
汽油性依据GB/T1734、耐中性盐雾依照GB/T1771、漆膜中铁元素含量依据GB/T4956、不流挂干膜厚度依照GB/T9264、耐热性依照GB/T1735、干膜含属锌含量依据GB/T9793进行测试，综合性能与符合于TB/T1527-2011铁路钢桥保护
涂装标准的市场某油性产品进行对比。
[0061] 表3：组份A与组份B通过配比后实现的干板性能测试结果
[0062]
[0063] 二、水性环氧云铁中间漆
[0064] 此款产品具有干速快、
附着力好、施工性能优异、固体含量高，喷涂时易起厚度；
[0065] 组份C工艺为：
[0066] 1、将水性环氧固化剂、中和剂、助溶剂加入采用400-600转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，将PH值控制在8-9之间；
[0067] 2、采用去离子水将水性分散剂、水性抑泡剂、防闪锈剂稀释后加入生产缸中，采用400-600转/分搅拌5-10分钟；
[0068] 3、边采用400-600转/分边搅拌边加入云母氧化铁灰、绢云母、滑石粉，采用800-1000转/分分散20-30分钟。
[0069] 4、采用去离子水将羟乙基纤维素充分润湿后加入采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0070] 5、采用去离子水将水性消泡剂、水性流平剂、水性润湿剂、防霉杀菌剂稀释后加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，用中和剂将PH值控制在8-9之间。
[0071] 组份D工艺为：将水性环氧树脂加入生产缸中，采用去离子蒸馏水将中和剂稀释后再加入水性环氧树脂中，将PH值控制在8-9之间，采用400-600转/分搅拌5-10分钟即可；
[0072] 干板实现：按照组份C：组份D＝100：30进行配比，采用去离子蒸馏水进行喷涂粘度的调整，将喷涂粘度调整为20-40S(NK-2杯)，喷涂2-3层，干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能。
[0073] 具体实施方式
[0074] 原料如下：
[0075] 水性环氧树脂乳液(3510 美国迈图)
[0076] 云母氧化铁灰(600目云母氧化铁灰 科聚化工)
[0077] 绢云母(A4 滁州万桥)
[0078] 分散剂(FX600 海铭斯化学)
[0079] 消泡剂(M148 海川化工)
[0080] 润湿剂(57 海铭斯化学)
[0081] 羟乙基纤维素(EP-30M 美国陶氏)
[0082] 助溶剂(乙二醇单丁醚 美国陶氏)
[0083] 水性环氧固化剂(8545 美国迈图)
[0084] 中和剂(AMP-95 海铭斯化学)
[0085] 防闪锈剂(SJ-09 海川化工)
[0086] 表4：实施例11～实施例15的组份C漆配方配比
[0087]
[0088] 制备方法是：
[0089] 1、将水性环氧固化剂、中和剂、助溶剂加入采用400-600转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，将PH值控制在8-9之间；
[0090] 2、采用去离子水将水性分散剂、水性抑泡剂、防闪锈剂稀释后加入生产缸中，采用400-600转/分搅拌5-10分钟；
[0091] 3、边采用400-600转/分边搅拌边加入云母氧化铁灰、绢云母、滑石粉，采用800-1000转/分分散20-30分钟。
[0092] 4、采用去离子水将羟乙基纤维素充分润湿后加入采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0093] 5、采用去离子水将水性消泡剂、水性流平剂、水性润湿剂、防霉杀菌剂稀释后加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，
[0094] 表5：实施例16～实施例20的组份D配方配比
[0095]
[0096] 将水性环氧树脂加入生产缸中，采用去离子蒸馏水将助剂B稀释后再加入水性环氧树脂中，采用400-600转/分搅拌10-15分钟即可；
[0097] 性能测试
[0098] 试验方法是：将实施例11与实施例16、实施例12与实施例17、实施例13与实施例18、实施例14与实施例19、实施例15与实施例20分别按照10：3的配比调漆，采用去离子蒸馏水进行稀释至喷涂粘度(20-40S，NK-2杯)，标准马口铁片进行磷化或打磨处理，同时喷涂与水性环氧富锌底漆上，总厚度控制在120-140μm，马口铁片上厚度控制在20-30μm的厚度，待48小时完全实干后做综合性能测试。
[0099] 干燥时间依照GB/T1728、附着力依照GB/T5210、冲击性依照GB/T1732、韧性依照GB/T6742、粘度依据GB/T6753.3、固体含量测试依据GB/T1725、，沉降程度依据GB/T6753.3，综合性能与符合于TB/T1527-2011铁路钢桥保护涂装标准的市场某油性产品B进行对比。
[0100] 表6：组份C与组份D通过配比后实现的干板性能测试结果
[0101]实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15 市场某产品B
粘度，ISO6杯，S 84 88 92 83 80 72
固体含量，％ 71.8 69.2 72.6 67.1 68.3 67.3％
表干，min 20 22 25 28 30 65
实干，h 24 24 24 24 24 24
附着力，MPa 6 6 6 6 6 5
冲击，cm 50 50 50 50 50 50
韧性，mm 1 1 1 1 1 2
适用期，h 10 10 10 10 10 4
沉降程度，级 10 10 9 9 8 8
[0102]
[0103] 三、水性灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆
[0104] 组份E工艺为：
[0105] 1、将水性羟基丙烯酸树脂A、中和剂、助溶剂加入采用400-600转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，将PH值控制在8-9之间；
[0106] 2、采用去离子水将水性分散剂、水性抑泡剂稀释后加入生产缸中，采用400-600转/分搅拌5-10分钟；
[0107] 3、边采用400-600转/分边搅拌边加入金红石型钛白粉、碳黑，采用800-1000转/分分散20-30分钟，采用砂磨机将细度研磨至20微米；
[0108] 4、采用去离子水将羟乙基纤维素充分润湿后与水性羟基丙烯酸树脂B、纳米硫酸钡一起加入采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0109] 5、采用去离子水将水性消泡剂、水性流平剂、水性润湿剂稀释后加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，用中和剂将PH值控制在8-9之间。
[0110] 干板实现：按照组份E：亲水型异氰酸酯固化剂＝100：25进行配比，采用去离子蒸馏水进行喷涂粘度的调整，将喷涂粘度调整为18-24S(NK-2杯)，喷涂2-3层，干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能。
[0111] 具体实施方式
[0112] 原料如下：
[0113] 水性羟基丙烯酸树脂A(A2470 德国拜
耳)
[0114] 水性羟基丙烯酸树脂B(RHA-308 北京金汇利)
[0115] 金红石钛白粉(R706 美国杜邦)
[0116] 碳黑(6# 德固萨公司)
[0117] 纳米硫酸钡(ES80 北京金斑马)
[0118] 分散剂(3100 美国气体化学)
[0119] 消泡剂(NXZ 科宁化学)
[0120] 流平剂(57 海铭斯化学)
[0121] 润湿剂(104E 美国气体化学)
[0122] 羟乙基纤维素(EP-30M 美国陶氏)
[0123] 助溶剂(乙二醇单丁醚 美国陶氏)
[0124] 亲水型异氰酸酯固化剂(304 德国拜耳)
[0125] 中和剂(AMP-95 海铭斯化学)
[0126] 表7：实施例21～实施例25的组份C漆配方配比
[0127]实施例21 实施例22 实施例23 实施例24 实施例25
水性羟基丙烯酸树脂A 25 28 30 32 35
水性羟基丙烯酸树脂B 35 32 30 28 25
R706金红石钛白粉 15 16 18 20 20
6#碳黑 0.5 0.6 0.8 1 1
BS80纳米硫酸钡 10 8 7 6 5
助剂C 1 1.2 1.5 1.8 2
羟乙基纤维素 0.3 0.4 0.5 0.5 0.5
乙二醇单丁醚 1 1.5 1.5 2 2
去离子水 12.2 12.3 10.7 8.7 9.5
合计 100 100 100 100 100
[0128] 制备方法是：
[0129] 1、将水性羟基丙烯酸树脂A、中和剂、助溶剂加入采用400-600转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，将PH值控制在8-9之间；
[0130] 2、采用去离子水将水性分散剂、水性抑泡剂稀释后加入生产缸中，采用400-600转/分搅拌5-10分钟；
[0131] 3、边采用400-600转/分边搅拌边加入金红石型钛白粉、碳黑，采用800-1000转/分分散20-30分钟，采用砂磨机将细度研磨至20微米；
[0132] 4、采用去离子水将羟乙基纤维素充分润湿后与水性羟基丙烯酸树脂B、纳米硫酸钡一起加入采用800-1000转/分搅拌10-15分钟即可；
[0133] 5、采用去离子水将水性消泡剂、水性流平剂、水性润湿剂稀释后加入生产缸中，采用600-800转/分搅拌5-10分钟，测试PH值，用中和剂将PH值控制在8-9之间。
[0134] 1、性能测试
[0135] 试验方法是：将组份E：亲水型异氰酸酯固化剂按照100：25的配比调漆，采用去离子水进行稀释至喷涂粘度(18-24S，NK-2杯)，将已经调好的面漆喷涂于素材和已经喷涂好水性环氧富锌底漆和水性云铁环氧中间漆上，耐候性能测试板厚度控制在80-100μm，三层漆的总厚度控制在200-240μm，马口铁片上厚度控制在20-30μm的厚度，待48小时完全实干后做综合性能测试，熟化7天后测试耐候性能。
[0136] 干燥时间依照GB/T1728、附着力依照GB/T5210、冲击性依照GB/T1732、韧性依照GB/T6742、粘度依据GB/T6753.3、固体含量测试依据GB/T1725、光泽依据GB/T1743、耐候性能样板制备方法依据GB/T1765、人工老化加速测试依据GB/T1865、耐化学性能依据GB/T9274、综合性能与符合于TB/T1527-2011铁路钢桥保护涂装标准的市场某油性产品C进行对比。
[0137] 表8：组份E干板性能测试结果
[0138]
