本發明涉及一種涂料組合物，特別涉及一種自固化環保水性車間底漆。
背景技術：
車間底漆，又稱鋼材預處理底漆或保養底漆，是鋼材(鋼板或型鋼)經噴砂處理除銹后在車間流水線上噴涂于金屬表面的快干底漆，以防止其在加工、組裝等過程期間產生銹蝕，從而大大減輕分段或船臺涂裝時的除銹工作量，已成為船舶、海洋工程、橋梁和重型機械設備等需要處理大型鋼材工業的重要工作程序。其歷經了聚乙烯醇縮丁醛車間底漆(PVB)、環氧富鋅車間底漆、環氧鐵紅車間底漆和無機硅酸鋅車間底漆等重要品種。
溶劑型無機硅酸鋅車間底漆具有附著力強、機械性能優良、耐熱性好、熱加工時損傷面較小等突出性能，目前仍成為主要應用的車間底漆，但其體積固體份非常低，只有25％-28％，VOC含量高達600-660g/L，排放出來的有機溶劑對環境造成相當大的污染，且對焊接切割有一定影響。
隨著人們對生活環境和工作環境的重視，發展低鋅含量水性車間底漆的應用技術已成為涂料技術人員和施工人員亟待解決的問題。在各種類型的車間底漆中，水性無機硅酸鋅車間底漆以其防銹性能、耐熱性能、焊接切割性能好，表干速度快、固含量高、機械性能優良、低VOC排放等諸多優點而引起關注。但為確保防銹性能，水性無機硅酸鋅車間底漆往往添加較多的鋅粉，因此在焊接切割等加工過程中，會釋放出較多的“鋅煙”，影響施工人員的身體健康，甚至可能導致“鋅熱病”。在日益注重HSE的今天，推廣環保水性車間底漆的應用技術已刻不容緩。
公開號CN102485806A和CN103408974A的中國申請同時涉及一種水性無機鋅車間底漆及其制備與應用，該申請公開了使用丙烯酸單體作為有機改性劑，并添加了稀土氧化物和雜環有機化合物，但其鋅粉含量依然較高。
公開號CN104987758A的中國申請涉及一種使用水玻璃和硅丙乳液作為交聯劑的水性無機硅酸鋅車間底漆，同時降低了鋅粉的使用量，減少了焊接切割時氧化鋅煙塵的釋放。
以上已公開的水性車間底漆專利申請中，普遍采用有機乳液改性高模數硅酸鉀溶液的路線。以高模數硅酸鉀作為主要成膜物質，添加有機乳液調整其漆膜的柔韌性并提高其施工性能。
技術實現要素：
本發明第一方面提供一種自固化環保水性車間底漆，所述車間底漆含有基料和固化劑，其中，基料和固化劑的重量配比為1.5-3:1；
其中，以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：10-40％；
磷鐵粉：35-70％；和
填料：15-40％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：70-95％；
改性乳液：5-20％；和
水：1-10％。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述基料含有：
鋅粉：15-30％，
磷鐵粉：50-60％，和
填料：15-35％。
在一個或多個實施方案中，以固化劑總重計，所述固化劑含有：
硅酸鋰鉀溶液：75-91％，
改性乳液：5-20％，和
水：2-8％。
在一個或多個實施方案中，所述鋅粉為球狀或片狀低鉛鋅粉，細度高于500目。
在一個或多個實施方案中，所述磷鐵粉為低鉛防銹顏料，符合《電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令》的RoHS標準，細度高于800目。
在一個或多個實施方案中，所述填料為滑石粉、硫酸鋇、重晶石粉、硅灰石粉、云母粉、高嶺土、長石粉中的一種或多種混合。
在一個或多個實施方案中，所述硅酸鋰鉀溶液為硅酸鋰和硅酸鉀的混合溶液，以該混合物的總重計，硅酸鋰溶液的含量為0.1-5％，其余為硅酸鉀溶液。
在一個或多個實施方案中，所述硅酸鋰鉀溶液是濃度為20-40％的硅酸鉀溶液與濃度為20-40％的硅酸鋰溶液的混合溶液。
在一個或多個實施方案中，所述硅酸鋰鉀溶液為硅酸鋰和硅酸鉀的混合溶液，混合溶液的固體含量不低于25％、模數不低于5。
在一個或多個實施方案中，所述混合溶液的固體含量為25-35％，優選28-32％。
在一個或多個實施方案中，所述混合溶液的模數為5-5.5。
在一個或多個實施方案中，所述改性乳液為純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、丁苯乳液中的一種或多種混合。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述基料含有15-30％的鋅粉，例如15-20％、15-25％、20-30％或25-30％。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述基料含有40-65％，例如40-60％、40-55％、40-50％、45-60％或50-60％。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述填料的含量為15-30％，例如15-25％。
在一個或多個實施方案中，以固化劑總重計，硅酸鋰鉀溶液的含量為70-95％，例如75-93％或75-91％。
在一個或多個實施方案中，以固化劑總重計，改性乳液的含量為5-20％，例如6-12％、6-17％或12-20％。
在一個或多個實施方案中，以固化劑總重計，水的含量為2-8％或1-5％。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：10-20％；
磷鐵粉：55-60％；和
填料：25-30％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：70-80％；
改性乳液：15-20％；和
水：5-10％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為2-4％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：18-23％；
磷鐵粉：50-60％；和
填料：20-30％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：76-85％；
改性乳液：14-19％；和
水：1-5％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為1-3％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：23-27％；
磷鐵粉：40-50％；和
填料：27-33％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：83-87％；
改性乳液：10-15％；和
水：1-5％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為1-3％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
在一個或多個實施方案中，以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：28-33％；
磷鐵粉：40-50％；和
填料：20-28％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：90-94％；
改性乳液：5-9％；和
水：1-5％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為0.1-1％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
本發明第二方面提供一種自固化環保水性車間底漆套裝，所述套裝含有本發明各實施方案所述的基料和固化劑，其中，所述基料和固化劑獨立包裝。
本發明第三方面提供本發明所述自固化環保水性車間底漆作為船艦或者車輛上的防腐涂料或作為鋼鐵結構件表面的防腐涂料的用途。
本發明第四方面提供本發明所述自固化環保水性車間底漆在制備船艦或者車輛上的防腐涂料或鋼鐵結構件表面的防腐涂料中的用途。
具體實施方式
本發明旨在提供一種自固化環保水性車間底漆，采用硅酸鋰鉀作為主要成膜物質，配以特殊改性乳液改進漆膜的柔韌性和附著力并達到降低VOC的目的，同時降低了鋅粉含量，減少了焊接切割時“鋅煙”的量。
為達到上述目的，本發明提供一種自固化環保水性車間底漆，所述車間底漆含有基料和固化劑，其中，基料和固化劑的重量配比為1.5-3：1；
以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：10-40％；
磷鐵粉：35-70％；和
填料：15-40％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：70-95％；
改性乳液：5-20％；和
水：1-10％。
適用于本發明的鋅粉可以是球狀或片狀低鉛鋅粉，優選細度高于500目，例如500-2000目。通常，以基料總重計，所述基料含有10-40％的鋅粉，例如15-30％、15-20％、15-25％、20-30％或25-30％，或鋅粉含量如文中其它實施方式所示。通常，該鋅粉的鉛含量低于1‰，優選低于0.5‰，更優選低于0.1‰。
適用于本發明的磷鐵粉可以是低鉛防銹顏料，符合《電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令》的RoHS標準，優選細度高于800目，例如800-2500目。通常，以基料總重計，所述基料含有35-70％，例如40-65％、40-60％、40-55％、40-50％、45-60％或50-60％，或磷鐵粉含量如文中其它實施方式所示。通常，該磷鐵粉的鉛含量低于1‰，優選低于0.5‰，更優選低于0.1‰。
適用于本發明的填料可以是滑石粉、硫酸鋇、重晶石粉、硅灰石粉、云母粉、高嶺土、長石粉中的一種或多種混合。通常，以基料總重計，填料的含量為15-40％，例如15-30％或15-25％，或其含量如文中其它實施方式所示。
適用于本發明的硅酸鋰鉀溶液為硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的混合溶液。通常，該混合溶液中，硅酸鋰溶液的含量為0.1-5％，余下的為硅酸鉀溶液。通常，該混合溶液的固體含量不低于25％，模數不低于5。在某些實施方案中，所述混合溶液的固體含量為25-35％，優選28-32％。在某些實施方案中，所述混合溶液的模數為5-5.5。在某些實施方案中，硅酸鉀溶液的濃度為20-40％，例如20-30％、25-35％或30-40％等。在某些實施方案中，硅酸鋰溶液的濃度為20-30％、25-35％或30-40％等。
在某些實施方案中，所述硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的混合溶液中，硅酸鋰溶液的含量為0.1-5％，余下的為硅酸鉀溶液，所述混合溶液的固體含量不低于25％，模數不低于5；優選地，所述混合溶液的固體含量為25-35％，優選28-32％，模數為5-5.5。
通常，以固化劑總重計，硅酸鋰鉀溶液的含量為70-95％，例如75-93％或75-91％，或其含量如文中其它實施方式所示。
固化劑中的改性乳液可以是純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、丁苯乳液中的一種或多種的混合物。通常，以固化劑總重計，改性乳液的含量為5-20％，例如6-12％、6-17％或12-20％等，或其含量如文中其它實施方式所示。當使用純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、丁苯乳液中的多種的混合物時，其總量應在上述范圍之內。
固化劑還可含有水。以固化劑總重計，水的用量通常為1-10％，例如1-8％或2-6％等，或其含量如文中其它實施方式所示。
在某些實施方案中，本發明的自固化環保水性車間底漆含有基料和固化劑，其中，基料和固化劑的重量配比為1.5-3：1；
以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：10-20％；
磷鐵粉：55-60％；和
填料：25-30％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：70-80％；
改性乳液：15-20％；和
水：5-10％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為2-4％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
在某些實施方案中，本發明的自固化環保水性車間底漆含有基料和固化劑，其中，基料和固化劑的重量配比為1.5-3：1；
以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：18-23％；
磷鐵粉：50-60％；和
填料：20-30％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：76-85％；
改性乳液：14-19％；和
水：1-5％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為1-3％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
在某些實施方案中，本發明的自固化環保水性車間底漆含有基料和固化劑，其中，基料和固化劑的重量配比為1.5-3：1；
以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：23-27％；
磷鐵粉：40-50％；和
填料：27-33％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：83-87％；
改性乳液：10-15％；和
水：1-5％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為1-3％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
在某些實施方案中，本發明的自固化環保水性車間底漆含有基料和固化劑，其中，基料和固化劑的重量配比為1.5-3：1；
以基料總重計，所述基料包括：
鋅粉：28-33％；
磷鐵粉：40-50％；和
填料：20-28％；
以固化劑總重計，所述固化劑包括：
硅酸鋰鉀溶液：90-94％；
改性乳液：5-9％；和
水：1-5％；
其中，以硅酸鋰鉀溶液的總重計，硅酸鋰溶液的含量為0.1-1％，余下的是硅酸鉀溶液；該硅酸鋰鉀溶液的固體含量為28-32％，模數為5-5.5；優選地，硅酸鋰溶液和硅酸鉀溶液的濃度分別為28-32％。
本發明所述自固化環保水性車間底漆在平時貯存過程中，基料和固化劑分開包裝存放。例如，可將基料置于塑料袋中，再于鐵桶存放并做好防潮；將固化劑置于塑料桶中并做好封閉。
使用時可將基料緩慢加入固化劑中并不斷充分攪拌均勻，直到達到所要求的配比，隨后即可進行噴涂作業，操作方便。
因此，本發明也提供一種自固化環保水性車間底漆套裝，該套裝含有獨立包裝的本發明所述的各種基料和固化劑。
本發明也提供發明所述自固化環保水性車間底漆作為船艦或者車輛上的防腐涂料或作為鋼鐵結構件表面的防腐涂料的用途，和本發明所述自固化環保水性車間底漆在制備船艦或者車輛上的防腐涂料或鋼鐵結構件表面的防腐涂料中的用途。
本發明的有益效果是：
1)本發明所述一種自固化環保水性車間底漆具有良好的環保性，不產生揮發性有機化合物，即VOC為零。
2)本發明所述一種自固化環保水性車間底漆的漆膜成型后，具有良好的附著力、耐候性和極強的防腐防銹性能，并具有成本低廉的優點。
3)本發明所述一種自固化環保水性車間底漆具有燒延面積小的特點，焊縫燒延面積低于1cm，而一般產品焊縫燒延面積在3cm左右。
4)本發明所述一種自固化環保水性車間底漆減少了含鋅顏料的使用，降低后期焊接切割時“鋅煙”的產生。
5)成本低廉。
下面將對本發明實施例中的技術方案進行描述。應理解，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例；且這些實施例僅僅是闡述性的，并非用于限制本發明的范圍。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例中所用到的方法和成分，除非另有說明，否則均為本領域常用的方法和成分。
此外，應理解的是，本文所述的“含有”、“包括”或類似術語包括“由……組成”、“由……構成”。且本文所述的各實施方案中的各基料或各固化劑的所有成分的重量百分比之和應等于100％。且各實施方案中的各特征或數值范圍與其它實施方案中的各特征或數值范圍可任意組合。
實施例一
基料：按下表1所示配方，將所有成分加入到粉料混合裝置中，充分混合，過篩包裝。所述鋅粉為球狀或片狀低鉛鋅粉，細度為600目。磷鐵粉符合《電氣、電子設備中限制使用某些有害物質指令》的RoHS標準，細度為1000目。
固化劑：將硅酸鋰鉀溶液置入拉缸，中速攪拌，慢慢加入特殊改性乳液，攪拌速度控制在500-600r/min。混合后再中速攪拌30min，然后加入水攪拌均勻，過濾包裝。
表1是實施例1-4配方，配方中所述配比均為質量分數。
表1：實施例1-4配方(％)
實施例二
根據表2所示檢測方法檢測實施例1－4制備得到的配方的各項性能。結果如下表2所示。
表2：實施例1-4性能
以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。