專利名稱：水溶性防銹涂料組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水溶性防銹涂料組合物。更詳細地，涉及將聚偏二氯乙烯共聚物用作有機粘合劑來與無機納米粘合劑進行組合使用并含有上述成分的涂料，所述有機粘合劑對氧氣及濕氣起到高度保護膜(barrier)效果，所述無機納米粘合劑具有強韌的物理性能并且對各種金屬具有優(yōu)異的粘附性。所述涂料與現(xiàn)有的水溶性防銹涂料相比，具有顯著提高了的防銹性及耐水性，同時加強了涂膜的硬度(hardness)及耐擦傷性能，具有優(yōu)異的耐久性，能夠使揮發(fā)性有機化合物最少化，是一種有利于環(huán)境保護的涂料。
背景技術：
一般情況下，進行涂裝不僅是為了滿足審美的需求，其目的還在于保護基底。尤其為了防止金屬結構物或零部件、運送工具等的腐蝕，開展了大量的研究，通過這些研究，開發(fā)出了多種油溶性防銹涂料，并成功使用。最近，隨著全世界對環(huán)境及能源越來越關心，在限制由化石原料衍生的有機溶劑 (或揮發(fā)性有機化合物)的應用領域，開展了大量的行動，包括韓國在內(nèi)多個國家正在實施強有力的限制措施。由于上述要求，對水溶性涂料的重視日益增加，雖然正在積極地開展研究，但除了針對環(huán)境保護方面的效果之外，其實際上在防銹性、耐水性、粘附性等方面與現(xiàn)有的涂料相比還相差甚遠。因此需要開發(fā)出一種水溶性防銹涂料的制備技術，該水溶性防銹涂料既要具備與現(xiàn)有油溶性涂料相同水準的耐水性及防銹性，還要有利于環(huán)境保護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題因此，本發(fā)明的技術問題為提供一種水溶性防銹涂料組合物，該水溶性防銹涂料組合物既有利于環(huán)境保護，而且其優(yōu)異的防銹性、耐水性及粘附性達到了與現(xiàn)有油溶性防銹涂料類似的水平。解決技術問題的技術手段為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以組合物總量100重量份計，含有30 50重量份的聚偏二氯乙烯共聚物乳液及1 20重量份的無機(inorganic)納米粘合劑。下面，詳細說明本發(fā)明。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計，含有作為有機聚粘合劑的30 50重量份的聚偏二氯乙烯共聚物乳液。本發(fā)明的聚偏二氯乙烯共聚物乳液為有機粘合劑，其特征在于，其為含有氯乙烯和偏二氯乙烯單體及丙烯酸單體的水系乳液樹月旨，其固體成分含量為50 60重量％，pH穩(wěn)定于1 3之間，乳液樹脂內(nèi)的氯含量為50 70重量％，玻璃化轉變溫度的范圍為5°C 15°C。所述聚偏二氯乙烯共聚物乳液能夠使揮發(fā)性有機化合物最少化，并且能夠獲得適合的涂膜強度。
本發(fā)明的組合物所含的聚偏二氯乙烯共聚物乳液低于30重量份時，與基底的粘附力及涂膜的耐久性會存在問題，如果高于50重量份時，與相對于基底的粘附力相比，樹脂自身的粘合力過高，因此如果沒有附著力促進劑的情況下，會存在剝離的危險。本發(fā)明中的聚偏二氯乙烯共聚物乳液樹脂，例如可以使用DSM Neoresin公司的 Haloflex 202 (商品名)及 Halof lex 202S (商品名)、Solvay 公司的 DiofanP 510(商品名)、Lubrizol公司的Permax 803 (商品名)、Permax 805(商品名)等，但不限于此。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計，含有1 20重量份的無機納米粘合劑。本發(fā)明的無機納米粘合劑的特征在于，其為穩(wěn)定膠體相的金屬氧化物和硅烷化合物的混合形態(tài)，具有20 35重量％的固體成分，分散介質(zhì)為水，利用鈉或銨等離子在PH8 11下具有10 50nm左右的粒徑，形態(tài)穩(wěn)定。無機納米粘合劑可以根據(jù)溶膠-凝膠法形成涂膜，制備凝膠的方法有多種，本發(fā)明的無機納米粘合劑以因溶劑干燥而引起的濃度變化作為主要原理。本發(fā)明的無機納米粘合劑含量如果低于1重量份時，會存在無法實現(xiàn)涂膜的硬度提高等優(yōu)點的問題，如果含量高于20重量份時，涂料的儲存穩(wěn)定性及涂膜的耐久性會存在問題，在形成涂膜時會發(fā)生粉末化。本發(fā)明的無機納米粘合劑應使用與上述有機粘合劑不存在相容性問題的各種類型的硅膠及其它的本領域類似系列的膠體相金屬氧化物。相容性是指在常溫下進行混合時不發(fā)生種化(seed)或凝聚、粒徑尺寸增加、沉淀、凝膠化等。水系分散物在特性方面發(fā)生的粘度或流變的輕微變化時，如果不是凝膠化可以忽略。本發(fā)明中可以使用的無機納米粘合劑例如有Grace公司的Ludox TM(商品名)、Ludox HS-30 (商品名)、Nissan化學制品公司的Snowtex N(商品名)等，但不限于此。以固體成分為基準，本發(fā)明的上述作為有機粘合劑的聚偏二氯乙烯共聚物乳液和無機納米粘合劑在涂料內(nèi)的混合比優(yōu)選為100 5 30，如果無機納米粘合劑的含量低于上述范圍，會存在無法實現(xiàn)涂膜的硬度提高等優(yōu)點的問題，如果無機納米粘合劑的含量高于上述范圍時，硬化涂膜會因微細的裂縫而粉碎，還會阻礙涂料本身的儲存穩(wěn)定性。本發(fā)明的粘合劑使用水作為主要溶劑。水用作為涂料內(nèi)各個顆粒的分散溶劑乃至用作各種化合物的溶劑，進一步加入到涂料中時，用作稀釋劑。本發(fā)明的涂料在有利于環(huán)境保護的特性方面，將水用作主要溶劑是非常重要的因素。上述水優(yōu)選使用清水或去離子水。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計，優(yōu)選地含有2 10 重量份的無機防銹劑。本發(fā)明可以使用的無機防銹劑是指在涂布于金屬基底上的涂料內(nèi)部形成鈍化膜，切斷腐蝕的電化學通路，從而抑制基底腐蝕的物質(zhì)。本發(fā)明的無機防銹劑優(yōu)選使用磷酸鋅化合物或磷酸鋁等無毒防銹劑，在使用鈣離子交換氧化硅類的情況下，應注意與無機納米粘合劑的相容性。本發(fā)明的無機防銹劑可以使用的物質(zhì)，例如有磷酸鋅、磷酸鋅水合物、磷酸鋁、磷酸氫鈣、磷酸鋅鋁、磷硅酸鍶鋅、磷酸鈣、鈣離子交換二氧化硅、磷硅酸鍶和硼硅酸鈣等，但不限于此。本發(fā)明的無機防銹劑的含量低于2重量份或高于10重量份時，會對防銹性及涂料的穩(wěn)定性帶來不好的影響。為了使各無機防銹劑的效果最大化，可以和其它的無機防銹劑以一定的比例混合使用。
本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計，優(yōu)選含有15 25 重量份的體質(zhì)顏料(extender pigment)。本發(fā)明的體質(zhì)顏料低于15重量份時，會降低涂膜的硬度，高于25重量份時，多少會降低粘附力，或者會使硬化涂膜發(fā)生微細的裂縫，對耐水性及防銹性也會帶來不好的影響。本發(fā)明的體質(zhì)顏料例如有，一般用于防銹涂料中的碳酸鈣、二氧化硅、白云石、滑石、硫酸鋇、高嶺土、云母、鈣硅石、綠泥石、硅酸鋁、氫氧化鋁等，但不限于此。可以單獨或混合使用這些體質(zhì)顏料，以實現(xiàn)涂膜的硬度、物理性能等。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計，優(yōu)選含有1 5重量份的成膜劑。本發(fā)明的成膜劑在形成涂膜時，有助于粘合劑的融合，使融合得更細密，對基底的潤濕效率有利，能夠提高粘附性。并且，通過降低乳液粘合劑的最低涂膜形成溫度， 在低溫下有助于水溶性涂料的涂膜形成。本發(fā)明的成膜劑的含量低于1重量份時，在低溫(10°C以下)下進行涂裝時會存在開裂的問題，高于5重量份時，干燥時間過慢，存在可加工性的問題。本發(fā)明的成膜劑例如有festman公司的Texanol (商品名)、Dow公司的丁基卡必醇(Butyl carbitol)(商品名)、丁基溶纖劑(Butyl Cellosolve)(商品名)等，但不限于此。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物可根據(jù)需要進一步含有各種添加劑。例如可以含有分散劑及表面活性劑等，用于分散物的穩(wěn)定化及提高乳液樹脂和無機納米粘合劑的相容性。此外，還可以添加觸變改性劑，用于防止涂料儲存中的沉淀等，并確?？杉庸ば?。為了防止氣泡穩(wěn)定化，還可以含有消泡劑。這些添加劑的例子如下。分散劑例如有BI公司的Disperbyk-190 (商品名)、D0W 公司的0rOtan-1850E(商品名)等，表面活性劑例如有不含烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)物質(zhì)的Airproduct公司的Surfynol 104 (商品名)等，觸變改性劑例如有Hercules公司的 Natrosol+330(商品名)等，但不限于此。發(fā)明的效果本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物與現(xiàn)有的水溶性防銹涂料相比，具有顯著提高了的防銹性及耐水性，同時加強了涂膜的硬度(hardness)及耐擦傷性能，具有優(yōu)異的耐久性，能夠使揮發(fā)性有機化合物最少化，是一種有利于環(huán)境保護的涂料。
具體實施例方式下面通過實施例進一步具體說明本發(fā)明。但這些實施例僅是為了幫助理解本發(fā)明而進行的例示，并不能限制本發(fā)明的范圍。制備漆號在沒有生銹的容器中放入14g水、Ig表面活性劑(APEO free)、0. 3g增粘劑、0. 3g 消泡劑，攪拌約30分鐘，然后加入0. 5g濕潤分散劑，再攪拌5分鐘。接著，緩慢加入無機防銹劑及體質(zhì)顏料，同時進行攪拌，在無機防銹劑及體質(zhì)顏料的加入結束之后，提高每分鐘的轉速，以使攪拌機葉輪邊緣的線速度達到18 21m/s，進行分散處理15分鐘。此時，實施例1的情況下，使用磷酸鋅(Zinc phosphate)作為無機防銹劑，使用滑石作為體質(zhì)顏料。實施例2的情況下，使用磷酸鋅和鈣離子交換二氧化硅作為無機防銹劑，
5使用滑石作為體質(zhì)顏料。實施例3的情況下，使用磷酸鋅作為無機防銹劑，使用重晶石作為體質(zhì)顏料。其含量如表1所示。實施例1在上述分散的漆漿中依次加入15g的無機納米粘合劑(Grace公司的Ludox HS-30 (商品名))和40g的聚偏二氯乙烯共聚物(Lubrizol公司的Permax-805 (商品名))， 攪拌10分鐘之后，加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時性防銹劑，攪拌約10分鐘， 制得水溶性防銹涂料組合物。實施例2在上述分散的漆漿中依次加入3g的無機納米粘合劑和40g的聚偏二氯乙烯共聚物，攪拌10分鐘之后，加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。實施例3在上述分散的漆漿中依次加入15g的無機納米粘合劑和40g的聚偏二氯乙烯共聚物，攪拌10分鐘之后，加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。比較例1 在上述分散的漆漿中加入40g的丙烯酸乳液(Dow chemical公司的Avanse MV-100 (商品名))，攪拌10分鐘，然后加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時性防銹齊IJ，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。比較例2在上述分散的漆漿中依次加入15g的無機納米粘合劑和40g的丙烯酸乳液，攪拌 10分鐘，然后加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。比較例3在上述分散的漆漿中加入40g的聚偏二氯乙烯共聚物，攪拌10分鐘，然后加入Ig 的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。表 權利要求
1.水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以組合物總量100重量份計，含有30 50重量份的聚偏二氯乙烯共聚物乳液及1 20重量份的無機納米粘合劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述聚偏二氯乙烯共聚物乳液樹脂為含有氯乙烯和偏二氯乙烯單體及各種丙烯酸單體的水系乳液樹脂，其固體成分含量為50 60重量％，pH穩(wěn)定于1 3之間，乳液樹脂內(nèi)的氯含量為50 70重量％， 玻璃化轉變溫度的范圍為5°C 15°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述無機納米粘合劑為穩(wěn)定膠體相的金屬氧化物和硅烷化合物的混合形態(tài)，具有20 35重量％的固體成分，分散介質(zhì)為水，在PH8 11下具有10 50nm左右的粒徑，形態(tài)穩(wěn)定。
4.根據(jù)權利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以固體成分為基準，聚偏二氯乙烯共聚物乳液及無機納米粘合劑的混合比為100 5 30。
5.根據(jù)權利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以組合物總量100重量份計，還含有2 10重量份的無機防銹劑、15 25重量份的體質(zhì)顏料、1 5重量份的成膜劑。
6.根據(jù)權利要求5所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述無機防銹劑選自磷酸鋅、磷酸鋅水合物、磷酸鋁、磷酸氫鈣、磷酸鋅鋁、磷硅酸鍶鋅、磷酸鈣、鈣離子交換二氧化硅、磷硅酸鍶、硼硅酸鈣中的一種或它們的混合物。
7.根據(jù)權利要求5所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述體質(zhì)顏料選自碳酸鈣、二氧化硅、白云石、滑石、硫酸鋇、高嶺土、云母、鈣硅石、綠泥石、硅酸鋁、氫氧化鋁中的一種或它們的混合物。
8.根據(jù)權利要求5所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，其還含有選自分散劑、 表面活性劑、觸變改性劑及消泡劑中一種以上的添加劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及水溶性防銹涂料組合物。更詳細地，涉及將聚偏二氯乙烯共聚物用作有機粘合劑來與無機納米粘合劑進行組合使用并含有上述成分的涂料，所述有機粘合劑對氧氣及濕氣起到高度保護膜效果，所述無機納米粘合劑具有強韌的物理性能并且對各種金屬具有優(yōu)異的粘附性。所述涂料與現(xiàn)有的水溶性防銹涂料相比，具有顯著提高了的防銹性及耐水性，同時加強了涂膜的硬度及耐擦傷性能，具有優(yōu)異的耐久性，能夠使揮發(fā)性有機化合物最少化，是一種有利于環(huán)境保護的涂料。
文檔編號C09D127/08GK102482527SQ201080040196
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權日2009年9月9日
發(fā)明者趙晟元, 金載成 申請人:株式會社Kcc