一種底面合一水性防腐涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種底面合一水性防腐涂料及其制備方法，該涂料由以下重量百分含量的組分組成：水15～30%、分散劑0.1～0.5%、消泡劑0.4～0.8%、改性磷酸鋅2.5～25%、氧化鐵紅或云母氧化鐵5～25%、體質(zhì)填料5～25%、成膜乳液40～70%、增稠劑0.1～1.5%、成膜助劑1～4%以及防閃銹劑0.2～1.5%。本發(fā)明底面合一水性防腐涂料，在特定重量百分含量的各組分下，各組分之間能夠相互作用，提高其綜合性能，特別是防腐性能優(yōu)良。該涂料對環(huán)境友好，解決了傳統(tǒng)油性漆氣味重、高污染等問題，同時保證了各項防腐指標(biāo)，該產(chǎn)品制備和施工工藝簡單，易于實施，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種底面合一水性防腐涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水性防腐涂料及其制備領(lǐng)域，具體涉及一種底面合一水性防腐涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料以其優(yōu)良的機(jī)械性能和工藝性能在材料領(lǐng)域占有重要地位，但金屬腐蝕也給人類社會造成了巨大損失，如金屬材料制造的儲運(yùn)裝備、石化設(shè)備、鋼構(gòu)廠房、倉儲屋頂?shù)仍O(shè)施，由于長期受化學(xué)或電化學(xué)作用而被腐蝕破壞，造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。針對金屬腐蝕問題，可采用多種技術(shù)進(jìn)行保護(hù)，減緩或阻止金屬的腐蝕，其中最有效、最常用的方法是在金屬表面涂覆防腐蝕涂層，以隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬基體，達(dá)到防腐的目的。目前，金屬防腐蝕涂料主要以油性涂料為主，涂裝過程有大量的有機(jī)溶劑揮發(fā)，嚴(yán)重污染大氣。如今，環(huán)境保護(hù)日益受到重視，無污染、無公害、節(jié)約能源已成為今后涂料的發(fā)展原則，水性防腐蝕涂料將取代傳統(tǒng)的溶劑涂料，成為未來發(fā)展的主流。
[0003]近年來，水性涂料在基礎(chǔ)建設(shè)，油氣和電力行業(yè)，以及工業(yè)儲罐、船舶、化工等行業(yè)的應(yīng)用呈上升趨勢。實際應(yīng)用表明水性工業(yè)防腐涂料可以在極端的條件下對鋼材提供有效的保護(hù)。申請公布號為CN102585661A (申請?zhí)枮?01210085536.9)的中國發(fā)明專利申請公開了水性環(huán)氧防腐蝕涂料的合成制備方法，該水性環(huán)氧防腐蝕涂料，包括A、B兩個組分:A組分的各成分按體積份具體如下:雙酚A/F型環(huán)氧乳液45~70、Ca-Zn硼磷酸鹽10~15、二氧化鈦2~5、硫酸鋇I~5、滑石粉2~5、云母5~10、蒸懼水10~15 ；B組分按體積份如下:水性環(huán)氧固化劑100。申請公布號為CN1616567A (申請?zhí)枮?00410083945.0)的中國發(fā)明專利申請公開了一種氟碳防腐涂料及其制備方法，該涂料由下述原料組分組成:環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、特種硅油或?qū)Π被郊姿帷⑻盍?、納米顏料或普通顏料、納米鈦白粉以及樹脂溶劑和水溶劑。目前推廣的防腐蝕涂料的缺點是常采用2層以上的涂層體系，環(huán)氧底漆配合丙烯酸或聚氨酯類等面漆。多層體系的產(chǎn)品，容易因?qū)娱g匹配不良而產(chǎn)生問題；施工周期長，在勞動力日益緊張的 環(huán)境下缺乏競爭力。環(huán)氧涂層雖然防腐性能優(yōu)良，但是該雙組分涂料施工工藝存在成本高、工藝復(fù)雜、耐候性差、功能單一、施工復(fù)雜等其他問題。
[0004]本產(chǎn)品突破傳統(tǒng)的底、中、面復(fù)合防銹體系，采用無鉻環(huán)保填料體系，開發(fā)出單涂層環(huán)保防腐蝕涂料，此方面尚未有研究報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種底面合一水性防腐涂料及其制備方法，該涂料對環(huán)境友好，解決了傳統(tǒng)油性漆氣味重、高污染等問題，同時保證了各項防腐指標(biāo)，該產(chǎn)品制備和施工工藝簡單，易于實施。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種底面合一水性防腐涂料，由以下重量百分含量的組分組成:
[0008]水150,.n~3()%;
分?jǐn)?.1%~0.5%;
消泡劑0.4%~0.8%;
改性磷酸鋅2.5%~25%;
M化鐵紅或Ti _鉍化鐵5%~25% ；
體質(zhì)域料5%~25%;
成膜乳液40%~70%;
增稠劑0.1%~1.5%; 成膜助劑1%~4%; 防閃銹劑0,2%~1.5%e
[0009]底面合一水性防腐涂料采用水分散體系，以水作為溶劑。
[0010]在體系中引入一種改性磷酸鋅填料，其除了其低/無毒優(yōu)點外，還具有顏色為白色或淺色，在樹脂中容易分散，易于施工和調(diào)色，能與面漆涂料混合性好等優(yōu)點。磷酸鋅中的Ζη2+、Ρ03_與金屬反應(yīng),生成金屬-Zn-P2O5磷化膜,使金屬底材表面發(fā)生鈍化，生成分子式近似為Zn2Fe(PO4)2.4H20磷化化合物。磷酸鋅在水解過程中生成的各種中間產(chǎn)物，不僅與油漆中的羥基和羰基反應(yīng)，還與金屬表面的銹蝕進(jìn)行反應(yīng)，并在金屬與腐蝕產(chǎn)物間形成隔離區(qū)，阻止腐蝕介質(zhì)的進(jìn)一步入侵，從而對金屬基底進(jìn)行保護(hù)。經(jīng)過改性的磷酸鋅能夠強(qiáng)化絡(luò)合作用，形成更為致密的涂層，能夠取代紅丹、鉻黃等有毒顏料，實現(xiàn)環(huán)境友好的目的。作為優(yōu)選，所述的改性磷酸鋅為鑰改性磷酸鋅或鈣改性磷酸鋅，能夠形成致密的涂層，提高本發(fā)明底面合一水性防腐涂料的性能，特別是提高防腐蝕性能。作為優(yōu)選，所述的改性磷酸鋅的重量百分?jǐn)?shù)為2.5%~10%。
[0011]作為優(yōu)選，所述的體質(zhì)填料為鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土、硅藻土、云母、滑石粉、硫酸鋇、硅酸鋁中一種或兩種以上。
[0012]作為優(yōu)選，所述的成膜乳液為純丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一種或兩種以上。
[0013]作為優(yōu)選，所述的底面合一水性防腐涂料，由以下重量百分含量的組分組成:
[0014]水20.776%;
分?jǐn)?.25%;
泊泡劑0.476%;
改性磷酸鋅10%；
+?化鐵紅或云吵氣化鐵5%;
體質(zhì)填料10%;
成膜乳液49,68%;
增稠劑0.374%;
成膜助劑2.484%;
防閃銹劑0.498%;
[0015]所述的改性磷酸鋅為鑰改性磷酸鋅；
[0016]所述的體質(zhì)填料為高嶺土或云母；
[0017]所述的成膜乳液為苯丙乳液。
[0018]上述特定重量百`分含量的各組分之間有較強(qiáng)的協(xié)同作用，在各組分的共同作用下使得本發(fā)明底面合一水性防腐涂料的鹽霧時間為386~434小時，具有優(yōu)異的防腐性能。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的底面合一水性防腐涂料，由以下重量百分含量的組分組成:
[0020]
7K20.776%；
分?jǐn)?.25%;
消泡劑0.476%;
改性磷酸鋅10%;
[0021]氧化鐵紅5%;
體質(zhì)填料10%；
成膜乳液49.68%；
增稠劑0.374%；
成膜助劑2.484%；
防閃銹劑0.498%;
[0022]所述的改性磷酸鋅為鑰改性磷酸鋅；
[0023]所述的體質(zhì)填料為云母；
[0024]所述的成膜乳液為苯丙乳液。
[0025]上述特定重量百分含量的各組分之間有更強(qiáng)的協(xié)同作用，在各組分的共同作用下使得本發(fā)明底面合一水性防腐涂料的鹽霧時間為434小時，具有非常優(yōu)異的防腐性能。
[0026]一種底面合一水性防腐涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0027]先在水中加入分散劑、部分量的消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑，并用分散機(jī)以300~700rmp低速攪拌10~30min，得到分散液，再向分散液中加入改性磷酸鋅和體質(zhì)填料以及氧化鐵紅或云母氧化鐵，用分散機(jī)以800~1200rmp高速攪拌20~40min，得到料液，然后向料液中加入成膜乳液、成膜助劑、防閃銹劑以及增稠劑，在300~700rmp低速攪拌5~20min，最后添加剩余量的消泡劑，得到水性防腐隔熱涂料。
[0028]作為優(yōu)選，所述的底面合一水性防腐涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0029]先在水中加入分散劑、部分量的消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑，并用分散機(jī)以500rmp低速攪拌20min，得到分散液，再向分散液中加入改性磷酸鋅和體質(zhì)填料以及氧化鐵紅或云母氧化鐵，用分散機(jī)以1000rmp高速攪拌30min，得到料液，然后向料液中加入成膜乳液、成膜助劑、防閃銹劑以及增稠劑，在500rmp低速攪拌lOmin，最后添加剩余量的消泡劑，得到水性防腐隔熱涂料。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0031]一、本發(fā)明底面合一水性防腐涂料采用水分散體系，以水作為溶劑，將樹脂和填料體系分散于水中，涂膜固化時主要以水分揮發(fā)，對大氣無污染。
[0032]二、本發(fā)明中，所述的成膜乳液為純丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一種或兩種以上，本發(fā)明以丙烯酸樹脂為成膜物質(zhì)，具有良好的性價比，應(yīng)用范圍廣。上述的成膜乳液賦予涂層良好的粘 結(jié)度、抗污性能、耐候性、防腐蝕性、耐機(jī)械損傷和耐磨性等，實現(xiàn)涂層的
底面合一。
[0033]三、在體系中引入一種改性磷酸鋅填料，其除了其低/無毒優(yōu)點外，還具有顏色為白色或淺色，在樹脂中容易分散，易于施工和調(diào)色，能與面漆涂料混合性好等優(yōu)點。磷酸鋅中的Ζη2+、Ρ03_與金屬反應(yīng)，生成金屬-Zn-P2O5磷化膜，使金屬底材表面發(fā)生鈍化，生成分子式近似為Zn2Fe (PO4) 2.4H20磷化化合物。磷酸鋅在水解過程中生成的各種中間產(chǎn)物，不僅與油漆中的羥基和羰基反應(yīng)，還與金屬表面的銹蝕進(jìn)行反應(yīng)，并在金屬與腐蝕產(chǎn)物間形成隔離區(qū)，阻止腐蝕介質(zhì)的進(jìn)一步入侵，從而對金屬基底進(jìn)行保護(hù)。經(jīng)過改性的磷酸鋅能夠強(qiáng)化絡(luò)合作用，形成更為致密的涂層，能夠取代紅丹、鉻黃等有毒顏料，實現(xiàn)環(huán)境友好的目的。
[0034]四、本發(fā)明底面合一水性防腐涂料，在特定重量百分含量的各組分下，各組分之間能夠相互作用，提高其綜合性能，特別是防腐性能。本發(fā)明底面合一水性防腐涂料及其制備方法，該涂料對環(huán)境友好，解決了傳統(tǒng)油性漆氣味重、高污染等問題，同時保證了各項防腐指標(biāo)，該產(chǎn)品制備和施工工藝簡單，易于實施，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前
旦
-5^ O
【具體實施方式】
[0035]下面實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍
[0036]本實施例采用以下原料:純凈水、分散劑(諾普科SN-5040 )、pH調(diào)節(jié)劑(2_氨基-2-甲基-1-丙醇)、改性磷酸鋅(鑰改性磷酸鋅凱佰ZMP或鈣改性磷酸鋅凱佰ZCP)、體質(zhì)填料(高嶺土 20微米、碳酸鈣20微米、云母20~40微米)、氧化鐵紅(工業(yè)防腐用氧化鐵紅)、云母氧化鐵(國產(chǎn)工業(yè)級ZY400)、苯丙乳液(羅門哈斯DC-420)、增稠劑(羅門哈斯RM-2020NPR)、成膜助劑(醇酯十二)、消泡劑(諾普科NXZ)、防閃銹劑(長昊助劑CH07A)。
[0037]對比例I
[0038]制備1000g本發(fā)明底面合一水性防腐涂料，通過以下工藝實現(xiàn):在176.74g水中依次加入1.50g分散劑、1.76g消泡劑、4.62g pH調(diào)節(jié)劑并用分散機(jī)以500rmp低速攪拌20min，使分散劑均勻分布在水中。在溶液中加入100.0Og高嶺土、50.0Og氧化鐵紅用分散機(jī)以1000rmp高速攪拌30min，分散均勻后降低分散速率，加入苯丙乳液622.54g，分散均勻后加入成膜助劑31.12g、防閃銹劑4.98g和增稠劑3.74g在500rmp低速攪拌lOmin，使粘度達(dá)到100-105KU，最后加入消泡劑3g，即可得到底面合一水性防腐涂料。
[0039]實施例1
[0040]制備1000g本發(fā)明底面合一水性防腐涂料，通過以下工藝實現(xiàn):在192.3g水中依次加入2.0g分散劑、1.76g消泡劑、4.62g pH調(diào)節(jié)劑并用分散機(jī)以500rmp低速攪拌20min，使分散劑均勻分布在水中。在溶液中加入100.0Og高嶺土、25.0Og改性磷酸鋅以及50.0Og氧化鐵紅，用分散機(jī)以1000rmp高速攪拌30min,分散均勻后降低分散速率,加入苯丙乳液589.55g，分散均勻后加入成膜助劑27.98g、防閃銹劑4.98g和增稠劑3.74g在500rmp低速攪拌lOmin，使粘度達(dá)到100-105KU，最后加入消泡劑3g，即可得到底面合一水性防腐涂料。
[0041]實施例2
[0042]制備1000g本發(fā)明底面合一水性防腐涂料，通過以下工藝實現(xiàn):在192.3g水中依次加入2.0g分散劑、1.76g消泡劑、4.62g pH調(diào)節(jié)劑并用分散機(jī)以500rmp低速攪拌20min，使分散劑均勻分布在水中。在溶液中加入100.0Og高嶺土、50.0Og改性磷酸鋅以及50.0Og氧化鐵紅，用分散機(jī)以1000rmp高速攪拌30min,分散均勻后降低分散速率,加入苯丙乳液559.62g，分散均勻后加入成膜助劑27.98g、防閃銹劑4.98g和增稠劑3.74g在500rmp低速攪拌lOmin，使粘度達(dá)到100-105KU，最后加入消泡劑3g，即可得到底面合一水性防腐涂料。
[0043]實施例3
[0044]制備1000g本發(fā)明底面合一水性防腐涂料，通過以下工藝實現(xiàn):在199.94g水中依次加入2.25g分散劑、1.76 g消泡劑、4.62g pH調(diào)節(jié)劑并用分散機(jī)以500rmp低速攪拌20min，使分散劑均勻分布在水中。在溶液中加入100.0Og高嶺土、75.0Og改性磷酸鋅以及50.0Og氧化鐵紅，用分散機(jī)以1000rmp高速攪拌30min，分散均勻后降低分散速率，加入苯丙乳液528.3g，分散均勻后加入成膜助劑26.41g、防閃銹劑4.98g和增稠劑3.74g在500rmp低速攪拌lOmin，使粘度達(dá)到100-105KU，最后加入消泡劑3g，即可得到底面合一水性防腐涂料。
[0045]實施例4
[0046]制備1000g本發(fā)明底面合一水性防腐涂料，通過以下工藝實現(xiàn):在207.76g水中依次加入2.50g分散劑、1.76g消泡劑、4.62g pH調(diào)節(jié)劑并用分散機(jī)以500rmp低速攪拌20min，使分散劑均勻分布在水中。在溶液中加入100.0Og高嶺土、100.0Og改性磷酸鋅以及50.0Og氧化鐵紅，用分散機(jī)以1000rmp高速攪拌30min，分散均勻后降低分散速率，加入苯丙乳液496.8g，分散均勻后加入成膜助劑24.84g、防閃銹劑4.98g和增稠劑3.74g在500rmp低速攪拌lOmin，使粘度達(dá)到100-105KU，最后加入消泡劑3g，即可得到底面合一水性防腐涂料。
[0047]實施例5~6
[0048]按照實施例4的方法，改變其中體質(zhì)填料的種類,其他各組分種類及質(zhì)量配比不變，具體詳見表1。
[0049]實施例7[0050]按照實施例4的方法，將其中的氧化鐵紅用云母氧化鐵替代，其他各組分種類及質(zhì)量配比不變，具體詳見表1。
[0051]實施例8以及對比例2
[0052]按照實施例4的方法，改變其中改性磷酸鋅的種類，其他各組分種類及質(zhì)量配比不變，具體詳見表1。
[0053]對比例I~2以及實施例1~8所得底面合一水性防腐涂料的鹽霧試驗如表1所示。
[0054]表1
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種底面合一水性防腐涂料，其特征在于，由以下重量百分含量的組分組成:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底面合一水性防腐涂料，其特征在于，所述的改性磷酸鋅為鑰改性磷酸鋅或鈣改性磷酸鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底面合一水性防腐涂料，其特征在于，所述的改性磷酸鋅的重量百分?jǐn)?shù)為2.5%~10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底面合一水性防腐涂料，其特征在于，所述的體質(zhì)填料為鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土、硅藻土、云母、滑石粉、硫酸鋇、硅酸鋁中一種或兩種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底面合一水性防腐涂料，其特征在于，所述的成膜乳液為純丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底面合一水性防腐涂料，其特征在于，由以下重量百分含量的組分組成:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的底面合一水性防腐涂料，其特征在于，由以下重量百分含量的組分組成:水20.776%;分?jǐn)?.25%;消泡劑0.476%;改性磷酸鋅10%；氧化鐵紅5%；體質(zhì)填料10%;成膜乳液49.68%;增稠劑0.374%; 成膜_劑2.484%;防閃銹劑0.498%; 所述的改性磷酸鋅為鑰改性磷酸鋅； 所述的體質(zhì)填料為云母； 所述的成膜乳液為苯丙乳液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項所述的底面合一水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 先在水中加入分散劑、部分量的消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑，并用分散機(jī)以300~700rmp低速攪拌10~30min，得到分散液，再向分散液中加入改性磷酸鋅和體質(zhì)填料以及氧化鐵紅或云母氧化鐵，用分散機(jī)以800~1200rmp高速攪拌20~40min，得到料液，然后向料液中加入成膜乳液、成膜助劑、防閃銹劑以及增稠劑，在300~700rmp低速攪拌5~20min，最后添加剩余量的消泡劑，得到水性防腐隔熱涂料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的底面合一水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 先在水中加入分散劑、部分量的消泡劑、pH調(diào)節(jié)劑，并用分散機(jī)以500rmp低速攪拌20min，得到分散液，再向分散液中加入改性磷酸鋅和體質(zhì)填料以及氧化鐵紅或云母氧化鐵，用分散機(jī)以1000rmp高速攪拌30min，得到料液，然后向料液中加入成膜乳液、成膜助劑、防閃銹劑以及增稠劑，在500rmp低速攪拌lOmin，最后添加剩余量的消泡劑，得到水性防腐隔熱涂料。
【文檔編號】C09D133/04GK103819988SQ201410062846
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】鄭思佳, 徐意, 楊輝, 樊先平, 申乾宏 申請人:浙江大學(xué)