一種水性冷噴鋅涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水性冷噴鋅涂料及其制備方法。該涂料包括以下材料：水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂10?12wt％，氣相二氧化硅0.1?0.2wt％，水性鋅粉80?86wt％，水性緩蝕劑1?3wt％，水3?5wt％。本發(fā)明還公開了該涂料的制備方法：將水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂、水性緩蝕劑、水和氣相二氧化硅按照配方比例加入反應釜攪拌均勻，然后緩慢加入水性鋅粉繼續(xù)攪拌，過濾即得到產(chǎn)品。該涂料具有超強的防腐能力、單組份包裝、干膜鋅含量高達92％以上的特點，該涂料的制備方法簡單可控、能耗低。
【專利說明】
一種水性冷噴鋅涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)重防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性冷噴鋅涂料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 戶外鋼構(gòu)材料包含大型工程機械、橋梁、公共設施等，上述鋼構(gòu)材料由于金屬腐蝕 產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失，涂料體系是一種常用的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕方法。傳統(tǒng)的戶外鋼構(gòu)材料用 涂料均為溶劑型產(chǎn)品，V0C(揮發(fā)性有機物)含量高，在制造、施工、干燥、固化成膜過程中，向 空氣中散發(fā)出的V0C對環(huán)境污染嚴重。2015年2月1號開始，含量高于420g/L(含）的涂料國家 將開始征收4%的消費稅，所以涂料行業(yè)必須朝著無公害、無污染、節(jié)能環(huán)保、高效經(jīng)濟的方 向發(fā)展。
[0003] 水性涂料就是一種低V0C、節(jié)能環(huán)保、高效經(jīng)濟且性能優(yōu)異的涂料品種。雖然目前 水性鋼構(gòu)防腐涂料品種較多，但是大多數(shù)產(chǎn)品防銹能力差，戶外一兩年就出現(xiàn)嚴重銹蝕?，F(xiàn) 有技術(shù)中，水性富鋅類涂料一般要三組分包裝一一樹脂一組份、固化劑一組份、鋅粉一組 份，使用時需要現(xiàn)場攪拌，施工非常麻煩。如中國專利（申請?zhí)?2015105806790)公開了一種 水性環(huán)氧富鋅底漆，該底漆為兩組分包裝，組份I為鋅粉體系，組分Π 為環(huán)氧-有機硅樹脂改 性的聚氨酯-丙烯酸水分散體樹脂體系，樹脂體系中需要添加了多種添加劑增加鋅粉在樹 脂體系中的分散性和穩(wěn)定性，并且該底漆還用到有機揮發(fā)的醚作為助溶劑，對環(huán)境不友好。 因此，開發(fā)一種使用便捷、操作簡單、安全無毒、相關(guān)性能指標優(yōu)異的單組份包裝的水性冷 噴鋅涂料是一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中水性工業(yè)漆防腐性能差、施工繁瑣的缺陷，本發(fā)明提供 一種高含量鋅粉能夠直接加入到水性樹脂體系并保持長期的穩(wěn)定性，防銹能力優(yōu)異的單組 份包裝水性冷噴鋅涂料。
[0005] 技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種水性冷噴鋅涂料，包括以下材料：
[0007] 水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂10_12wt%，
[0008] 氣相二氧化硅0.1-0.2wt %，
[0009] 水性鋅粉80_86wt%，
[0010] 水性緩蝕劑l-3wt%，
[0011] 水 3_5wt%〇
[0012] 作為優(yōu)選，所述涂料包括以下材料：
[0013] 水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂10-1 lwt%，
[0014] 氣相二氧化硅0.1-0.2wt %，
[0015] 水性鋅粉 84_86wt%，
[0016] 水性緩蝕劑l-2wt%，
[0017] 水 3_4wt%。
[0018] 作為優(yōu)選，所述水性鋅粉為有機硅樹脂包覆的鋅粉，鋅粉含量為98.9wt%。將鋅粉 表面包覆一層有機硅樹脂，可以增加水性鋅粉與水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂以及其他組分的 相容性，不容易發(fā)生相分離，使得涂料的機械性能得到極大改善。
[0019] 作為優(yōu)選，所述水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂在使用時PH控制在7-8,其中，所述水性 環(huán)氧改性聚氨酯樹脂不包括環(huán)氧-有機硅樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸。pH在7-8之間，可以減 緩鋅粉與水的反應，鋅粉可以與酸性或者堿性物質(zhì)反應，所以水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂在 使用時pH需嚴格控制。本發(fā)明的水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂對涂料可以提供出色的附著力， 耐鹽霧性能和柔韌性。
[0020] 作為優(yōu)選，所述水性緩蝕劑為超支化多羥基聚合物。
[0021 ]作為優(yōu)選，所述超支化多羥基聚合物為聚酰胺樹狀分子。
[0022] 本發(fā)明進一步提出了上述水性冷噴鋅涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0023] (1)將水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂、水性緩蝕劑、水和氣相二氧化硅按照配方比例加 入反應釜中，開動攪拌機攪拌均勻；
[0024] 向步驟（1)攪拌均勻后的混合物中邊低速攪拌邊緩慢加入水性鋅粉，然后提升轉(zhuǎn) 速繼續(xù)攪拌30min，采用200目濾網(wǎng)過濾包裝，即制得所述水性冷噴鋅涂料。
[0025] 進一步地，步驟(1)中攪拌機的攪拌轉(zhuǎn)速800r/min、攪拌時間為20min。
[0026] 進一步地，在步驟（2)中低速攪拌的轉(zhuǎn)速為200r/min，水性鋅粉的加入速率為 50kg/min，水性鋅粉全部加完以后提升轉(zhuǎn)速至800r/min。
[0027] 本發(fā)明中氣相二氧化硅用作防沉劑，用于防止體系結(jié)塊沉降，增加涂料的儲藏穩(wěn) 定性，氣相二氧化硅的粒徑尺寸O.lum。本發(fā)明的水性緩蝕劑不同于傳統(tǒng)的防銹顏料，采用 超支化多羥基化合物作為水性緩蝕劑，該緩蝕劑可以實現(xiàn)對鋅粉的表面包覆，可很好地阻 止鋅粉的析氫反應，保持鋅粉活性。
[0028] 本發(fā)明為單組份包裝，鋅粉可以直接加入水性樹脂體系并保持長期的穩(wěn)定性，且 能保持鋅粉的還原性，目前傳統(tǒng)的水性富鋅類涂料還不能做到鋅粉加到水性樹脂體系。單 組份包裝體系使得涂料不受貯存期和活化期的限值。
[0029] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的水性冷噴鋅涂料及其制備方法具有以 下優(yōu)點：
[0030] (1)本發(fā)明的水性冷噴鋅涂料具有超強的防銹性能，可耐鹽霧2000h以上，附著力 優(yōu)，拉開法測試附著力在5MPa以上;干膜鋅含量92%以上，陰極保護和自封閉屏障式保護雙 重保護方式合二為一，防腐能力長效;單組份包裝，現(xiàn)場施工無需再配料，相比傳統(tǒng)富鋅涂 料施工方便，以水為分散介質(zhì)，不含有機助熔劑，是一種環(huán)境友好型涂料；
[0031] (2)本發(fā)明的涂料對施工環(huán)境條件不苛刻，重涂性好，維修更新容易，對熱噴鋅、鍍 鋅層有良好的的修復能力，室溫下即可實現(xiàn)噴涂鋅防護層，因而不會產(chǎn)生熱鍍鋅引起的形 變問題，無尺寸外形限制，并可與多種涂料配套使用；
[0032] (3)本發(fā)明涂料的制備方法簡單可控，能耗低。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步解釋說明。因理解的是，下述實施例是為了更好 的解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0034] 實施例1
[0035]水性冷噴鋅涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0036]稱取水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂12kg，氣相二氧化硅0.2kg，聚酰胺樹狀分子lkg，水 3kg，加入至反應爸中，開動攪拌機以800r/min轉(zhuǎn)速攪拌20min，然后在200r/min的轉(zhuǎn)速下以 50kg/min的速率緩慢加入84kg水性鋅粉，加完后提升轉(zhuǎn)速至800r/min繼續(xù)攪拌30min，采用 200目濾網(wǎng)過濾包裝，即制得所述水性冷噴鋅涂料。
[0037] 實施例2
[0038] 水性冷噴鋅涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0039] 稱取水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂10kg，氣相二氧化硅0.1kg，聚酰胺樹狀分子1.0kg， 水3kg，加入至反應爸中，開動攪拌機以800r/min轉(zhuǎn)速攪拌20min，然后在200r/min的轉(zhuǎn)速下 以50kg/min的速率緩慢加入86kg水性鋅粉，加完后提升轉(zhuǎn)速至800r/min繼續(xù)攪拌30min，采 用200目濾網(wǎng)過濾包裝，即制得所述水性冷噴鋅涂料。
[0040] 實施例3
[0041 ]水性冷噴鋅涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0042]稱取水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂10kg，氣相二氧化硅0. lkg，聚酰胺樹狀分子2kg，水 4kg，加入至反應爸中，開動攪拌機以800r/min轉(zhuǎn)速攪拌20min，然后在200r/min的轉(zhuǎn)速下以 50kg/min的速率緩慢加入84kg水性鋅粉，加完后提升轉(zhuǎn)速至800r/min繼續(xù)攪拌30min，采用 200目濾網(wǎng)過濾包裝，即制得所述水性冷噴鋅涂料。
[0043] 對比例1
[0044] 基本操作條件同實施例1，不同之處在于緩蝕劑被同等重量的磷酸鋅所替代。
[0045] 對比例2
[0046] 基本操作條件同實施例1，不同之處在于水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂采用熱塑性丙 稀酉支樹脂。
[0047] 對上述實施例1-3和對比例1-2所得到的涂料性能進行對比，結(jié)果如表1所示。
[0049] 從表1中可以看出，采用本發(fā)明的制備方法制備得到的涂料防腐蝕性能、附著力和 耐沖擊性能優(yōu)異。其中實施例1與對比例1相比，本發(fā)明的涂料防腐性能大大優(yōu)于對比例1， 這是因為對比例1中的磷酸鋅無法包覆鋅粉，而實施例1中鋅的表面可以被超支化多羥基化 合物包覆，從而抑制鋅粉的析氫反應，保持鋅粉活性，提高涂料的防腐性能。實施例1與對比 例2相比，對比例2采用傳統(tǒng)的熱塑性樹脂，在沒有助溶劑、分散劑等添加劑存在下，鋅粉無 法很好地分散在樹脂體系內(nèi)，從而造成涂料的涂層開裂與剝落。
[0050] 以上實施例只是對本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思起到說明示例作用，并不能以此限制本發(fā)明 的保護范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍內(nèi)，進行修改和等同 替換，均應落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種水性冷噴鋅涂料，其特征在于:所述涂料包括以下材料： 水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂10-12wt%， 氣相二氧化娃〇 .IUwt %， 水性鋅粉80-86wt%， 水性緩蝕劑l_3wt%， 水 3_5wt %。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性冷噴鋅涂料，其特征在于:所述涂料包括以下材料： 水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂10-1 Iwt %， 氣相二氧化娃〇 .IUwt %， 水性鋅粉84-86wt%， 水性緩蝕劑l_2wt%， 水 3_4wt %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性冷噴鋅涂料，其特征在于:所述水性鋅粉為有機硅樹脂包 覆的鋅粉，鋅粉含量為98.9wt %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性冷噴鋅涂料，其特征在于:所述水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂 在使用時PH控制在7-8，其中，所述水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂不包括環(huán)氧-有機硅樹脂改性 的聚氨酯-丙烯酸。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性冷噴鋅涂料，其特征在于:所述水性緩蝕劑為超支化多羥 基聚合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水性冷噴鋅涂料，其特征在于:所述超支化多羥基聚合物為聚 酰胺樹狀分子。7. -種如權(quán)利要求1所述的水性冷噴鋅涂料的制備方法，其特征在于:所述制備方法包 括以下步驟： (1) 將水性環(huán)氧改性聚氨酯樹脂、水性緩蝕劑、水和氣相二氧化硅按照配方比例加入反 應釜中，開動攪拌機攪拌均勻； (2) 向步驟(1)攪拌均勻后的混合物中邊低速攪拌邊緩慢加入水性鋅粉，然后提升轉(zhuǎn)速 繼續(xù)攪拌30min，采用200目濾網(wǎng)過濾包裝，即制得所述水性冷噴鋅涂料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性冷噴鋅涂料的制備方法，其特征在于:在步驟（1)中所述 攪拌機的攪拌轉(zhuǎn)速800r/min、攪拌時間為20min。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水性冷噴鋅涂料的制備方法，其特征在于:在步驟(2)中低速 攪拌的轉(zhuǎn)速為200r/min，水性鋅粉的加入速率為50kg/min，水性鋅粉全部加完以后提升轉(zhuǎn) 速至800r/min。
【文檔編號】C09D7/12GK105949981SQ201610488138
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】楊志華, 褚路軒, 王京甫
【申請人】無錫華東鋅盾科技有限公司