CN103602193B - 一种水性重防腐涂料用底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于防腐涂料技术领域，公开了一种水性重防腐涂料用底漆及其制备方法，水性重防腐涂料用底漆包括水性硅丙乳液、颜填料、助剂、增稠剂和水；水性硅丙乳液占底漆总重量的45～55%，由苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、有机硅单体及功能单体反应得到，有机硅单体含量为3～8%，功能单体包括衣康酸、（甲基）丙烯酸羟基酯和丙烯腈，水性硅丙乳液的玻璃化转变温度为35～50℃，本发明进一步提供所述底漆的制备方法。本发明采用有机硅改性丙烯酸得到水性乳液，由该乳液制备得到重防腐涂料用底漆，具有低VOC排放量及附着力和耐腐蚀性能优异的特点，制备方法简单，适应性广。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性重防腐涂料技术领域，具体涉及一种采用水性硅丙乳液作为成膜剂的重防腐涂料用底漆及该底漆的制备方法，以及一种采用水性氟硅丙乳液作为成膜剂的重防腐涂料用面漆及该面漆的制备方法。
背景技术
重防腐涂料(Heavy-duty Coating)是指相对常规防腐涂料，能在相对苛刻腐蚀环境里使用，并具有比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料，是包括底漆、中间层和面漆的配套涂料。重防腐有两方面的含义，一是指腐蚀环境恶劣；二是指保护寿命长，如重防腐涂料在海洋环境和化工大气下，至少可使用10年以上；而在酸、碱、盐及溶剂介质中，且有一定温度的条件下，通常也可使用5年以上。因而能够达到重防腐要求的涂料通常具有成膜厚度大、多层漆膜复合及漆膜耐腐蚀性能突出的特点，包括船舶涂料、集装箱涂料、风电涂料、桥梁用涂料、储罐用涂料等。
重防腐涂料一般由成膜剂、溶剂、填料、颜料组成，现有重防腐涂料为了获得较高的成膜厚度以提高防腐效果及降低操作成本，多采用有机溶剂对成膜剂溶解得到的体系作为重防腐涂料的基料，在使用过程中排放大量的挥发性有机气体（VOC），对环境造成污染。为了适应环境保护的要求，环保化将是未来重防腐涂料的主要方向，具体包括环保型涂料树脂的改性、提高重防腐涂料的固含量、水性重防腐涂料的研制等。
现有的水性重防腐涂料包括水性环氧树脂涂料、水性聚氨酯涂料及水性无机硅酸锌涂料等，其中水性环氧树脂涂料由于具有固化成膜性能好、附着力强、膜层机械性能优良、硬度佳等优点，得到广泛应用，但在实际中由环氧树脂本身的性质决定其存在干燥时间长、耐候性欠佳、固化成膜过程对施工环境要求高等缺点，因而开发新型成膜树脂以提高膜层耐候性及降低施工成本，是水性重防腐涂料领域的发展方向之一。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种低VOC含量、对环境友好、附着力强、耐盐雾腐蚀性能优异、无需固化、使用方便的水性重防腐涂料用底漆，以及该底漆的制备方法。
本发明还提供一种低VOC含量、对环境友好、耐水耐候性能突出、无需固化的水性重防腐涂料用面漆，以及该面漆的制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种水性重防腐涂料用底漆，包括水性硅丙乳液、颜填料、助剂、增稠剂和水；
所述水性硅丙乳液占底漆总重量的45～55%，由苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、有机硅单体及功能单体反应得到，所述有机硅单体含量为3～8%，所述功能单体包括衣康酸、（甲基）丙烯酸羟基酯和丙烯腈，所述水性硅丙乳液的玻璃化转变温度为35～50℃。
所述水性硅丙乳液由苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、有机硅单体及功能单体反应得到。优选地，所述甲基丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸甲酯。优选地，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯中的一种或几种。
优选地，所述苯乙烯与甲基丙烯酸酯单体的质量比为1：（2～6），所述苯乙烯与甲基丙烯酸酯单体质量之和与丙烯酸酯单体的质量之比为（1.5～4）：1。
优选地，所述功能单体中，衣康酸：（甲基）丙烯酸羟基酯：丙烯腈的摩尔比为（0.5～2）:（1～2.5）:（3～5）。
优选地，所述功能单体中，（甲基）丙烯酸羟基酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
优选地，所述功能单体进一步包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种。
优选地，所述功能单体占单体总质量的7-12%。
优选地，所述有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或者几种。
所述有机硅单体的含量为3-8%，是指有机硅单体占苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、有机硅单体与功能单体总质量的百分比。
优选的，所述颜填料占底漆总重量的25～35%。
更优选地，所述颜填料包括以下按重量份数计的组分：
所述助剂包括成膜促进剂、成膜助剂和防腐蚀添加剂。优选地，所述成膜促进剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂及流平剂。
优选地，所述成膜助剂为水溶性硅油，其用量为占底漆总质量的3.8～6%。
优选地，所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W。
所述防腐蚀添加剂包括防闪锈剂。
本发明的水性重防腐涂料用底漆的制备方法，包括以下步骤：
将苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体与功能单体预乳化，得到预乳化液A；将有机硅单体预乳化，得到预乳化液B；
将反应型乳化剂与水混合，升温至78～82℃，加入引发剂溶液后，滴加部分预乳化液A，再同时滴加预乳化液B、剩余的预乳化液A及引发剂溶液，滴加完成后升温至78-82℃恒温反应1～3h，冷却至室温，得到水性硅丙乳液；
将颜填料、助剂与水混合分散均匀后，加入水性硅丙乳液搅拌均匀，加入增稠剂调节粘度至80～100ku，调节pH值至7-9，搅拌均匀，过滤，得到水性重防腐涂料用底漆。
在制备水性硅丙乳液的过程中，聚合反应时先滴加部分苯乙烯、丙烯酸酯、功能性单体等，再滴加有机硅单体及剩余共聚单体，形成有机硅在外的核壳结构乳液粒子，可以充分发挥有机硅的改性优势。
优选地，所述反应型乳化剂为烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵。
本发明还提供一种水性重防腐涂料用面漆，包括水性氟硅丙乳液、颜填料、助剂、增稠剂和水；
所述水性氟硅丙乳液占底漆总重量的50～60%，由苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、含氟丙烯酸酯单体、有机硅混合单体及功能单体反应得到，所述有机硅混合单体为八甲基环四硅氧烷与乙烯基烷氧基硅烷的混合物，所述水性氟硅丙乳液中有机硅单体的含量为15-25%，所述功能单体包括衣康酸，所述水性氟硅丙乳液的玻璃化转变温度为45～60℃。
所述水性氟硅丙乳液由苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、有机硅单体及功能单体反应得到。优选地，所述甲基丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸甲酯。优选地，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯中的一种或几种。
优选地，所述苯乙烯与甲基丙烯酸酯单体的质量比为1：(3.5～8)，所述苯乙烯与甲基丙烯酸酯单体质量之和与丙烯酸酯单体的质量之比为（2～5）：1。
优选地，所述含氟丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸十九氟酯、全氟辛基丙烯酸乙酯中的一种或几种。
优选地，所述含氟丙烯酸酯单体的含量为5～10%，是含氟丙烯酸酯单体与苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、含氟丙烯酸酯单体、有机硅单体及功能单体总质量之比。
优选地，所述功能单体中，衣康酸的含量为1-3%。
优选地，所述功能单体进一步包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或几种。
优选地，所述乙烯基硅烷选自乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种。
优选地，所述有机硅混合单体中，八甲基环四硅氧烷与乙烯基烷氧基硅烷的摩尔比为（2-3）：（0.8-1.2）。
所述有机硅单体的含量为15-25%，是指有机硅单体占苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、含氟丙烯酸酯单体、有机硅混合单体与功能单体总质量的百分比。
优选的，所述颜填料占面漆总重量的20～30%。
优选地，所述颜填料包括以下按重量分数计的组分：
磷酸锌 25～31份
超细滑石粉 20～26份
金红石型钛白粉 10～14份
所述助剂包括成膜促进剂和成膜助剂。优选地，成膜促进剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂及流平剂。
优选地，所述成膜助剂为水溶性硅油，其用量为占面漆总质量的4～6.5%。
优选地，所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W。
本发明的水性重防腐涂料用面漆的制备方法，包括以下步骤：
将苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、含氟丙烯酸酯单体与功能单体乳化，得到预乳化液C；
将反应型乳化剂、催化剂与水混合，升温至80～87℃，依次滴加八甲基环四硅氧烷和乙烯基烷氧基硅烷，于80-87℃恒温反应0.5～2h，加入部分引发剂溶液和部分预乳化液C，再同时滴加剩余预乳化液C和剩余引发剂溶液，滴加完成后升温至80-87℃恒温反应1～3h，冷却至室温，调节pH至中性，得到水性氟硅丙乳液；
将颜填料、助剂与水混合分散均匀后，加入水性氟硅丙乳液搅拌均匀，加入增稠剂调节粘度至80～100ku，再调节pH值至7-9，搅拌均匀，过滤，得到水性重防腐涂料用面漆。
优选地，所述反应型乳化剂为烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵。
优选地，所述催化剂为十二烷基苯磺酸。
上述水性氟硅丙乳液的制备过程中，利用八甲基环四硅氧烷（D4）开环后与乙烯基烷氧基硅烷反应，生成带有乙烯基的有机硅中间体，再与苯乙烯、丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯单体等进行共聚接枝，得到高硅含量的以有机硅为核、以丙烯酸有机氟共聚物为壳的氟硅改性丙烯酸聚合物乳液，显著提高面漆的耐候及耐腐蚀性能。
本发明有益的技术效果：本发明的水性重防腐涂料用底漆采用水性硅丙乳液作为成膜基料，使底漆具有优异的附着力和耐腐蚀性能，而本发明的水性重防腐涂料用面漆采用水性氟硅丙乳液为成膜基料，使面漆耐候性能突出，两者组合得到的水性重防腐涂料在应用中涂层厚度为100μm时，耐酸性盐雾时间超过1500h，大大超出了重防腐性能要求，且原料易得，制备工艺简单，无VOC排放，安全环保，便于产业化。
具体实施方式
以下给出具体的实施例对本发明进行进一步的说明，其中实施例1～3为制备水性重防腐涂料用底漆的具体实施例，实施例4～6为制备水性重防腐涂料用面漆的具体实施例。
实施例1
水性重防腐涂料用底漆的制备方法，包括以下操作步骤：
制备水性硅丙乳液：
将苯乙烯45g、甲基丙烯酸甲酯174g、丙烯酸丁酯81.3g、衣康酸7.4g、甲基丙烯酸羟乙酯10g与丙烯腈12.6g在含有0.6g十二烷基硫酸钠的90g水中进行乳化，得到预乳化液A；
将乙烯基三乙氧基硅烷18g加入含有0.2g司盘-80、0.1g十二烷基硫酸钠的15g水中进行乳化，得到预乳化液B；
将2.4g烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵加入240g水中搅拌混合，升温至80℃，加入25g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加140g预乳化液A，滴加时间为2h，滴加完成后再同时滴加33g预乳化液B、剩余的280.6g预乳化液A及剩余的50g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加时间为3h，滴加完成后，于80℃反应2.5h，冷却至室温，用质量百分比浓度为28%的氨水调PH至7，得到水性硅丙乳液。
采用差示扫描量热法（DSC）根据GB19466-2测试所得水性硅丙乳液的玻璃化温度为45℃，采用旋转粘度计测试水性硅丙乳液的粘度为250cps。
制备水性重防腐涂料用底漆：
将高岭土69.8g、锌粉44.1g、金红石型钛白粉26.9g、沉淀硫酸钡10g及分散剂（5040，广州纯美化工）0.5g、润湿剂X-4050.25g、消泡剂A1102g加入83.5g蒸馏水中，于高速分散机内以2500r/min转速高速搅拌0.5h，缓慢加入以上制备的水性硅丙乳液276g，以1200r/min的转速搅拌30min，加入防闪锈剂CK161g、消泡剂A1102g及成膜助剂水溶性硅油25g，再加入1.8g聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W，用斯托默粘度计测定粘度达到90ku，用氨水调节PH=9，在800r/min的转速下搅拌15min，经200目滤网过滤，得到水性重防腐涂料用底漆。实施例2
水性重防腐涂料用底漆的制备方法，包括以下操作步骤：
制备水性硅丙乳液：
将苯乙烯25.5g、甲基丙烯酸甲酯150.2g、丙烯酸乙酯113.3g、衣康酸4g、甲基丙烯酸羟乙酯19.8g与丙烯腈16g在含有0.6g十二烷基硫酸钠的90g水中进行乳化，得到预乳化液A；
将乙烯基三乙氧基硅烷10.9g加入含有0.12g司盘-80、0.06g十二烷基硫酸钠的9g水中进行乳化，得到预乳化液B；
将2.3g烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵加入234g水中搅拌混合，升温至82℃，加入24g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加140g预乳化液A，滴加时间为1.5h，滴加完成后再同时滴加20g预乳化液B、剩余的280g预乳化液A及剩余的49g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加时间为4h，滴加完成后，于78℃反应1.5h，冷却至室温，用氨水调PH至7，得到水性硅丙乳液。
采用差示扫描量热法（DSC）根据GB19466-2测试所得水性硅丙乳液的玻璃化温度为50℃，采用旋转粘度计测试水性硅丙乳液的粘度为350cps。
制备水性重防腐涂料用底漆：
将高岭土85.5g、锌粉60.5g、金红石型钛白粉27.3g、沉淀硫酸钡13g及分散剂（5040，广州纯美化工）0.6g、润湿剂X-4050.3g、消泡剂A1102.5g加入80.5g蒸馏水中，于高速分散机内以2000r/min转速高速搅拌1h，缓慢加入以上制备的水性硅丙乳液244.1g，以1500r/min的转速搅拌30min，加入防闪锈剂CK161.2g、消泡剂A1102.4g及成膜助剂水溶性硅油20.6g，再加入1.5g聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W，用斯托默粘度计测定粘度达到85ku，用氨水调节PH=9，在700r/min的转速下搅拌25min，经200目滤网过滤，得到水性重防腐涂料用底漆。
实施例3
水性重防腐涂料用底漆的制备方法，包括以下操作步骤：
制备水性硅丙乳液：
将苯乙烯76.6g、甲基丙烯酸甲酯160.8g、丙烯酸丁酯60.1g、衣康酸11.4g、甲基丙烯酸羟乙酯6.1g与丙烯腈7.3g在含有0.58g十二烷基硫酸钠的88g水中进行乳化，得到预乳化液A；
将乙烯基三异丙氧基硅烷27.6g加入含有0.3g司盘-80、0.15g十二烷基硫酸钠的23g水中进行乳化，得到预乳化液B；
将2.4g烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵加入240g水中搅拌混合，升温至78℃，加入25g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加137g预乳化液A，滴加时间为4h，滴加完成后再同时滴加51g预乳化液B、剩余的273.5g预乳化液A及剩余的50g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加时间为2h，滴加完成后，于82℃反应3h，冷却至室温，用氨水调PH至7，得到水性硅丙乳液。
采用差示扫描量热法（DSC）根据GB19466-2测试所得水性硅丙乳液的玻璃化温度为35℃，采用旋转粘度计测试水性硅丙乳液的粘度为200cps。
制备水性重防腐涂料用底漆：
将高岭土78g、锌粉47g、金红石型钛白粉30.6g、沉淀硫酸钡13.2g及分散剂（5040，广州纯美化工）0.6g、润湿剂X-4050.3g、消泡剂A1102.2g加入39.5g蒸馏水中，于高速分散机内以2300r/min转速高速搅拌0.5h，缓慢加入以上制备的水性硅丙乳液297.6g，以1200r/min的转速搅拌40min，加入防闪锈剂CK161.1g、消泡剂A1102.2g及成膜助剂水溶性硅油31.6g，再加入1.2g聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W，用斯托默粘度计测定粘度达到100ku，用氨水调节PH=9，在600r/min的转速下搅拌25min，经200目滤网过滤，得到水性重防腐涂料用底漆。
实施例4
水性重防腐涂料用面漆的制备方法，包括以下操作步骤：
制备水性氟硅丙乳液：
将苯乙烯13.1g、甲基丙烯酸甲酯57.4g、丙烯酸异辛酯24g、衣康酸2.4g、甲基丙烯酸十二氟庚酯10.8g在含有0.18g十二烷基硫酸钠的30g水中进行乳化，得到预乳化液C；
将烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵0.6g、十二烷基苯磺酸0.4g加入100g水中搅拌混合，升温至80℃，滴加22.4g八甲基环四硅氧烷，滴加时间为2h，再滴加5.6g乙烯基三乙氧基硅烷，滴加时间为1.5h，滴加完成后于82℃恒温反应2h；加入8.5g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加46g预乳化液C，滴加时间为2h，滴加完成后再同时滴加剩余的91g预乳化液C和16.5g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加时间为3h，滴加完成后于80℃恒温反应2h，降温后用氨水调节pH至中性，得到水性氟硅丙乳液。
采用差示扫描量热法（DSC）根据GB19466-2测试所得水性氟硅丙乳液的玻璃化温度为50℃，采用旋转粘度计测试水性氟硅丙乳液的粘度为300cps。
制备水性重防腐涂料用面漆：
将磷酸锌55g、超细滑石粉45g、金红石型钛白粉25g及分散剂（5040，广州纯美化工）0.5g、润湿剂X-4050.25g、消泡剂A1102g与蒸馏水85g混合，于高速分散机内以2500r/min转速高速搅拌1h，缓慢加入以上制备的水性氟硅丙乳液275g，以1200r/min的转速搅拌30min，依次加入消泡剂A1102g、成膜助剂水溶性硅油25g，再加入1g聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W，用斯托默粘度计测定粘度达到85ku，用氨水调PH=9，以800r/min的转速搅拌15min，经200目滤网过滤，得到水性重防腐涂料用面漆。
实施例5
水性重防腐涂料用面漆的制备方法，包括以下操作步骤：
制备水性氟硅丙乳液：
将苯乙烯30g、甲基丙烯酸甲酯107.8g、丙烯酸丁酯28.7g、衣康酸6.4g、丙烯酸十九氟酯22.3g在含有0.33g十二烷基硫酸钠的54g水中进行乳化，得到预乳化液C；
将烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵1g、十二烷基苯磺酸0.7g加入170g水中搅拌混合，升温至85℃，滴加25.4g八甲基环四硅氧烷，滴加时间为2h，再滴加9.6g乙烯基三乙氧基硅烷，滴加时间为1h，滴加完成后于80℃恒温反应0.5h；加入14g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加83g预乳化液C，滴加时间为2h，滴加完成后再同时滴加剩余的165g预乳化液C和28g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加时间为4h，滴加完成后于82℃恒温反应1h，冷却至室温，用氨水调节pH至中性，得到水性氟硅丙乳液。
采用差示扫描量热法（DSC）根据GB19466-2测试所得水性氟硅丙乳液的玻璃化温度为45℃，采用旋转粘度计测试水性氟硅丙乳液的粘度为350cps。
制备水性重防腐涂料用面漆：
将磷酸锌47.5g、超细滑石粉35g、金红石型钛白粉21.5g及分散剂（5040，广州纯美化工）0.4g、润湿剂X-4050.2g、消泡剂A1101.7g与蒸馏水82g混合，于高速分散机内以2200r/min转速高速搅拌1.5h，缓慢加入水性氟硅丙乳液306.8g，以1500r/min的转速搅拌25min，依次加入消泡剂A1101.7g、成膜助剂水溶性硅油21.3g，再加入1.5g聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W，用斯托默粘度计测定粘度达到90ku，用氨水调PH=9，以700r/min的转速搅拌20min，经200目滤网过滤，得到水性重防腐涂料用面漆。
实施例6
水性重防腐涂料用面漆的制备方法，包括以下操作步骤：
制备水性氟硅丙乳液：
将苯乙烯5.4g、甲基丙烯酸甲酯41.7g、丙烯酸丁酯22.4g、衣康酸1.1g、甲基丙烯酸十二氟庚酯5.2g在含有0.13g十二烷基硫酸钠的21g水中进行乳化，得到预乳化液C；
将烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵0.5g、十二烷基苯磺酸0.3g加入75g水中搅拌混合，升温至80℃，滴加20.4g八甲基环四硅氧烷，滴加时间为2h，再滴加4.6g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，滴加时间为0.5h，滴加完成后于80℃恒温反应0.5h；加入6.3g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加32g预乳化液C，滴加时间为2h，滴加完成后再同时滴加剩余的64g预乳化液C和12.2g过硫酸铵水溶液（质量浓度为2%），滴加时间为3h，滴加完成后于87℃恒温反应3h，冷却至室温，用氨水调节pH至中性，得到水性氟硅丙乳液。
采用差示扫描量热法（DSC）根据GB19466-2测试所得水性氟硅丙乳液的玻璃化温度为60℃，采用旋转粘度计测试水性氟硅丙乳液的粘度为400cps。
制备水性重防腐涂料用面漆：
将磷酸锌48.9g、超细滑石粉44.5g、金红石型钛白粉22.7g及分散剂（5040，广州纯美化工）0.5g、润湿剂X-4050.25g、消泡剂A1101.9g与蒸馏水53g混合，于高速分散机内以1500r/min转速高速搅拌1h，缓慢加入以上制备的水性氟硅丙乳液200g，以1500r/min的转速搅拌20min，依次加入消泡剂A1101.9g、成膜助剂水溶性硅油25g，再加入0.8g聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W，用斯托默粘度计测定粘度达到100ku，用氨水调PH=9，以700r/min的转速搅拌20min，经200目滤网过滤，得到水性重防腐涂料用面漆。
测试实施例
制备水性重防腐涂料过程中使用的乳液的性能对涂料的防腐性能有关键影响，因而以下分别给出乳液、底漆和面漆以及底漆和面漆同时涂覆形成的涂层的性能测试实施例：
一、分别将实施例1～3中制备的水性硅丙乳液及实施例4～6中制备的水性氟硅丙乳液与水溶性硅油混合均匀，得到测试用成膜乳液，其中，乳液与成膜助剂的质量比为11：1，对成膜乳液分别进行性能测试，方法如下：
根据GB1728-79漆膜、腻子膜干燥时间测定法测定成膜乳液形成的漆膜的表干及实干时间；
根据GB/T20623-2006测试成膜乳液的机械稳定性和钙离子稳定性；
根据GB9286-98百格测试标准测定成膜乳液成膜后的附着力；
耐水性测试：用涂膜制备器将成膜乳液均匀涂布于玻璃上，室温静置一天，然后放入到50℃干燥箱内干燥6小时，取出冷却至室温后浸于水中，将2/3的乳胶膜浸于水中，观察涂膜发白和脱落的时间。
测试结果见表1。
表1
由表1可见，本发明制备的水性硅丙乳液及水性氟硅丙乳液具有优异的附着力、耐水性及稳定性。
二、分别对实施例1～3中制备的水性重防腐涂料用底漆（简称底漆）及实施例4～6中制备的水性重防腐涂料用面漆（简称面漆）进行测试，考察底漆和面漆的应用性能，方法如下：
根据GB1728-79漆膜、腻子膜干燥时间测定法测定底漆和面漆形成的漆膜的表干及实干时间；
根据GB9286-98百格测试标准测定底漆和面漆成膜后的附着力；
根据GB/T1763-1979测试底漆和面漆的耐盐水性；
测试结果见表2。
表2
由表2可见，由本发明的水性硅丙乳液及水性氟硅丙乳液制备的底漆和面漆均具有优异的附着力和耐盐水性能。
进一步对实施例制备的底漆及面漆进行耐腐蚀性能测试，以实施例1制备的底漆和实施例4制备的面漆为例，测试底漆和面漆组合得到的水性重防腐涂层的耐腐蚀性能，测试方法参照GB/T1771-91，具体如下：
将150mm×50mm、厚度为0.3mm的马口铁表面进行喷砂处理，使之达到St2级，在0.5MPa气压下用七孔高雾化喷漆枪将实施例1制备的底漆喷涂至经处理过的马口铁上，待表干后再喷涂，共喷涂3次，得到底漆涂层，再将实施例4制备的面漆喷涂2遍，表干后得到带有水性重防腐涂层的样品，测试涂层厚度为100μm；
将样品放入90℃烘箱干燥4h后，在样品的水性重防腐涂层上划“×”并深及基材后，放入盐雾试验箱中进行酸性盐雾实验，酸性盐雾实验方法参照GB/T1771-91，将其中的中性试验溶液替换为用醋酸调节pH为3后的酸性试验溶液，试验溶液中盐浓度不变。通过考察2000h酸性盐雾实验后样品的锈蚀程度及涂层附着力，考察重防腐涂层的防腐蚀性能，如防腐蚀性能不佳，划“×”处便会发生锈蚀，引起涂层膨胀而起泡，并在涂层下蔓延，导致划“×”处产生更大面积的锈蚀，同时还测试了经过酸性盐雾试验前后重防腐涂层的附着力，附着力测试按照GB9286-98百格测试标准进行。为了进行对比，对美国威士伯环氧树脂基重防腐涂料的涂层进行上述耐腐蚀性能测试，测试结果见表3。
表3
由表3可见，与现有产品比较，由本发明制备的底漆和面漆制备得到的重防腐涂层均具有优异的附着力、耐腐蚀性及耐久性，能够耐受苛刻的酸性盐雾试验环境的时间超过1500h，大大超出了重防腐性能要求，且原料易得，制备工艺简单，无VOC排放，安全环保，在重防腐领域应用前景广阔。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种水性重防腐涂料用底漆，其特征在于，由水性硅丙乳液、颜填料、助剂、增稠剂和水组成；
所述水性硅丙乳液占底漆总重量的45～55％，由苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、有机硅单体及功能单体反应得到，所述有机硅单体含量为3～8％，所述功能单体由衣康酸、(甲基)丙烯酸羟基酯和丙烯腈组成，所述功能单体中，衣康酸：(甲基)丙烯酸羟基酯：丙烯腈的摩尔比为(0.5～2):(1～2.5):(3～5)，所述功能单体占单体总质量的7-12％，所述水性硅丙乳液的玻璃化转变温度为35～50℃，所述苯乙烯与甲基丙烯酸酯单体的质量比为1：(2～6)，所述苯乙烯与甲基丙烯酸酯单体质量之和与丙烯酸酯单体的质量之比为(1.5～4)：1；
所述有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或者几种。
2.如权利要求1所述的水性重防腐涂料用底漆，其特征在于，所述颜填料占底漆总重量的25～35％。
3.如权利要求2所述的水性重防腐涂料用底漆，其特征在于，所述颜填料包括以下按重量份数计的组分：
4.如权利要求1或2所述的水性重防腐涂料用底漆，其特征在于，所述助剂包括水溶性硅油，其质量占底漆总质量的3.8～6％。
5.如权利要求1或2所述的水性重防腐涂料用底漆，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂RM-8W。
6.如权利要求1或2所述的水性重防腐涂料用底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将苯乙烯、甲基丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体与功能单体预乳化，得到预乳化液A；将有机硅单体预乳化，得到预乳化液B；
将反应型乳化剂与水混合后，升温至78～82℃，加入引发剂溶液，再滴加部分预乳化液A，然后同时滴加预乳化液B、剩余的预乳化液A及引发剂溶液，滴加完成后升温至78-82℃恒温反应1～3h，冷却至室温，得到水性硅丙乳液；
将颜填料、助剂与水混合分散均匀后，加入水性硅丙乳液搅拌均匀，加入增稠剂调节粘度至80～100KU，调节pH值至7-9，搅拌均匀，过滤，得到水性重防腐涂料用底漆。
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Denomination of invention: Primer and preparation method for waterborne heavy-duty anti-corrosion coatings Effective date of registration: 20231208 Granted publication date: 20160817 Pledgee: Guangdong Development Bank Limited by Share Ltd. Shenzhen branch Pledgor: SHENZHEN ANPIN SILICONE MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2023980070344 |
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