CN104371449A - 一种铝粉金属防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铝粉金属防腐涂料及其制备方法，该涂料以改性铝粉颜料，特别是二氧化硅包覆改性铝粉为基础，再配以其他无毒材料配制而成，涂料组分包括水性丙烯酸树脂、聚氨酯成膜剂、成膜助剂、润湿剂、乳化剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、偶联剂、pH调节剂、改性铝粉颜料、去离子水。在水性涂料中，改性的铝粉颜料分散均匀稳定，涂料的防腐效果好，特别是抗紫外线，适用于金属的防腐，尤其是室外的金属构件；并且不含溶剂，无毒环保，具有节约资源、保护环境的良好社会效益。

Description

一种铝粉金属防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种铝粉金属防腐涂料及其制备方法。

背景技术

颜料用的铝粉是鳞片状的粒子，具有金属色泽和屏蔽功能，它的表面光洁，能反射可见光、紫外光和红外光的60%-90%，铝粉分散在载体内发生漂浮运动，使自身与被载体涂装的底材平行，形成连续的铝粉层，而且这种铝粉层在载体膜内多层平行排列。各层铝粉之间的孔隙互相错开，切断了载体膜的毛细微孔，外界的水分、气体无法透过毛细孔到达底材，这种特点让铝粉有良好的物理屏蔽性。铝粉分散到载体后，众多的铝粉互相连接，大小粒子相互填补形成连续的金属膜，遮盖了底材，又反射做涂膜外的光线，是铝粉特有的遮盖力。因此，铝粉的形状、大小，以及铝粉在载体的分散情况都对其作用产生重要的影响，在涂料中对作为颜料的铝粉进行表面包覆处理，能提高涂料的性能。

    由于铝粉是物理性的防腐颜料，对钢铁无钝化作用，防腐蚀效果不理想，在现有涂料中常常配合铬酸盐、磷酸盐对铝粉表面作钝化处理，才能取得较好的防腐蚀性能。在保护环境的条件下，取消有毒害的铬酸盐、磷酸盐颜料是铝粉涂料的发展趋势。

 

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中铝粉需要充分发挥作用，又要无害改性的问题，提供一种铝粉金属防腐涂料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1. 一种铝粉金属防腐涂料，其中包括如下重量配比的原料：

水溶性丙烯酸树脂26-39、聚氨酯成膜剂3.5-4.5、成膜助剂2.1-1.9、润湿剂0.06-0.98、乳化剂0.6-1.9、增稠剂0.6-0.9、分散剂0.2-0.45、消泡剂0.02-0.18、偶联剂3.5-4.5、pH 调节剂0.06-0.13、改性铝粉颜料36-54、去离子水12-28。其中所述的改性铝粉颜料是一种鳞片状结构，其粒径为1000-3000目、径厚比为100-200；组成为：表面包覆层为二氧化硅，内部是铝粉。

 

2、本发明涂料的制备方法：

1）改性铝粉颜料的制备：采用正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂、用能同时溶解正硅酸乙酯和水的异丙醇为共溶剂，其中正硅酸乙酯加入量为铝粉质量的23%，水硅比为30，异丙醇的加入量为：是正硅酸乙酯体积的3倍；氨水催化剂加入量为反应体系总体积的0.02；混合物在搅拌下在38℃温度下反应6小时，通过正硅酸乙酯的水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉。包覆的二氧化硅层厚度均匀而连续、结构致密，有效地抵御酸介质的腐蚀。 

2）按照上述比例称取原料，将改性铝粉颜料、改性树脂、润湿剂、分散剂搅拌均匀，然后加入水、乳化剂、成膜剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和偶联剂，再次搅拌均匀，然后采用高速剪切乳化机，乳化80 分钟，最后加入pH 调节剂，搅拌均匀，过滤包装制得涂料成品。

3、在本技术方案中，涂料的主要原料的作用：

1）改性铝粉颜料：用二氧化硅包覆铝粉，解决了铝粉涂料中的2个问题：普通铝粉在涂料中的分散性差，容易形成团聚；以及铝粉的耐候性差，容易被空气中的酸介质腐蚀的问题。而且二氧化硅包覆层是一种亲水性的惰性氧化物层，在水性涂料中，改性的铝粉颜料分散均匀稳定。

2）成膜助剂为市售AH-12 ，主要成分是酯类化合物，具有无毒环保的特性，对降低涂料的VOC效果显著。环保型成膜助剂AH-12是丙烯酸脂的强溶剂，水溶性小，低于水的挥发速度，容易被乳胶微粒吸收，形成优异的连续涂膜，从而赋予乳胶漆好的聚结性和展色性，同时具有良好的储存稳定性。环保型成膜助剂AH-12具有优异的聚结和偶合能力，对提高涂料涂膜的流平性、光泽度、丰满度等方面功效显著。另外，环保型成膜助剂AH-12对于颜料的加入，不但具有一定的湿润分散作用，还可以改善乳胶漆中颜料的均匀性及稳定性，对于涂料漆膜的耐擦洗性能、冻融稳定性、附着力、机械强度均有一定的促进作用。

4、本发明的效果：涂料以改性铝粉颜料，特别是二氧化硅改性铝粉为基础，再配以其他无毒材料配制而成，其防腐效果好，特别是抗紫外线，适用于金属的防腐，尤其是室外的金属构件；并且不含溶剂，无毒环保，具有节约资源、保护环境的良好社会效益。

具体实施方法：

以下结合具体实施例，对本发明作进一步的解释：

本发明中所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的材料：

1. 一种铝粉金属防腐涂料，其中包括如下重量配比的原料：

水溶性丙烯酸树脂26-39、聚氨酯成膜剂3.5-4.5、成膜助剂2.1-1.9、润湿剂0.06-0.98、乳化剂0.6-1.9、增稠剂0.6-0.9、分散剂0.2-0.45、消泡剂0.02-0.18、偶联剂3.5-4.5、pH 调节剂0.06-0.13、改性铝粉颜料36-54、去离子水12-28。其中所述的改性铝粉颜料是一种鳞片状结构，其粒径为1000-3000目、径厚比为100-200；组成为：表面包覆层为二氧化硅，内部是铝粉。

 

2、本发明的一个优选实施方案是，改性树脂为水溶性丙烯酸树脂；润湿剂为市售P-200、乳化剂为市售PS-800 ；成膜剂为聚氨酯；成膜助剂为市售AH-12；增稠剂为羟丙基甲基纤维素；分散剂是市售DH-306 ；消泡剂为市售SPG-20 ；偶联剂为钛酸酯；pH 调节剂为AMP-20。

这些助剂是涂料领域中常用的，可方便购得，并且都适用于水性涂料中，无毒环保。

3、本发明的制备方法：

1）改性铝粉颜料的制备：采用正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂、用能同时溶解正硅酸乙酯和水的异丙醇为共溶剂，其中正硅酸乙酯加入量为铝粉质量的23%，水硅比为30，异丙醇的加入量为：是正硅酸乙酯体积的3倍；氨水催化剂加入量为反应体系总体积的0.02；混合物在搅拌下在38℃温度下反应6小时，通过正硅酸乙酯的水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉。包覆的二氧化硅层厚度均匀而连续、结构致密，有效地抵御酸介质的腐蚀。

 

2）按照上述比例称取原料，将改性铝粉颜料、改性树脂、润湿剂、分散剂搅拌均匀，然后加入水、乳化剂、成膜剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和偶联剂，再次搅拌均匀，然后采用高速剪切乳化机，乳化80 分钟，最后加入pH 调节剂，搅拌均匀，过滤包装制得涂料成品。

 

4、本发明优选的一种制备方法是在改性铝粉颜料的制备时，将铝粉先分散在异丙醇，加入酞菁染料，如酞菁绿、酞菁蓝、酞菁红、酞菁黄中的一种或几种，再进行水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉，反应后获得彩色改性铝粉颜料，最后制备得不同颜色的防腐涂料，克服涂料单一银白色的不足，使涂料能满足更多环境对色彩的要求，扩大了适应范围。

Claims (4)

1.一种铝粉金属防腐涂料，其特征在于，其中包括如下重量配比的原料：

水溶性丙烯酸树脂26-39、聚氨酯成膜剂3.5-4.5、成膜助剂2.1-1.9、润湿剂0.06-0.98、乳化剂0.6-1.9、增稠剂0.6-0.9、分散剂0.2-0.45、消泡剂0.02-0.18、偶联剂3.5-4.5、pH 调节剂0.06-0.13、改性铝粉颜料36-54、去离子水12-28。

2.根据权利要求1所述的一种铝粉金属防腐涂料，其特征在于，所述的改性铝粉颜料是一种鳞片状结构的表面包覆二氧化硅层、内部是铝粉；其粒径为1000-3000目、径厚比为100-200。

3.根据权利要求1或2所述的一种铝粉金属防腐涂料的制备方法，其特征在于，

1）改性铝粉颜料的制备：采用正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂、用能同时溶解正硅酸乙酯和水的异丙醇为共溶剂，其中正硅酸乙酯加入量为铝粉质量的23%，水硅比为30，异丙醇的加入量为：是正硅酸乙酯体积的3倍；氨水催化剂加入量为反应体系总体积的0.02；混合物在搅拌下在38℃温度下反应6小时，通过正硅酸乙酯的水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉；

 2）按照权利要求1所述重量配比的原料比例称取原料，将改性铝粉颜料、改性树脂、润湿剂、分散剂搅拌均匀，然后加入水、乳化剂、成膜剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和偶联剂，再次搅拌均匀，然后采用高速剪切乳化机，乳化80 分钟，最后加入pH 调节剂，搅拌均匀，过滤包装制得涂料成品。

4.根据权利要求3所述的一种铝粉金属防腐涂料的制备方法，其特征在于，优选的是在改性铝粉颜料的制备时，将铝粉先分散在异丙醇中，然后加入酞菁染料：酞菁绿或酞菁蓝或酞菁红或酞菁黄中的一种或几种，再进行水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉，反应后获得彩色改性铝粉颜料，最后制备得不同颜色的防腐涂料。