CN104629570A - 一种高性能水性无毒防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高性能水性无毒防腐蚀涂料及其制备方法。本发明的水性无毒防腐蚀涂料由纳米杂化丙烯酸乳液、氢化硅油、助剂、着色颜料、有机缓蚀剂、离子交换型防锈颜料、聚氨酯防沉剂、填料、水等制备得到。其中，纳米二氧化硅杂化丙烯酸乳液20-55；氢化硅油0.3-2.0；助剂0.5-5；着色颜料2-30；有机缓蚀剂0.01-5；离子交换型防锈颜料2-15；聚氨酯防沉剂0.2-1.0；填料0.5-20；水5-30。本发明制备所用的原料皆无毒无害，更符合环境保护的要求，同时具有储存稳定性好，防锈周期长等特点。

Description

一种高性能水性无毒防腐蚀涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术，特别涉及一种高性能水性无毒防腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
由于现今社会对环保的意识已逐渐增强，越来越多的溶剂型涂料体系正向水性涂料体系转变。水性涂料具有生态环保、施工安全、常温干燥优点，但水性涂料也有缺点，如耐蚀性不如溶剂型涂料，这一缺点限制了水性涂料在国家重大工程上的应用，如何提高水性涂料的耐蚀性是水性防腐蚀涂料亟待解决的问题。使用铬酸盐的颜料可以明显提高水性防腐蚀涂料的耐蚀性，但各国出台的法规禁止使用这些有毒的铬酸盐颜料。在不使用有毒的铬酸盐颜料而达到溶剂型涂料的标准难度非常大，是水性涂料研究的重要方向。
水性丙烯酸体系涂料色浅，涂膜丰满，机械强度好，已成为一类重要涂料品种。如公开号CN1432612公开了一种提高空调换热器热交换效率和防腐性的水性涂料，它包括底漆涂料和面漆涂料，具有较好的耐盐雾性能，但是需要290℃的高温干燥才能成膜。又如公开号CN101157818公开了一种用于钢带的水性涂料，是由环氧改性聚酯树脂、交联剂、颜料、固化催化剂和水均匀混合而成。该水性涂料具有快速干燥，漆膜坚硬，金属附着力强。再如公开号CN101278018公开了一种使用于船舶、桥梁等的水性涂料，它含有水分散型乙烯基改性环氧酯树脂和碳酸钙的水性涂料组合物。其中，上述碳酸钙是经过了利用具有羧基的乙烯基类聚合物的盐的处理的沉降碳酸钙，且涂料组合物的固态成分中的含有比例为20～50体积％，涂料的颜料/总固态成分的体积比在50％以下。公开号CN101851396A公开了一种水性环氧酯树脂组合物及其制备方法以及用其制备的水性涂料，所得漆膜的耐水性良好，树脂和漆均具有很好的存储稳定性，树脂漆膜的干性较好，漆膜上强度较好。
发明内容
本发明的目的是：针对现有水性涂料存在的耐水性、耐腐蚀性不佳的缺陷，提出一种高性能水性无毒防腐蚀涂料及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种高性能水性无毒防腐蚀涂料，具有如下组分，各组分质量份数配比如下：
上述的水性无毒防腐蚀涂料，所述的有机缓蚀剂包括但不限于磷酸盐、单宁酸及其盐类、柠檬酸及其盐类。如：单宁酸，柠檬酸，六偏磷酸钠等。
上述的水性无毒防腐蚀涂料，所述的氢化硅油为道康宁/DC-200，其含氢量为0.3-0.5％，。
上述的水性无毒防腐蚀涂料，所述的离子交换型防锈颜料为钙离子交换铝硅酸盐防腐防锈颜料，其中钙离子交换量在8-12％。所述钙离子交换铝硅酸盐防腐防锈颜料是以铝硅酸盐为原料，制备成钠型铝硅酸盐后与氯化铵、硝酸铵反应转化为铵型铝硅酸盐，然后加入钙盐如石灰水、氯化钙、硝酸钙中，经煮沸、沉降、洗涤、过滤、离子分离和干燥后得到离子交换型铝硅酸盐防腐颜料。
上述的水性无毒防腐蚀涂料，所述的聚氨酯防沉剂包括但不限于A XP 2469、A2470、A XP 2770、A 2542、A 2546、U XP 2757、U XP 2766或U 2841XP。
上述的水性无毒防腐蚀涂料，所述的助剂包括但不限于无锡美丽颜MLCHEM-8010、8013、1306、1335、2080、2023、2007、8803等；成膜助剂如：十二醇酯。
上述的水性无毒防腐蚀涂料，所述的着色颜料包括但不限于白粉、锌钡白、酞菁绿、甲苯胺红等；填料包括但不限于重晶石粉、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉沉淀硫酸钡等。
上述的水性无毒防腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
1)纳米二氧化硅杂化丙烯酸酯乳液的制备：
配方为硅溶胶(二氧化硅含量30％)5-20份；去离子水40-70份；含双键可聚合单体20-50份；引发剂0.1-0.3份；制备方法为以质量分数计，在引发剂罐中投入所有的引发剂和pH调节剂，加入50％离子水搅拌溶解配制引发剂缓冲溶液。将全部的含双键可聚合单体投入单体罐混合均匀，配制混合单体。反应釜中投入全部的改性硅溶胶和剩余的去离子水，搅拌速度120-150r/min，缓慢加入所有的引发剂缓冲溶液，50％混合单体，分散15-25min。升温至80-85℃搅拌反应1-2h后，开始匀速加入剩余混合单体，1.5-3.0h加完，保温反应2-3h，降温，出料，过滤后得到纳米二氧化硅杂化丙烯酸酯乳液。
2)水性无毒防腐蚀涂料的制备：
a.在釜中加入分散剂、消泡剂、氢化硅油、着色颜料、离子交换型防锈颜料钙硅胶，并添加合适的去离子水，启动搅拌，用高速分散机在300-500rpm预分散20-30分钟；
b把上述物料进行砂磨，砂磨时间为1-4小时，测试细度≤30μm后，出料，过滤，制备成组分一；
c在组分一中添加成膜助剂、纳米二氧化硅杂化丙烯酸乳液、有机缓蚀剂、流平剂、防沉用的聚氨酯水分散体等，搅拌均匀后喷涂、刷涂或浸涂在基材表面，即在常温下形成高性能水性无毒防腐蚀涂层。
本发明具有积极的效果：
1.本发明制备的高性能水性无毒防腐蚀涂料主要由水性树脂、含锶盐防锈颜料等组成，所用防锈颜料无毒，更加符合环境保护的要求。
2.本发明制备的高性能水性无毒防腐蚀涂料具有贮存稳定性好，不易沉底等特点；
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的高性能水性无毒防腐蚀涂料的质量份数配比如下：
纳米二氧化硅杂化丙烯酸酯乳液52；DC-200氢化硅油1(含氢量0.2)；MLCHEM-8010分散剂0.8；MLCHEM-2023消泡剂0.8；钛白粉5；滑石粉1.2；SG-101钙离子交换硅胶5；六偏磷酸钠2.3；MLCHEM-1306流平剂0.8；A2651聚氨酯水分散体1；十二醇酯1.1；去离子水29。
本实施例所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料的制备包括如下步骤：
1)纳米二氧化硅杂化丙烯酸酯乳液的制备：
以质量分数计，在搅拌釜中加入90份硅溶胶(二氧化硅含量30％)，10份二聚丙三醇，常温下搅拌反应2h得到改性硅溶胶。将全部的含双键可聚合单体(丙烯酸丁酯20份，丙烯酸甲酯19份，丙烯酸1份)投入单体罐混合均匀，配制混合单体。反应釜中投入10份改性硅溶胶和25份离子水，搅拌速度120r/min，缓慢加入0.15份过硫酸铵引发剂，0.15份碳酸氢钾pH调节剂与25份水配制的引发剂缓冲溶液，加入50％混合单体分散15min。升温至80℃搅拌反应1h后，开始匀速加入剩余50％的混合单体，1.5h加完，保温反应2h，降温，出料，过滤后得到纳米二氧化硅杂化丙烯酸酯乳液。
2)水性无毒防腐蚀涂料的制备：
a在釜中加入MLCHEM-8010分散剂、MLCHEM-2023消泡剂、道康宁/DC-200氢化硅油、钛白粉、滑石粉、钙离子交换硅胶SG-101，并添加去离子水，启动搅拌，用高速分散机在350rpm预分散30分钟；
b把上述物料进行砂磨，砂磨时间为2.5小时，测试细度25μm，出料，过滤，制备成组分一；
c在组分一中添加十二醇酯、纳米二氧化硅杂化丙烯酸乳液、六偏磷酸钠、无锡美丽颜MLCHEM-1306流平剂、A2651聚氨酯水分散体等，搅拌均匀后喷涂、刷涂或浸涂在基材表面，即在常温下形成高性能水性无毒防腐蚀涂层。
(实施例2)
本实施例的高性能水性无毒防腐蚀涂料的质量份数配比如下：
纳米二氧化硅杂化丙烯酸乳液51；DC-200氢化硅油1.1(含氢量0.1)；MLCHEM-8013分散剂0.9；MLCHEM-2007消泡剂0.9；锌钡白5.5；重晶石粉5.2；SG-101钙离子交换硅胶1.5；柠檬酸3.3；MLCHEM-1300流平剂0.9；AXP2695聚氨酯水分散体0.5；十二醇酯2.2；去离子水27。
本实施例所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料的制备步骤除以下变动外，其余与实施例1相同：
2)水性无毒防腐蚀涂料的制备：
b步骤预分散时间25分钟；
c步骤磨砂时间3小时，测试细度21μm，出料，过滤，制备成组分一；
(实施例3)
本实施例的高性能水性无毒防腐蚀涂料的质量份数配比如下：
纳米二氧化硅杂化丙烯酸乳液45；DC-200氢化硅油1.5(含氢量0.15)；MLCHEM-8803分散剂1.8；MLCHEM-2023消泡剂0.9；甲苯胺红10；轻体碳酸钙12；SG-101钙离子交换硅胶5.2；单宁酸4.3；MLCHEM-1330流平剂1.8；A2651聚氨酯水分散体0.5；去离子水17。
本实施例所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料的制备步骤除以下变动外，其余与实施例1相同：
2)水性无毒防腐蚀涂料的制备：
b步骤预分散时间20分钟；
c步骤磨砂时间3.5小时，测试细度20μm，出料，过滤，制备成组分一；
(实施例4)
本实施例的高性能水性无毒防腐蚀涂料的质量份数配比如下：
纳米二氧化硅杂化丙烯酸乳液液49；DC-200氢化硅油1.0(含氢量2.1)；MLCHEM-2080消泡剂1.1；酞菁绿4.9；沉淀硫酸钡5.1；SG-101钙离子交换硅胶8.5；柠檬酸3.6；MLCHEM-1335流平剂1.0；A2651聚氨酯水分散体0.8；去离子水25。
本实施例所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料的制备包括如下步骤：
b步骤预分散时间30分钟；
c步骤磨砂时间2.5小时，测试细度25μm，出料，过滤，制备成组分一；
(实施例5)
本实施例的高性能水性无毒防腐蚀涂料的质量份数配比如下：
纳米二氧化硅杂化丙烯酸乳液53；DC-200氢化硅油1.2(含氢量2.5)；MLCHEM-8010分散剂0.8；钛白粉4.5；滑石粉1.5；SG-101钙离子交换硅胶7.2；六偏磷酸钠2.3；MLCHEM-1306流平剂0.8；UXP2757聚氨酯水分散体0.6；十二醇酯1.1；去离子水27。
本实施例所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料的制备步骤除以下变动外，其余与实施例1相同：
2)水性无毒防腐蚀涂料的制备：
b步骤预分散时间28分钟；
c步骤磨砂时间2.5小时，测试细度25μm，出料，过滤，制备成组分一；
实施例涂层试样的盐雾试验结果
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
注：(水性无毒防腐蚀涂料制备的原材料来源地)
1.DC-200氢化硅油：上海凯茵化工有限公司
2.MLCHEM-2080、MLCHEM-2023、MLCHEM-2007消泡剂：无锡美丽颜贸易有限公司
3.MLCHEM-1306、MLCHEM-1335、MLCHEM-1330、MLCHEM-1300流平剂：无锡美丽颜贸易有限公司
4.MLCHEM-8010、MLCHEM-8803、MLCHEM-8013分散剂：无锡美丽颜贸易有限公司
5.UXP2757、A2651、A2695聚氨酯水分散体：上海源禾化工有限公司

Claims (7)

1.一种高性能水性无毒防腐蚀涂料，其特征在于：各组分质量份数配比如下：
2.根据权利要求1所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料，其特征在于：所述的有机缓蚀剂包括磷酸盐、单宁酸及其盐类、柠檬酸及其盐类。
3.根据权利要求2所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料，其特征在于：磷酸盐可以为六偏磷酸钠等。
4.根据权利要求1所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料，其特征在于：所述的离子交换型防锈颜料为钙离子交换硅胶，其中钙离子交换量在8-12％。
5.根据权利要求1所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料，其特征在于：所述的助剂包括消泡剂、流平剂、成膜助剂十二醇酯。
6.根据权利要求1所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料，其特征在于：所述的氢化硅油的含氢量为0.3-0.5％。
7.根据权利要求6所述的高性能水性无毒防腐蚀涂料，其特征在于：所述的氢化硅油事先用3-5倍的酒精预分散。
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