CN107286822A - 一种改性水性醇酸工业防腐涂料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性水性醇酸工业防腐涂料及其制备方法，包括以下重量份的组份：水性醇酸树脂35～45；水性丙烯酸树脂15～25；催干剂0.2～0.4；助溶剂3～5；颜填料30～45；防锈颜料5～10；防沉剂0.1～0.5；分散剂0.5～1；消泡剂0.05～0.1；流平剂0.1～0.5；防闪锈剂0.3～1；水15～20。该改性水性醇酸工业防腐涂料固体含量高、挥发性有机化合物VOC低、对环境污染小、附着力好、重涂性优异、耐化学品性、耐水性及耐盐雾性好；本发明通过对设计特殊的环氧酯树脂，优选耐候颜料、防锈颜料，使漆膜的丰满度、附着力、耐盐雾、耐化学品性等综合性能更加优异，特别是耐盐雾性较现有环氧酯树脂大大提高。

Description

一种改性水性醇酸工业防腐涂料及制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，特别涉及一种改性水性醇酸工业防腐涂料及制备方法。
背景技术
防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。
现有我国防腐涂料通常采用最多的是油性醇酸涂料，现在用水性醇酸树脂做水性漆是大势所趋，这种涂料优点就是施工简单，装饰性好，主要用在钢结构、汽车零部件表面的涂装与防护要求；然而，其漆膜干燥慢，耐候性能差，配套性能并，如果不加以改性，很大程度上限制它的广泛使用。
发明内容
本发明是为了克服水性醇酸涂料中的不足，提供一种理化性能优异的自交联丙烯酸树脂、配合水性醇酸树脂制备的改性水性醇酸工业防腐涂料，主要应用于环保要求高、低VOC、低重金属、耐盐雾性≥240h以上的钢结构、汽车底盘等零部件及化工防腐蚀用的电机、电器、仪表等外壳的涂装防腐保护，而且重涂性优异。
本发明提供的一种高性能水性工业防腐涂料，包括以下重量份的组份：
一种改性水性醇酸工业防腐涂料，其特征在于：包括以下重量份的组份：
作为改进，上述水性丙烯酸树脂的质量固体浓度为50±1％，其包括以下重量份的组份：
水性丙烯酸树脂由以下方法制得：
(1)将1/3的异丙醇和特殊功能性单体、部分偶氮二异丁腈一起投入烧瓶中，通氮气，开动搅拌并且升温；
(2)等温度达到80℃加入丙烯酰胺和N,N-羟甲基丙烯酰胺，保温反应1小时然后降温冷却到常温，将其他的单体和剩余的偶氮二异丁氰一起投入料中搅拌均匀备用；
(3)将余下的异丙醇和30％的混合单体到烧瓶中，通氮气，开动搅拌升温，等温度到达80℃，则停止升温，维持在80-85℃之间，保温30分钟反应，然后将剩下的混合单体在2.5小时的时间内滴加进去，过程温度控制在80-8580℃，滴加完后保温3小时然后检测酸价和固体份，达标后真空抽出部分未反应单体，降温中和补水出料
在上述技术方案的基础上，上述颜填料为金红石型钛白、氧化铁红、沉淀硫酸钡、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种；所述防锈颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌、中的一种或几种；所述分散剂为BYK190；所述消泡剂为TEGO902W；所述催干剂为GX-569；流平剂为TEDO450；所述助溶剂是乙二醇丁醚、异丙醇中的一种或几种。
本发明一种改性水性醇酸工业防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)水性醇酸树脂搅拌下加入配方量3-5％的助溶剂搅拌均匀，再加入催干剂，高速分散；
(2)再加入分散剂、消泡剂、颜填料、防锈颜料，高速分散，得浆料；
(3)将浆料研磨，细度达到30μm后打入制漆罐，加入自交联丙烯酸树脂，防闪锈剂，消泡剂，搅拌，即得。
更进一步地，上述步骤(1)中，高速分散搅拌速度为800～1200r/min，高速分散时间为5-15min；步骤(2)中，高速分散搅拌速度为800～1200r/min，高速分散时间为15-25min；步骤(3)中，搅拌速度为800～1200r/min，搅拌时间为25-35min。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明制得的一种改性水性醇酸工业防腐涂料固体含量高、挥发性有机化合物(VOC)低、对环境污染小、附着力好、重涂性优异、耐化学品性、耐水性及耐盐雾性好；本发明通过对设计特殊的自交联丙烯酸树脂，与水性醇酸树脂搭配，提高了涂料的硬度和干性，解决了单纯醇酸树脂涂料的缺点，同时优选耐候颜料、防锈颜料，使漆膜的丰满度、附着力、耐盐雾、耐化学品性等综合性能更加优异，特别是耐盐雾性较现有醇酸树脂大大提高。本发明产品能够满足钢结构、工程机械及汽车轮毂、减震器、底盘等零部件防腐保护的涂装要求，其最大特点就是重涂性优异，可以重涂除烤漆之外的所有面漆。
具体而言，本发明相对于现有技术，具有以下突出的优势：
(1)本发明提供的自交联丙烯酸树脂的特性。
目前市售水性醇酸树脂，用其制备的工业防腐漆性能较差，表干、重涂性较差，硬度、耐盐雾及耐化学介质性不能达到指标要求。
而本发明提供的自交联丙烯酸树脂为专门设计的用特殊单体自交联成丙烯酸树脂，可由不同品种的丙烯酸以及不同的配比与功能性单体反应制得，其酯化程度为0.7～0.9，因而漆膜性能是多样的；适宜酯化的丙烯酸单体品种很多，主要优化各单体之配比，其酯化物的耐化学品性能强。本发明通过选择并确定丙烯酸的品种和配比、优化配方和工艺、控制酯化程度，以满足工业防腐漆的耐盐雾性和其它理化性能要求。
该自交联丙烯酸树脂具有优良的附着力、刚性、耐水性、耐湿热性、耐化学品及耐盐雾性能、自干性施工方便等特性；主要应用于环保要求高、低VOC、低重金属、耐盐雾性≥300h以上的钢结构、汽车轮毂、底盘等零部件及化工防腐蚀用的电机、电器、仪表等外壳的涂装防腐保护。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到。
实施例1
改性水性醇酸工业防腐涂料，包括以下重量份的组份：
其中，所述水性丙烯酸树脂的质量固体浓度为50％，包括以下重量份的组份：
单体名称 质量分数 备注
丙烯酸 8-10 工业级
丙烯酸丁酯 18-22 工业级
苯乙烯 55-60 工业级
丙烯酰胺 5-7 工业级
N,N-羟甲基丙烯酰胺 4-5 工业级
特殊功能性单体 4 工业级
偶氮二异丁腈 1.5-2 工业级
异丙醇 100 工业级
上述水性丙烯酸树脂由以下方法制得：
将1/3的异丙醇和特殊功能性单体、部分偶氮二异丁腈一起投入烧瓶中，通氮气，开动搅拌并且升温。
等温度达到80度加入丙烯酰胺和N,N-羟甲基丙烯酰胺，保温反应1小时然后降温冷却到常温，将其他的单体和剩余的偶氮二异丁氰一起投入料中搅拌均匀备用。
将余下的异丙醇和30％的混合单体到烧瓶中，通氮气，开动搅拌升温，等温度到达80度，则停止升温，维持在80-85度之间，保温30分钟反应，然后将剩下的混合单体在2.5小时的时间内滴加进去，过程温度控制在80-85度，滴加完后保温3小时然后检测酸价和固体份，达标后真空抽出部分未反应单体，降温中和补水出料，即得。
本实施例改性水性醇酸工业防腐涂制备方法如下：
(1)水性醇酸树脂搅拌下加入配方量3-5％的助溶剂搅拌均匀，再加入催干剂，高速分散；高速分散搅拌速度为800～1200r/min，高速分散时间为5-15min；
(2)再加入分散剂、消泡剂、颜填料、防锈颜料，高速分散，得浆料；高速分散搅拌速度为800～1200r/min，高速分散时间为15-25min；
(3)将浆料研磨，细度达到30μm后打入制漆罐，加入自交联丙烯酸树脂，防闪锈剂，消泡剂，搅拌，即得。搅拌速度为800～1200r/min，搅拌时间为25-35min。
实施例2
高性改性水性醇酸工业防腐涂料，包括以下重量份的组份：
其中，所述水性丙烯酸树脂的质量固体浓度为70％，包括以下重量份的组份：
水性丙烯酸树脂和本实施例改性水性醇酸工业防腐涂的制备方法同于实施例1。
实施例3
高性改性水性醇酸工业防腐涂料，包括以下重量份的组份：
其中，所述水性丙烯酸树脂的质量固体浓度为60％，包括以下重量份的组份：
单体名称 质量分数 备注
丙烯酸 8-10 工业级
丙烯酸丁酯 18-22 工业级
苯乙烯 55-60 工业级
丙烯酰胺 5-7 工业级
N,N-羟甲基丙烯酰胺 4-5 工业级
特殊功能性单体 4 工业级
偶氮二异丁腈 1.5-2 工业级
异丙醇 67 工业级
水性丙烯酸树脂和本实施例改性水性醇酸工业防腐涂的制备方法同于实施例1。
本发明上述实施例1制备的改性水性醇酸工业防腐涂均符合相应国家标准，具体如下表：
序号 检验项目 技术指标 试验方法
1 在容器中状态 无结皮，搅拌后无硬块 目测
2 漆膜颜色及外观 指定色，漆膜平整 目测
3 干燥时间/h≤ 表干：0.5；实干：12 GB/T 1728-1979
4 不挥发物含量/％≥ 50 GB/T 1725-2007
5 耐冲击性/cm≥ 40 GB/T 1732-1993
6 硬度，双摆≥ 0.3 GB/T 1730-2007
7 弯曲试验，mm≤ 3 GB/T 1731-1993
8 附着力(划格法)/级≤ 1 GB/T 1720-1979
9 耐磨性(500g/500r)/mg≤ 100 GB/T 1768-1989
10 耐水性(240h) 无起泡、生锈、剥落等 GB/T 1733-1993
11 耐湿热性(240h) 无起泡、生锈、剥落等 GB/T 1740-1989
12 耐盐雾性(300h) 无起泡、生锈、剥落等 GB/T1771-2007
13 有机挥发物含量(VOC)g/L≤ 200 GB/T 23986-2009
14 耐酸性(5％H2SO4/24h) 无异常 GB/T 1763-1989
15 耐碱性(5％NaOH/168h) 无异常 GB/T 1763-1989
16 贮存稳定性(14d) 正常 GB/T6753-1986
将本发明上述实施例1制备的改性水性醇酸工业防腐涂料与普通水性醇酸涂料进行各项性能对比，具体如下：
从上表可知，与普通水性醇酸涂料相比，本发明实施例1制备的改性水性醇酸工业防腐涂料的挥发性有机化合物VOC含量低于普通水性醇酸涂料(＜200)，而且耐水性、耐盐水性及耐盐雾性也优于普通水性醇酸涂料，特别是耐盐雾性较普通水性醇酸涂料大大提高。

Claims (6)

1.一种改性水性醇酸工业防腐涂料，其特征在于：包括以下重量份的组份：
2.根据权利要求1所述的一种改性水性醇酸工业防腐涂料，其特征在于：所述水性丙烯酸树脂的质量固体浓度为50±1％，其包括以下重量份的组份：
3.根据权利要求1所述的一种改性水性醇酸工业防腐涂料，其特征在于：
所述颜填料为金红石型钛白、绢云母、氧化铁红、沉淀硫酸钡、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种；
所述防锈颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或几种；
所述分散剂为BYK190；
所述消泡剂为TEGO902W；
所述催干剂为GX-569；
所述流平剂为TEGO450；
所述溶剂是乙二醇丁醚和/或异丙醇。
4.权利要求1至3任一项所述的一种改性水性醇酸工业防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)水性醇酸树脂搅拌下加入配方量3-5％的助溶剂搅拌均匀，再加入催干剂，高速分散；
(2)再加入分散剂、消泡剂、颜填料、防锈颜料，高速分散，得浆料；
(3)将浆料研磨，细度达到30μm后打入制漆罐，加入自交联丙烯酸树脂，防闪锈剂，消泡剂，搅拌，即得。
5.根据权利要求4所述的一种改性水性醇酸工业防腐涂料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中，高速分散搅拌速度为800～1200r/min，高速分散时间为5-15min；
步骤(2)中，高速分散搅拌速度为800～1200r/min，高速分散时间为15-25min；
步骤(3)中，搅拌速度为800～1200r/min，搅拌时间为25-35min。
6.根据权利要求4所述的一种改性水性醇酸工业防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂由以下方法制得：
(1)将1/3的异丙醇和特殊功能性单体、部分偶氮二异丁腈一起投入烧瓶中，通氮气，开动搅拌并且升温；
(2)等温度达到80℃加入丙烯酰胺和N,N-羟甲基丙烯酰胺，保温反应1小时然后降温冷却到常温，将其他的单体和剩余的偶氮二异丁氰一起投入料中搅拌均匀备用；
(3)将余下的异丙醇和30％的混合单体到烧瓶中，通氮气，开动搅拌升温，等温度到达80℃，则停止升温，维持在80-85℃之间，保温30分钟反应，然后将剩下的混合单体在2.5小时的时间内滴加进去，过程温度控制在80-8580℃，滴加完后保温3小时然后检测酸价和固体份，达标后真空抽出部分未反应单体，降温中和补水出料。
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