CN111205712A - 钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料及其制备方法 - Google Patents

钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料及其制备方法，属于涂料的技术领域。包括以下组分：水性树脂、颜料、助剂、助溶剂和去离子水；所述水性树脂以重量份计为35～50份；所述颜料包括重量份的以下组分：铁红颜料1～3份、硫酸钡10～15份、绢云母粉2～5份和耐盐雾填料6～10份；所述助剂包括重量份的以下组分：有机膨润土0.1～1份；pH调节剂0.5份～1份、消泡剂0.1～0.3份、成膜助剂3～5份、防闪锈剂0.1～0.5份、润湿分散剂0.5～1份、基材润湿剂0.1～0.3份、增稠剂1～3份、腐蚀抑制剂0.1～1份；所述助溶剂以重量份计为1～3份；所述去离子水以重量份计为10～15份。本发明的水性涂料干燥速度快，耐盐雾、耐老化性能好，特别适合高温、高湿环境下金属外表面的轻防腐、防护。

Description

钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料的技术领域，具体涉及钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料及其制备方法。
背景技术
随着国家法律法规的不断出台与更新，同时***对涂料产品“环保”性能的迫切需求，水性工业漆已经在各种涂料领域得到越来越广泛的应用，产品技术也在发生着日新月异的快速变革。近几年，虽然水性工业漆的技术已取得了长足的进步，但是因为水性工业漆的体系本身固有的特性，在某些方面与油性涂料相比，还是存在一定的差距。例如：干燥速度、初期耐水、耐盐雾、耐老化等性能，还不能做到完全令人满意。特别是在沿江沿海地区，以上缺陷表现的尤为突出。因此，研发出一种适合金属外面涂装使用的水性涂料，具有非凡的价值与意义。
发明内容
为了解决水性涂料干燥速度慢、初期耐水性差、耐盐雾、耐老化等性能不如油性涂料的问题，本发明提供钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料及其制备方法，以解决上述问题。本发明的水性涂料干燥速度快，耐盐雾、耐老化性能好，特别适合高温、高湿环境下金属外表面的轻防腐、防护。
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，包括以下组分：水性树脂、颜料、助剂、助溶剂和去离子水；
所述水性树脂以重量份计为35～50份；所述颜料包括重量份的以下组分：铁红颜料1～3份、硫酸钡10～15份、绢云母粉2～5份和耐盐雾填料6～10份；所述助剂包括重量份的以下组分：有机膨润土0.1～1份；pH调节剂0.5份～1份、消泡剂0.1～0.3份、成膜助剂3～5份、防闪锈剂0.1～0.5份、润湿分散剂0.5～1份、基材润湿剂0.1～0.3份、增稠剂1～3份、腐蚀抑制剂0.1～1份；所述助溶剂以重量份计为1～3份；所述去离子水以重量份计为10～15份。
优选的，所述水性树脂为水性丙烯酸乳液，具体型号为陶氏HG-130。该产品与一般普通丙烯酸乳液相比具有优良的快干性、柔韧性、附着力、耐冲击、耐候性、耐盐雾性、抵抗细菌生长等性能；利用高耐盐雾性能的丙烯酸乳液，再配以高沸点环保的成膜助剂，能够得到高疏水性、优异耐候性(耐盐雾性)的水性漆涂层。
优选的，所述成膜助剂为美国伊士曼的醇酯-12。醇酯-12的沸点为247℃，既能保证漆膜在高温、高湿环境中的干燥速度，又能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和增进流平性。
优选的，所述防闪锈助为剂法国先创CE-660B。这种防闪锈剂具有优异的防闪锈功能，同时还可形成一道非水溶性封闭薄膜，阻止水气对漆膜的侵蚀。
优选的，所述铁红颜料为无机铁红粉，型号为上海一品公司的S130氧化铁。
优选的，所述硫酸钡为上海力伟德化工有限公司的超细硫酸钡，所述的滑石粉为滁州格锐矿业有限责任公司的绢云母粉1250目，所述的耐盐雾填料为石家庄鑫盛化工有限公司的三聚磷酸铝、磷酸锌。本发明选用经表面处理的填料三聚磷酸铝和磷酸锌，在被涂物表面形成卓越的钝化膜，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用。同时表面处理后的粉料，具有更低的吸水率。
优选的，所述有机膨润土为海名斯公司的BENTONE LT。这种有机膨润土能够赋予漆浆优异的触变性，流挂极限＞200μm，同时适用于有气喷涂、无气喷涂、刷涂、辊涂等多种施工方式。
优选的，所述pH值调节剂为扬子石化巴斯夫有限责任公司的DMEA；所述消泡剂为有机硅类消泡剂，型号为BYK-810或BYK-024中的一种；所述润湿分散剂为聚氨酯类分散剂，型号为BYK-190。
优选的，所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，型号为BYK-346或BYK-348中的一种。
优选的，所述助溶剂为环保型水油通用溶剂，具体为二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚中的一种；所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，型号为海明斯的R299或OMG-0620中的一种。
优选的，所述钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的粘度为25℃的涂-4杯粘度，粘度为40-50s。
本发明的另一个目的是提供钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到反应釜中，然后加入助溶剂，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂、铁红颜料、硫酸钡、绢云母粉、耐盐雾填料、有机膨润土和2/3总量的消泡剂，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将水性树脂加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂、pH调节剂、防闪锈剂、1/3总量的消泡剂、基材润湿剂和腐蚀抑制剂加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂，调整产品粘度，得钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料。
本发明的有益效果为：
(1)本发明选用高耐盐雾性能乳液HG-130作为成膜物，配以高沸点环保的成膜助剂，得到高疏水性、优异耐候性(耐盐雾性)的水性漆涂层。
(2)本发明选用美国伊士曼高沸点环保的成膜助剂醇酯-12(沸点247℃)，既能保证漆膜在高温、高湿环境中的干燥速度，又能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和增进流平性；优异的湿膜性能、提高耐候性及展色性。
(3)本发明选用海名斯的优质防闪锈助剂法国先创CE-660B，除具有优异的防闪锈功能外同时还可形成一道非水溶性封闭薄膜，阻止水气对漆膜的侵蚀。
(4)本发明选用经表面处理的填料三聚磷酸铝和磷酸锌，在被涂物表面形成卓越的钝化膜，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用。同时表面处理后的粉料，具有更低的吸水率。
(5)本发明选用优质有机膨润土，赋予漆浆优异的触变性，流挂极限＞200μm，同时适用于有气喷涂、无气喷涂、刷涂、辊涂等多种施工方式。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明中水性树脂为陶氏HG-130；
成膜助剂为伊士曼的醇酯-12；
防闪锈助为剂法国先创CE-660B；
铁红颜料为上海一品公司的S130氧化铁
硫酸钡为上海力伟德化工有限公司的超细硫酸钡；
滑石粉为滁州格锐矿业有限责任公司的绢云母粉1250目；
耐盐雾填料为石家庄鑫盛化工有限公司的三聚磷酸铝、磷酸锌；
有机膨润土为海名斯公司的BENTONE LT；
pH值调节剂为巴斯夫的DMEA；
消泡剂为BYK-810或BYK-024中的一种；
基材润湿剂为BYK-346或BYK-348中的一种；
增稠剂为海明斯的R299或OMG-0620中的一种；
助溶剂为二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚中的一种；
本发明中其他原材料均为市售产品。
实施例1
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，包括重量份的以下组分：水性树脂35份，铁红颜料2份，硫酸钡12份，绢云母粉3份，耐盐雾填料8份，有机膨润土0.3份，pH调节剂0.7份，消泡剂(BYK-810)0.15份，成膜助剂4份，防闪锈剂0.2份，润湿分散剂0.7份，基材润湿剂(BYK-346)0.15份，增稠剂(R299)2份，腐蚀抑制剂0.2份，助溶剂(二丙二醇甲醚)3份；去离子水12份。
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水12份加入到反应釜中，然后加入二丙二醇甲醚3份，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂0.7份、铁红颜料2份、硫酸钡12份、绢云母粉3份、耐盐雾填料8份、有机膨润土0.3份和消泡剂0.1份，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将水性树脂35份加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂4份、pH调节剂0.7份、防闪锈剂0.2份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.15和腐蚀抑制剂0.2份加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂2份，调整产品粘度，得钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料。
实施例2
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，包括重量份的以下组分：水性树脂40份，铁红颜料2份，硫酸钡12份，绢云母粉3份，耐盐雾填料8份，有机膨润土0.3份，pH调节剂0.7份，消泡剂(BYK-810)0.15份，成膜助剂4份，防闪锈剂0.2份，润湿分散剂0.7份，基材润湿剂(BYK-346)0.15份，增稠剂(R299)2份，腐蚀抑制剂0.2份，助溶剂(丙二醇甲醚醋酸酯)3份；去离子水13份。
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水13份加入到反应釜中，然后加入丙二醇甲醚醋酸酯3份，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂0.7份、铁红颜料2份、硫酸钡12份、绢云母粉3份、耐盐雾填料8份、有机膨润土0.3份和消泡剂0.1份，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将水性树脂40份加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂4份、pH调节剂0.7份、防闪锈剂0.2份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.15和腐蚀抑制剂0.2份加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂2份，调整产品粘度，得钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料。
实施例3
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，包括重量份的以下组分：水性树脂45份，铁红颜料2份，硫酸钡12份，绢云母粉3份，耐盐雾填料8份，有机膨润土0.3份，pH调节剂0.7份，消泡剂(BYK-024)0.15份，成膜助剂4份，防闪锈剂0.2份，润湿分散剂0.7份，基材润湿剂(BYK-348)0.15份，增稠剂(OMG-0620)2份，腐蚀抑制剂0.2份，助溶剂(乙二醇丁醚)3份；去离子水14份。
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水14份加入到反应釜中，然后加入乙二醇丁醚3份，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂0.7份、铁红颜料2份、硫酸钡12份、绢云母粉3份、耐盐雾填料8份、有机膨润土0.3份和消泡剂0.1份，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将水性树脂45份加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂4份、pH调节剂0.7份、防闪锈剂0.2份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.15和腐蚀抑制剂0.2份加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂2份，调整产品粘度，得钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料。
实施例4
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，包括重量份的以下组分：水性树脂50份，铁红颜料2份，硫酸钡12份，绢云母粉3份，耐盐雾填料8份，有机膨润土0.3份，pH调节剂0.7份，消泡剂(BYK-024)0.15份，成膜助剂4份，防闪锈剂0.2份，润湿分散剂0.7份，基材润湿剂(BYK-348)0.15份，增稠剂(OMG-0620)2份，腐蚀抑制剂0.2份，助溶剂(二丙二醇甲醚)3份；去离子水15份。
钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水15份加入到反应釜中，然后加入二丙二醇甲醚3份，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂0.7份、铁红颜料2份、硫酸钡12份、绢云母粉3份、耐盐雾填料8份、有机膨润土0.3份和消泡剂0.1份，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将水性树脂50份加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂4份、pH调节剂0.7份、防闪锈剂0.2份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.15和腐蚀抑制剂0.2份加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂2份，调整产品粘度，得钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料。
对比例1
一种钢结构用水性涂料，包括重量份的以下组分：苯丙乳液40份，铁红颜料2份，硫酸钡12份，绢云母粉3份，耐盐雾填料8份，有机膨润土0.3份，pH调节剂0.7份，消泡剂0.15份，成膜助剂4份，防闪锈剂0.2份，润湿分散剂0.7份，基材润湿剂0.15份，增稠剂2份，腐蚀抑制剂0.2份，助溶剂3份；去离子水13份。
一种钢结构用水性涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水13份加入到反应釜中，然后加入助溶剂3份，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂0.7份、铁红颜料2份、硫酸钡12份、绢云母粉3份、耐盐雾填料8份、有机膨润土0.3份和消泡剂0.1份，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将苯丙乳液40份加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂4份、pH调节剂0.7份、防闪锈剂0.2份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.15和腐蚀抑制剂0.2份加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂2份，调整产品粘度，得钢结构用水性涂料。
对比例2
一种钢结构用水性涂料，包括重量份的以下组分：环氧树脂45份，铁红颜料2份，硫酸钡12份，绢云母粉3份，耐盐雾填料8份，有机膨润土0.3份，pH调节剂0.7份，消泡剂0.15份，成膜助剂4份，防闪锈剂0.2份，润湿分散剂0.7份，基材润湿剂0.15份，增稠剂2份，腐蚀抑制剂0.2份，助溶剂3份；去离子水14份。
一种钢结构用水性涂料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水134份加入到反应釜中，然后加入助溶剂3份，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂0.7份、铁红颜料2份、硫酸钡12份、绢云母粉3份、耐盐雾填料8份、有机膨润土0.3份和消泡剂0.1份，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将环氧树脂45份加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂4份、pH调节剂0.7份、防闪锈剂0.2份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.15和腐蚀抑制剂0.2份加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂2份，调整产品粘度，得钢结构用水性涂料。
将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和对比例1、对比例2的水性涂料进:检测，检测结果如下表1：
表1-检测结果
Figure BDA0002389227860000071
Figure BDA0002389227860000081
通过对实施例及对比例的产品进行检测可知，本发明通过选用高耐盐雾性能乳液作为成膜物，配以高沸点环保的成膜助剂，能够得到高疏水性、优异耐盐雾性的水性漆涂层。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，包括以下组分：水性树脂、颜料、助剂、助溶剂和去离子水；
所述水性树脂以重量份计为35～50份；所述颜料包括重量份的以下组分：铁红颜料1～3份、硫酸钡10～15份、绢云母粉2～5份和耐盐雾填料6～10份；所述助剂包括重量份的以下组分：有机膨润土0.1～1份；pH调节剂0.5份～1份、消泡剂0.1～0.3份、成膜助剂3～5份、防闪锈剂0.1～0.5份、润湿分散剂0.5～1份、基材润湿剂0.1～0.3份、增稠剂1～3份、腐蚀抑制剂0.1～1份；所述助溶剂以重量份计为1～3份；所述去离子水以重量份计为10～15份。
2.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，所述水性树脂为水性丙烯酸乳液，具体型号为陶氏HG-130。
3.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，所述成膜助剂为美国伊士曼的醇酯-12。
4.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，优选的，所述防闪锈助为剂法国先创CE-660B。
5.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，所述铁红颜料为无机铁红粉，型号为上海一品公司的S130氧化铁。
6.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，所述硫酸钡为上海力伟德化工有限公司的超细硫酸钡，所述的滑石粉为滁州格锐矿业有限责任公司的绢云母粉1250目，所述的耐盐雾填料为石家庄鑫盛化工有限公司的三聚磷酸铝、磷酸锌。
7.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，所述有机膨润土为海名斯公司的BENTONE LT。
8.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，所述pH值调节剂为扬子石化巴斯夫有限责任公司的DMEA；所述消泡剂为有机硅类消泡剂，型号为BYK-810或BYK-024中的一种；所述润湿分散剂为聚氨酯类分散剂，型号为BYK-190；
进一步优选的，所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，型号为BYK-346或BYK-348中的一种；
进一步优选的，所述助溶剂为环保型水油通用溶剂，具体为二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚中的一种；所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，型号为海明斯的R299或OMG-0620中的一种。
9.如权利要求1所述的钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料，其特征在于，所述钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的粘度为25℃的涂-4杯粘度，粘度为40-50s。
10.钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到反应釜中，然后加入助溶剂，控制转速300～400rpm，搅拌均匀后依次加入润湿分散剂、铁红颜料、硫酸钡、绢云母粉、耐盐雾填料、有机膨润土和2/3总量的消泡剂，提高转速至800～1000rpm，搅拌15min，得预混浆；
(2)将步骤(2)中的预混浆转移至研磨机中，研磨至细度小于30微米，得研磨浆；
(3)将水性树脂加入到备料锅中，在控制转速300～500rpm，将步骤(2)获得的研磨浆加入到备料锅中，提高转速至600～800rpm搅拌10min；然后依次将成膜助剂、pH调节剂、防闪锈剂、1/3总量的消泡剂、基材润湿剂和腐蚀抑制剂加入备料锅中，控制转速400～600rpm搅拌15min；
(4)向备料锅中加入增稠剂，调整产品粘度，得钢结构防腐用水性快干高耐盐雾丙烯酸涂料。
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