CN101161739B - 水性铁锈转化防锈底漆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性铁锈转化防锈底漆，其特征在于，由以下重量百分比原料组成：单宁酸5-35、辅助转化剂2-15、成膜物40-55、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2-1.0、丙二醇1-10、磷酸三丁酯0.1-0.5、山梨酸钾0.2-0.5和去离子水0.5-8；其工艺：在料桶中加入全部去离子水，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升温至60-80℃；加入丙二醇，开动高速分散机进行搅拌，再加入磷酸三丁酯、山梨酸钾、单宁酸、辅助转化剂中的一种，搅拌30-55分钟，冷却至20-30℃；加入偏氯乙烯改性丙烯酸树脂乳液，搅拌10-20分钟以后出料。本发明的优点是可直接在有锈的钢铁表面涂装，对锈层的转化彻底，转化膜附着力极好，柔韧性好，适合各种形状工件，且与各种面涂的配伍性良好。

Description

水性铁锈转化防锈底漆

技术领域

本发明涉及一种水性铁锈转化防锈底漆，可应用于任何种类的已产生锈蚀的钢铁表面，不必对底材进行除锈，可以直接施工，转化成防锈性能良好的底漆，属于底漆技术领域。

背景技术

据统计，全世界每年向大气释放碳氢化合物为2000万吨，其中有机溶剂为1000万吨，大部分是涂料业所为。涂料制造时排放到大气中有机溶剂为涂料产量的20％，涂料涂装过程中挥发到大气中的有机溶剂为涂料量的50％-80％。这些排放到大气中的有机挥发物能够使人中毒甚至导致癌症。排放到大气中的有机化合物在阳光下发生化学反应，产生许多活性物质或酸性物质形成化学烟雾。烃类化合物是光化学烟雾产生的原因，高层中的臭氧能阻挡紫外线的穿透。挥发到大气的卤代烃能破坏臭氧层，太阳的高能紫外线过量照射到地球表面，对人类健康产生了新的威胁。溶剂型漆消耗大量的石油资源，石油资源的大量需求又使得国际石油价格居高不下，对产量及使用量巨大的溶剂型钢结构防腐底漆来说，仍没有好的解决办法。

目前，水性钢铁带锈转化防锈底漆的配方一般为：单宁酸10-25％、马来酸2-10％、壬基酚聚氧乙烯醚0.1-5％、亚硝酸钠2-10％和去离子水55-80％，单宁酸作为对铁锈的主转化剂，马来酸作为对铁锈的辅助转化剂，壬基酚聚氧乙烯醚为渗透剂，亚硝酸钠为金属缓蚀剂，去离子水为溶剂，

水性钢铁带锈转化防锈底漆的工艺为在高速分散机内加入全部去离子水，将转速调整到800转/分钟，加入壬基酚聚氧乙烯醚搅拌均匀，约5分钟后加入亚硝酸钠，继续搅拌5分钟。再加入马来酸和单宁酸，将转速调整至1200转/分钟，搅拌15分钟，使所有组分混合均匀。

其缺点是：

1.单宁酸和马来酸仅有对铁锈的转化作用，转化后无法成膜，配方中没有其它的成膜物质，使转化物没有附着力、封闭性、防腐蚀效果极差；

2.壬基酚聚氧乙烯醚有改善渗透作用，但在欧洲已经属于禁用的表面活性剂，有使生物遗传基因改变的风险；

3.亚硝酸钠也有致癌作用，应该限制使用。

水性带锈转化防锈底漆国外的研究开始在七十年代，国内也有近二十年的历史，尽管在铁锈转化方面很多技术人员做了一些工作，取得了一定进展，但一直无法解决和树脂配合的问题，所以在市场上推广不开。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高防锈功能，减少环境污染、能成膜的水性铁锈转化防锈底漆。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种水性铁锈转化防锈底漆，其特征在于，由以下重量百分比原料组成：单宁酸5-35、辅助转化剂2-15、成膜物40-55、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2-1.0、丙二醇1-10、磷酸三丁酯0.1---0.5、山梨酸钾0.2---0.5和去离子水0.5---8；

其生产工艺：

步骤1.将各种原料按重量百分配比用称量器具精确称量；

步骤2.在料桶中加入全部去离子水，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升温至60-80℃；

步骤3.加入丙二醇，开动高速分散机进行搅拌，转速调整到100-1500转/分钟保

持1-15分钟；

步骤4.加入磷酸三丁酯、山梨酸钾、单宁酸和辅助转化剂，并将转速调至1000--1500转/分钟，搅拌30--55分钟，冷却至20-30℃；

步骤5.加入偏氯乙烯改性丙烯酸树脂乳液，将转速调至500-1500转/分钟，搅拌10--20分钟以后出料；

所述的辅助转化剂为葡萄糖酸、乙醇酸、乳酸、马来酸、甲酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、戊二酸、琥珀酸、氢氟酸或磷酸的一种；所述的成膜物为偏氯乙烯改性丙烯酸树脂。

脂肪醇聚氧乙烯醚是环保型的表面活性剂，具有优良的乳化、分散、渗透性能。

丙二醇是含有多羟基结构的直链醇，具有良好的保湿能力，使转化剂在较厚的锈层表面能够保持较为持久的渗透性能，而使铁锈彻底转化。

单宁酸和辅助转化剂能够和铁锈发生化学反应生成单宁酸铁：

反应方程式：3C₁₄H₁₀O₉+2Fe₃O₄＝3Fe₂C₁₄H₄O₉+8H₂O

Fe₂C₁₄H₄O₉该物质为黑色，是铁锈与单宁酸发生上述反应所产生的一种新物质，反应时间为1-10分钟，乳液树脂的成膜时间为10-20分钟，因此该过程先将疏松的铁锈层转化成黑色的Fe₂C₁₄H₄O₉作为树脂成膜的填料，待乳液树脂成膜固化后，共同形成致密牢固的漆膜，达到了将空气和水与基体彻底隔绝的目的，阻止了锈蚀的发生。

偏氯乙烯改性的丙烯酸乳液本身的PH值较低，且与转化剂都有很好的配伍性。本发明彻底突破了以前的技术只能对铁锈化学转化，但转化膜附着力不好，封闭性差，抗水及各种介质的能力低下的技术瓶颈，偏氯乙烯改性的丙烯酸乳液具有极规则的分子排列，成膜以后的抗水性及封闭性较好，与转化剂配合可以实现完美的性能，具有极强的生命力。

本发明使用水性铁锈转化防锈底漆可以把除锈及涂装溶剂型铁红或红丹防锈底漆的两道工序合二为一，既有成本优势，又有环保性能，且比传统的溶剂型涂料有更好的防锈功能，保守估计，仅替代溶剂型防锈底漆一项，就可以使每年向大气中排放的溶剂减少上百万吨。

本发明的优点是：

1.可直接在有锈的钢铁表面涂装，且涂装方式不受限制，刷、辊、浸、喷均可，对锈层的转化非常彻底；

2.转化膜附着力极好，柔韧性好，适合各种形状工件；

3.转化膜有非常好的抗性，且与各种面涂的配伍性良好；

4.能满足钢结构表面即要防腐又有一定防火能力的要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

本实施例所用的生产设备：

电子称：量程500kg  精度10g

电子称：量程10kg  精度0.1g

高速分散机0---1600转无级变速15kw功率

316不锈钢料桶1500立方米容积

这些生产设备均为外购

实施例1：

配方：

其产品生产工艺流程：

原料→计量→润湿→保湿→转化剂→成膜物→消泡→防腐→计量→包装步骤为：

步骤1.将各种原料按配方重量比用称量器具精确称量；

步骤2.在料桶中加入去离子水，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，同时升温至65℃；

步骤3.再加入丙二醇，开动高速分散机转速调整到500转/分钟保持10分钟；

步骤4.加入磷酸三丁酯、山梨酸钾、单宁酸、磷酸，并将转速调至1200转/分钟，搅拌50分钟，再冷却到22℃。

步骤5.加入偏氯乙烯改性丙烯酸树脂乳液，将转速调至800转/分钟，搅拌15分钟以后出料。

本发明与传统性能对比表：

本发明主要使用在已经产生锈蚀的钢铁表面，一般常见的钢件是热轧及冷轧件，热轧件表面有一层蓝灰色的氧化皮，具有一定的防腐能力，但在短时间内就会因为基材生锈而使氧化皮浮起，本产品对氧化皮也有较好的转化效果。冷轧板表面一般有一层防锈油，需要先用脱脂剂将防锈油彻底除去，再使用本品就有较好的效果。其它的铸铁件因为表面存在空隙及微裂纹等，较钢件等更容易生锈，且浮锈等更严重，尽管产品设计时已最大限度考虑对铁锈转化的彻底性，但为降低底漆的材料成本，建议对浮锈、浮氧化皮或较厚的锈层用钢丝刷去除掉。本品可以直接使用，一般不建议兑水。

Claims (1)

1.一种水性铁锈转化防锈底漆，其特征在于，由以下重量百分比原料组成：单宁酸5-35、辅助转化剂2-15、成膜物40-55、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2-1.0、丙二醇1-10、磷酸三丁酯0.1---0.5、山梨酸钾0.2---0.5和去离子水0.5---8；

其生产工艺：

步骤1.将各种原料按重量百分配比用称量器具精确称量；

步骤2.在料桶中加入全部去离子水，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升温至60-80℃；

步骤3.加入丙二醇，开动高速分散机进行搅拌，转速调整到100-1500转/分钟保持1-15分钟；

步骤4.加入磷酸三丁酯、山梨酸钾、单宁酸和辅助转化剂，并将转速调至1000--1500转/分钟，搅拌30--55分钟，冷却至20-30℃；

步骤5.加入偏氯乙烯改性丙烯酸树脂乳液，将转速调至500-1500转/分钟，搅拌10--20分钟以后出料；

所述的辅助转化剂为葡萄糖酸、乙醇酸、乳酸、马来酸、甲酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、戊二酸、琥珀酸、氢氟酸或磷酸中的一种；

所述的成膜物为上海源禾化工生产的Permax803偏氯乙烯改性丙烯酸树脂。