CN101704914B

CN101704914B - 一种水性带锈转锈聚合物乳液及其涂料和制备方法

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Publication number: CN101704914B
Application number: CN200910110468.5A
Authority: CN
Inventors: 黄河; 马道林; 张健; 聂端阳; 张丽; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: SHENZHEN HAIRUNDE LUBRICANT CO Ltd
Current assignee: Shenzhen hairunde Additive Co.
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2029-11-03
Also published as: CN101704914A

Abstract

本发明公开了一种水性带锈转锈聚合物乳液，由卤代烯烃单体、(甲基)丙烯酸及其酯类单体、烯属磷酸酯单体、络合剂、复合乳化剂、引发剂、去离子水组分在惰性气氛中，压力为0.08～0.12MPa和50～60℃温度下聚合反应制备而成；各组分的用量占所有聚合反应单体总重量的百分比计：75.0-95.0％的卤代烯烃单体；1.0-5.0％的烯属磷酸酯单体；5.0-10.0％的(甲基)丙烯酸及其酯类单体；0.05-0.5％的引发剂；2-4％的复合乳化剂；1.0-10.0％络合剂单体；100-120％的去离子水。用上述乳液配制的涂料具有附着力好、遮盖力强、稳定性好、耐酸性、耐碱性、耐盐雾腐蚀及寿命长等特点，在有牢固锈蚀层的金属材料表面不经除锈处理而直接涂刷。成膜过程中不会有挥发性有机化合物排放，是绿色环保防锈涂料。

Description

一种水性带锈转锈聚合物乳液及其涂料和制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属水性环保涂料，尤其涉及一种水性防锈涂料用聚合物的制备方法及水性环保防锈涂料制备。

背景技术

据统计，全世界每年因腐蚀而损失的金属约为金属年产量的20％以上，由此带来的经济损失约10000亿美元。我国每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4％，超过了火灾、风灾和地震造成的损失的总和。至少达二百亿元。金属腐蚀导致的损失如此严重，特别是钢铁的防腐蚀日益引起人们的关注，其中防止金属腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层。长期以来，钢铁表面的防锈涂料大多采用溶剂型防锈涂料。传统的溶剂型涂料不仅易燃，易爆，在贮存、运输、施工时存在诸多不安全因素；而且还含有许多有毒颜、填料，对环境造成了极大污染；此外，溶剂的价格昂贵，在成膜以后溶剂全部挥发到空气中，这不仅是一种能源的浪费，并且造成严重的环境污染问题。传统的防锈涂料不能在锈蚀的金属表面直接进行涂装，涂装前必须彻底除锈，然后进行磷化钝化处理。这是一项十分繁重的工作；不但劳动强度大，工作效率低，除锈成本也很高，同时锈尘严重地危害施工人员的身体健康。随着环保问题成为人们日益关注的焦点，世界各国相继制定了一系列环保法规、法律和准则，限制了含有机溶剂和重金属颜、填料的防锈涂料的应用，促使全球涂料业向低毒/无毒、对环境影响最小的方向发展。所以开发一种新型防锈涂料的工作迫在眉睫。

中国专利申请93107469.X公开了一种水性防锈涂料，以多元合成树脂共聚乳液为基质，含有无机酸性除锈剂，无机盐类防锈剂等。可直接涂覆带锈钢铁材料上，将铁锈转化为新型的保护层与防锈剂一起牢固附着在金属表面，使金属与外界的空气、水及腐蚀介质隔绝，从而达到防锈、除锈、防腐蚀的目的。

中国专利申请89104900.2公开了一种带锈涂料，它属于含有碳-碳不饱和键缩聚高分子成膜物质的涂料。鉴于目前的防锈涂料在施工前需要清除金属表面的铁锈，费工、费时，而且效果欠佳。本涂料之特征在于含有改性丙烯酸树脂乳液(固含量23％)45-55％，聚乙烯醇缩醛物溶液(浓度10％)7-15％、磷酸(浓度90％以上)8-14％、其余为富镁蒙脱土、钢厂红尘或黑尘等体质填料。

中国专利200410018597.9公开了一种水性带锈防锈涂料及其制备方法。该水性涂料组成包括滑石粉、氧化铁红、磷酸、CF-01非离子型润湿剂、P-19聚丙烯酸钠盐分散剂、三聚磷酸铝、自交联丙烯酸乳液、亚硝酸钠及水加至100％(重量)。其制备方法是按配比将上述P-19聚丙烯酸钠分散剂、CF-01非离子型润湿剂、滑石粉、氧化铁红、三聚磷酸铝、亚硝酸钠经高速搅拌器搅拌后，放入砂磨机砂磨，制得细度小于60μm的浆液，然后将自交联丙烯酸乳液和磷酸加入浆液中，充分搅匀，过滤后即得产品。

从以上发明可以发现，这些涂料均采用无机磷酸或者无机盐亚硝酸钠，磷酸和铁锈发生反应后的产物将会被雨水带入环境中造成水体的富营养化，而亚硝酸钠则是众所周知的一种致癌物；这些物质的使用对环境造成了潜在的危害。故上述技术将被逐步取代。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性带锈转锈聚合物乳液及其制备方法。

本发明进一步的目的是提供一种采用上述水性带锈转锈聚合物乳液制备的涂料。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：本发明首先将具有抑制闪锈发生的抑制剂含磷酸酯结构单元的丙烯酸酯单体和可和铁锈发生络合反应的络合剂单体与卤代烯烃单体及丙烯酸酯类单体等通过共聚的方法聚合到高分子的主链上，制备了一种带锈转锈聚合物乳液，其突出的特点是有效地避免了因为游离磷酸根离子对水体的影响，其次使用该技术制备的涂料有效地抑制了闪锈的产生，不会对环境造成潜在的危害。然后以该聚合物乳液为原料，添加颜料、填料、助剂等经高速分散、研磨制备而成水性带锈转锈涂料。该带锈转锈水性聚合物乳液具有在金属表面涂刷不会产生闪锈、在有牢固锈蚀层的金属基材表面可以和铁锈发生络合作用形成保护性涂层。

一种水性带锈转锈聚合物乳液，由卤代烯烃单体、(甲基)丙烯酸及其酯类单体、烯属磷酸酯单体、络合剂、复合乳化剂、引发剂、去离子水组分在惰性气氛中，压力为0.08～0.12MPa和50～60℃温度下聚合反应制备而成；各组分的用量占所有聚合反应单体总重量的百分比计：75.0-95.0％的卤代烯烃单体；1.0-5.0％的烯属磷酸酯单体；5.0-10.0％的(甲基)丙烯酸及其酯类单体；0.05-0.5％的引发剂；2-4％的复合乳化剂；1.0-10.0％络合剂单体；100-120％的去离子水。

所述的卤代烯烃单体选自氯乙烯或偏二氯乙烯中的一种或其混合物。

所述的烯属磷酸酯单体选自(甲基)丙烯酸-β-磷酸乙酯或丙烯酸-β-磷酸乙酯中的一种或其混合物。

所述的(甲基)丙烯酸及其酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯腈其中一种或其混合物。

所述的引发剂是选自过硫酸铵或过硫酸钠或过硫酸钾或特丁基过氧化氢或双氧水中的一种氧化剂与选自亚硫酸氢钠或甲醛合次硫酸氢钠中的一种还原剂复配的氧化还原体系，其中，按重量份计氧化剂1份，还原剂0.5～2份。

所述的复合乳化剂为阴离子型的乳化剂与非离子型的乳化剂复配型，所述的阴离子型的乳化剂选自十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯基氧化物二磺酸盐(Dowfax)中的一种或其混合物；所述的非离子型的乳化剂为烷基酚聚氧化乙烯基醚(如OP-10、OP-35)、聚-(氧代-1，2-乙二亚甲基)-α-壬基苯基-ω-羟基(NP-40)中的一种或其混合物；其所述的阴离子型乳化剂与非离子型乳化剂按重量的百分比计为2∶1。

所述的络合剂选自如下结构式中的一种或者其混合物；

式1 式2 式3 式4

式中：R＝OCOCH，OCOCCH₃，CH。

一种水性带锈转锈聚合物乳液的制备方法，包括如下步骤：

1)用6-10％的氧化剂制备成4％浓度的氧化剂水溶液备用；用12-15％的还原剂制备成6％浓度的还原剂水溶液备用；

2)在反应釜中，第一阶段加入去离子水总重量的40-50％、阴离子型的乳化剂总重量的28-30％、非离子型的乳化剂总重量的25-30％，用氮气置换抽真空后加入3-5％卤代烯烃单体、0.5-1.0％甲基丙烯酸及其酯类单体，控制搅拌速度为100rpm，搅拌5min后升温至45℃，加入第一步制备的氧化剂水溶液，15分钟后滴加入还原剂水溶液进行聚合，反应1-2h，釜内压力降为0.08～0.12MPa；

3)将剩余去离子水的20-25％，剩余卤代烯烃单体、甲基丙烯酸及其酯类单体、乳化剂、1-5％烯属磷酸酯单体、络合剂混合制备单体预乳化液备用；将剩余去离子水的10-12.5％和剩余氧化剂制备成氧化剂水溶液备用；将剩余去离子水和剩余还原剂制备成还原剂水溶液备用；

4)第二阶段连续匀速滴加单体预乳化液和氧化剂及还原剂的水溶液，保持釜内温度为55-60℃，反应6-8h，混合单体加完后，强化反应使釜压降至0.08-0.12MPa，真空脱除残留单体，最后经过熟化、过滤，包装。

本发明采用的是种子乳液聚合方法，即先制造核结构的乳液，然后再在核外面包裹一层壳结构的乳液，最后制备得到的是一种核壳结构的聚合物乳液。采用常规乳液聚合方法得到的乳液玻璃化温度较高，需要在较高温度或加入助成膜物质才能成膜，当需要较高温度时，限制了其使用的场合；当加入助成膜助剂时，这些低沸点的溶剂在成膜过程中挥发到空气中造成了能源的浪费和环境的污染。而采用本发明的方法制备的聚合物胶乳则具有较低的成膜温度。有效的解决了上述问题。

采用上述的水性带锈转锈聚合物乳液制备的水性带锈转锈涂料，按重量百分比计：去离子水10-45％，润湿剂(PE-100)1.0-3.0％，分散剂(SN-626)3.0-10.0％，碳黑颜料(C-611)1.0-4.0％，气相二氧化硅1.5-2.5％，杀菌剂(华科-981)0.1-0.2％，消泡剂(SP-811)0.1-0.5％，防锈颜料磷酸锌1-4％，填料绢云母1.0-3.0％，沉淀硫酸钡13.0-25.0％，成膜物质乳液30-65％，成膜助剂(Texanol)10-16.5％，聚氨酯流平剂(UH-530)0.2-0.5％，丙烯酸碱溶胀型增稠剂(621N)0.2-1.0％，增稠剂黄原胶0.1-0.3％，消泡剂(SP-811)0.1-0.3％。

上述一种水性带锈转锈涂料的制备方法，按上述的组分计量，它包括如下步骤：

1)开动搅拌，在400rpm的速度下，向釜中加入水，然后依次加入杀菌剂异噻唑酮，聚丙烯酸钠盐分散剂，润湿剂琥珀酯嵌段共聚物PE-100，有机硅消泡剂；

2)搅拌20分钟以后，将搅拌转速提高至1200rpm以上，然后依次加入碳黑，气相法二氧化硅，绢云母，沉淀硫酸钡，磷酸锌，高速搅拌分散30分钟，制备成粘稠状浆料备用；

3)将制备好的浆料装入篮式研磨机中，通冷却水，然后启动篮式研磨机，进行研磨，待细度达到45μm以下，即可；

4)将经过研磨的浆料置入分散设备的容器中，然后开启搅拌，搅拌速度大约为400-600rpm，加入水性带锈转锈聚合物乳液，然后依次加入消泡剂，十二醇酯成膜助剂，2.0％的黄原胶水溶液，丙烯酸碱溶胀型的增稠剂，聚氨酯流平剂调节粘度至80KU以上，过滤包装。

本发明的共聚单体中，基于三种单体的总重量，氯乙烯或偏二氯乙烯的重量百分比一般控制在75-95％，最好在85-95％。在此范围内偏氯乙烯胶乳可以在很长时间内保持稳定状态，并在干燥成膜时具有迅速结晶的能力。偏氯乙烯的组分过低，得到的共聚物几乎没有结晶性，阻隔性能差；偏氯乙烯的组分过高，在使用过程中，胶乳状的共聚物在较短的时间内完成结晶过程，不能很好的成膜。

在聚合反应中，以单体总重量计，(甲基)丙烯酸酯及其酯类单体的加入量为5.0-10.0％。若加入量低于5％或高于10％时，会影响树脂的玻璃化转变温度。

在聚合反应中，以单体总重量计，烯属磷酸酯单体的加入量为1.0-5.0％。若加入量低于1％则制备的乳液对铁锈的络合能力差，高于5％时会影响乳液的聚合稳定性。

本发明中所述的(甲基)丙烯酸酯带有少量的极性基团，选择这些单体的主要目的是提高与不同基材的溶湿性能和粘结性能，以及改变共聚物的不同玻璃化温度和使用性能。

本发明水性带锈转锈聚合物乳液制备过程中所述的引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、特丁基过氧化氢、双氧水中一种氧化剂；还原剂选自硫代硫酸钠、甲醛合次硫酸氢钠中的一种复配的氧化还原体系，氧化剂1份，还原剂0.5～2份。引发剂的加入量为0.05～0.5％(以单体总重量的计)。若加入量低于0.05％则单体转化不完全，游离单体含量高；反应后期会发生爆聚等现象；高于5.0％时，制备的乳液分子量分布宽，耐水性差。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本水性带锈转锈聚合物乳液以化学接枝的方法引入含磷酸酯官能的功能基团，该磷酸酯基团不但可以防止金属表面产生闪锈，而且可以和铁锈直接发生反应，提高了涂料与基材表面的附着力；

2)本发明涂料树脂干膜具有耐温变、内聚力强、附着力好、抗回粘、抗沾污、耐水性好、极好的耐候性和抗龟裂性等特点；

3)本发明制备的涂料其特征在于该水性带锈转锈涂料具有遮盖力强、稳定性好、可以在有牢固锈蚀层的材料表面直接涂刷，极大的减少了施工强度，保护了施工人员的身体健康；

4)本发明制备的涂料成膜过程中不会有挥发性有机化合物排放，同时具有优异的耐酸性、耐碱性、耐盐雾腐蚀等特点，是一种绿色环保型防锈涂料；

5)本发明的制备方法工艺简单、原料来源广泛，常压、低温操作、安全性好，且设备设资少，生产过程中无废弃物排放。

以下将结合实施例，对本发明进行较为详细的说明。

具体实施方式

实施例1，一种水性带锈转锈聚合物乳液的制备

制备方法：

1.将2g过硫酸铵用去离子水溶解后制备成4％浓度的氧化剂水溶液备用；将3g硫代硫酸钠用去离子水溶解后制备成6％浓度的还原剂水溶液备用；

2.在反应釜中，第一阶段加入28Kg去离子水、0.26Kg仲烷基苯磺酸钠、0.13Kg烷基酚聚氧化乙烯基醚OP-35，用氮气置换抽真空后加入1.35Kg偏二氯乙烯、0.10Kg甲基丙烯酸甲酯、0.06Kg丙烯酸混合单体，控制搅拌速度为100rpm，搅拌5min后升温至45℃，加入第一步制备的氧化剂水溶液，15分钟后滴加入还原剂水溶液进行聚合，反应1.5h，釜内压力降为0.08～0.12MPa。

3.将剩余去离子水15kg，剩余偏二氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸单体、仲烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧化乙烯基醚OP-35、1-5％烯属磷酸酯单体、络合剂3，4-二羟基-1-甲基丙烯酰氧基-4-磺酸基苯混合制备单体预乳化液备用；将7.5Kg水和剩余硫代硫酸钠制备成还原剂水溶液备用；

4.第二阶段连续匀速滴加单体预乳化液和氧化剂及还原剂的水溶液，保持釜内温度为55-60℃，反应6h，混合单体加完后，加快引发剂加入速度，强化反应使釜压降至0.08-0.12MPa，最后经过熟化，真空脱除残留单体、过滤，包装。

实施例2一种水性带锈转锈聚合物乳液的制备

制备方法：

1.将2g过硫酸钠用去离子水溶解后制备成4％浓度的氧化剂水溶液备用；将3g硫代硫酸钠用去离子水溶解后制备成6％浓度的还原剂水溶液备用；

2.在反应釜中，第一阶段加入28Kg去离子水、0.30Kg NP-40、0.15KgDowfax，用氮气置换抽真空后加入1.4Kg氯乙烯、0.03Kg甲基丙烯酸甲酯、0.02Kg甲基丙烯酸混合单体，控制搅拌速度为100rpm，搅拌5min后升温至45℃，加入第一步制备的氧化剂水溶液，15分钟后滴加入还原剂水溶液进行聚合，反应1-2h，聚合釜内压力为0.08-0.12MPa。

3.将剩余去离子水15kg，剩余氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、NP-40、Dowfax、1-5％丙烯酸-β-磷酸丙酯单体、络合剂3，4，5-三羟基-1-甲基丙烯酰氧基苯酚混合制备单体预乳化液备用；将7.5Kg水和剩余特丁基过氧化氢制备成氧化剂水溶液备用，将7.5Kg水和剩余甲醛合次硫酸氢钠制备成还原剂水溶液备用；

4.第二阶段连续匀速滴加单体预乳化液和氧化剂及还原剂的水溶液，保持釜内温度为55-60℃，反应6-8h，混合单体加完后，加快引发剂加入速度，强化反应使釜压降至0.08-0.12MPa，真空脱除残留单体，最后经过熟化、过滤，包装。

实施例3一种水性带锈转锈聚合物乳液的制备

制备方法：

1.将2g过硫酸钾用去离子水溶解后制备成4％浓度的氧化剂水溶液备用；将3g硫代硫酸钠用去离子水溶解后制备成6％浓度的还原剂水溶液备用；

2.在反应釜中，第一阶段加入28Kg去离子水、0.10Kg聚-(氧代-1，2-乙二亚甲基)-α-壬基苯基-ω-羟基(NP-40)、0.20Kg烷基二苯基氧化物二磺酸盐Dowfax，用氮气置换抽真空后加入1.3Kg偏二氯乙烯、0.02Kg丙烯酸丁酯和0.004Kg甲基丙烯酸混合单体，控制搅拌速度为100rpm，搅拌5min后升温至45℃，加入第一步制备的氧化剂水溶液，15分钟后滴加入还原剂水溶液进行聚合，反应1-2h，聚合釜内压力为0MPa。

3.将剩余去离子水15kg，剩余甲基丙烯酸、偏二氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乳化剂、丙烯酸-β-磷酸乙酯、络合剂3，4-二羟基-1-丙烯酰氧基-4-磷酸基苯混合制备单体预乳化液备用；将7.5Kg水和剩余过硫酸钾制备成氧化剂水溶液备用；将7.5Kg水和剩余硫代硫酸钠制备成还原剂水溶液备用；

4.第二阶段连续匀速滴加单体预乳化液和氧化剂及还原剂的水溶液，保持釜内温度为55-60℃，反应7h，混合单体加完后，加快引发剂加入速度，强化反应使釜压降至0.08-0.12MPa，真空脱除残留单体，最后经过熟化、过滤，包装。

实施例4一种水性带锈转锈聚合物乳液的制备

制备方法：

2.在反应釜中，第一阶段加入28Kg去离子水、0.10Kg聚-(氧代-1，2-乙二亚甲基)-α-壬基苯基-ω-羟基(NP-40)、0.20Kg烷基二苯基氧化物二磺酸盐Dowfax，用氮气置换抽真空后加入1.3Kg偏二氯乙烯、0.02Kg丙烯酸丁酯和0.004Kg甲基丙烯酸混合单体，控制搅拌速度为100rpm，搅拌5min后升温至45℃，加入第一步制备的氧化剂水溶液，15分钟后滴加入还原剂水溶液进行聚合，反应1h，聚合釜内压力为0MPa。

3.将剩余去离子水15kg，剩余甲基丙烯酸、偏二氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、乳化剂、丙烯酸-β-磷酸乙酯、络合剂3，4-二羟基-1-甲基丙烯酰氧基-5-磺酸基苯混合制备单体预乳化液备用；将7.5Kg水和剩余过硫酸钾制备成氧化剂水溶液备用；将7.5Kg水和剩余硫代硫酸钠制备成还原剂水溶液备用；

4.第二阶段连续匀速滴加单体预乳化液和氧化剂及还原剂的水溶液，保持釜内温度为55-60℃，反应8h，混合单体加完后，加快引发剂加入速度，强化反应使釜压降至0.08-0.12MPa，真空脱除残留单体，最后经过熟化、过滤，包装。

实施例5一种水性带锈转锈涂料制备

序号	原料名称	用量	备注
				1	去离子水	10-45％	自制
2	润湿剂PE-100	0.1-0.3％	深圳海川化工有限公司
				3	分散剂SN-626	0.3-0.8％	深圳海川化工有限公司
4	碳黑C-611	1.0-4.0％	上海湘新阻燃材料有限公司
				5	气相二氧化硅	1.5-2.5％	日本德山化工有限公司
6	杀菌剂华科-981	0.1-0.2％	陕西石化研究院精华研究所
				7	消泡剂AF-97	0.1-0.5％	意大利迈奇(MACRI)公司
8	磷酸锌	1-4％	工业级
				9	绢云母	1.0-3.0％	工业级
10	沉淀硫酸钡	13.0-25.0％	工业级
				11	水性带锈转锈聚合物乳液	30-65％	实施例1-4中任一一种
12	成膜助剂Texanol	1.5-4.0％	美国伊士曼化工
				13	聚氨酯流平剂UH-530	0.2-0.5％	圣诺普科有限公司
14	丙烯酸碱溶胀型增稠剂621N	0.2-1.0％	圣诺普科有限公司
				15	黄原胶	0.1-0.3％
16	消泡剂AF-97	0.1-0.3％	圣诺普科有限公司

制备方法，按上述的组分计量，它包括如下步骤：

1)开动搅拌，在400转/分的速度下，向分散釜中加入水，然后依次加入杀菌剂异噻唑酮(华科-981)，聚丙烯酸钠盐分散剂SN-636，润湿剂琥珀酯嵌段共聚物PE-100，有机硅消泡剂SP-811；

2)搅拌20分钟以后，将搅拌转速提高至1200转/分以上，然后依次加入碳黑，气相法二氧化硅，绢云母，沉淀硫酸钡，磷酸锌，高速搅拌分散30分钟，制备成粘稠状浆料备用；

3)将制备好的浆料装入篮式研磨机中，给夹套通冷却水，然后启动篮式研磨机，进行研磨，待细度达到45μm以下，即认为细度合格；

4)将经过研磨的浆料置入高速分散设备的容器中，然后开启搅拌，搅拌速度大约为400-600转每分，缓慢的加入水性带锈转锈聚合物乳液，然后依次加入消泡剂SP-811，十二醇酯成膜助剂，2.0％的黄原胶水溶液，丙烯酸碱溶胀型的增稠剂621N，聚氨酯流平剂UH-530调节粘度至80KU以上，过滤包装。

水性带锈转锈聚合物乳液及涂料性能指标检测：

表1水性带锈转锈聚合物乳液性能指标检测

检测项目	性能指标	检测方法
			外观	淡琥珀色乳状液体	目测
固含量(％)	50％	GB1725-79
			pH	2.0-3.0	PHS-3C精密pH计
表面张力，mN/m		GB/18396-2001
			粘度(25℃，3号转子，30转/分)	250～400cps	美国Brookfield粘度计
最低成膜温度，(℃)	＜5	GB/11175-20025.11

表2水性带锈转锈涂料性能指标检测

项目	单位	技术指标	检测方法
				容器内状态		无异物硬块机械杂质，易搅拌	目测
漆膜颜色及外观		黑色，平整，光滑	目测
				粘度	cp	≥400(25℃)	GB/T 11175
细度	微米	刮板法≤50	GB1724
				固体含量	％	≥36	GB1725
干燥时间	Min	表干≤30(25-35℃)烘干≤30(工件温度80℃)	GB1728
				硬度		摆杆硬度计≥0.4	GB1730
柔韧性	mm	≤1	GB1731
				冲击强度	Kg·cm	≥50	GB1732
附着力	级	划圈法≤1	GB1720
				光泽(60°)		20-80	GB9754
耐水性		40±1℃240h漆膜不起泡，不失色	GB1733
				耐柴油性		25±1℃0#柴油240h漆膜不起泡，不失色
耐机油性		25±1℃10#机油48h漆膜不起泡，不失色	GB1734
				耐酸性		25±1℃0.1N H2SO4240h漆膜不起泡，不失色
耐碱性		25±1℃0.1N NaOH 240h漆膜不起泡，不失色
				耐盐雾	h	≥1000(磷化板)	ASTM117-93
贮存稳定性		5-30℃贮存期为半年

Claims

1.一种水性带锈转锈聚合物乳液，由卤代烯烃单体、(甲基)丙烯酸及其酯类单体或丙烯腈、烯属磷酸酯单体、络合剂、复合乳化剂、引发剂、去离子水组分在惰性气氛中，压力为0.08～0.12MPa和50～60℃温度下聚合反应制备而成；各组分的用量占所有卤代烯烃单体、(甲基)丙烯酸及其酯类单体、烯属磷酸酯单体和络合剂单体总重量的百分比计：75.0-95.0％的卤代烯烃单体；1.0-5.0％的烯属磷酸酯单体；5.0-10.0％的(甲基)丙烯酸及其酯类单体；0.05-0.5％的引发剂；2-4％的复合乳化剂；1.0-10.0％络合剂单体；100-120％的去离子水；

所述的卤代烯烃单体选自氯乙烯或偏二氯乙烯中的一种或其混合物；

所述的络合剂选自如下结构式中的一种或者其混合物；

式中：R＝OCOCH，OCOCCH₃，CH；

所述的复合乳化剂为阴离子型的乳化剂与非离子型的乳化剂复配型，所述的阴离子型的乳化剂选自十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯基氧化物二磺酸盐中的一种或其混合物；所述的非离子型的乳化剂为烷基酚聚氧化乙烯基醚、壬基酚聚氧化乙烯基醚中的一种或其混合物；其所述的阴离子型乳化剂与非离子型乳化剂按重量的百分比计为2∶1；

并采用如下方法步骤制得：

1)用引发剂中的氧化剂的6-10％重量制备成4％浓度的氧化剂水溶液备用；用引发剂中的还原剂12-15％重量制备成6％浓度的还原剂水溶液备用；

2)制造核结构的乳液；即在反应釜中，第一阶段加入去离子水总重量的40-50％、阴离子型的乳化剂总重量的28-30％、非离子型的乳化剂总重量的25-30％，用氮气置换抽真空后加入3-5％卤代烯烃单体、0.5-1.0％甲基丙烯酸及其酯类单体，控制搅拌速度为100rpm，搅拌5min后升温至45℃，加入第一步制备的氧化剂水溶液，15分钟后滴加入还原剂水溶液进行聚合，反应1-2h，釜内压力降为0.08～0.12MPa；

4)制造壳结构的乳液；即在反应釜中，第二阶段连续匀速滴加单体预乳化液和氧化剂及还原剂的水溶液，保持釜内温度为55-60℃，反应6-8h，混合单体加完后，强化反应使釜压降至0.08-0.12MPa，最后经过熟化、真空脱除残留单体，过滤，包装。

2.根据权利要求1所述的水性带锈转锈聚合物乳液，其特征在于：所述的烯属磷酸酯单体选自甲基丙烯酸-β-磷酸乙酯或丙烯酸-β-磷酸乙酯中的一种或其混合物。

3.根据权利要求1所述的水性带锈转锈聚合物乳液，其特征在于：所述的(甲基)丙烯酸及其酯类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯其中一种或其混合物。

4.根据权利要求1所述的水性带锈转锈聚合物乳液，其特征在于：所述的引发剂是选自过硫酸铵或过硫酸钠或过硫酸钾或特丁基过氧化氢或双氧水中的一种氧化剂与选自硫代硫酸钠或甲醛合次硫酸氢钠中的一种还原剂复配的氧化还原体系，其中，按重量份计氧化剂1份，还原剂0.5～2份。

5.根据权利要求1所述的水性带锈转锈聚合物乳液的制备方法，包括如下步骤：

3)将剩余去离子水的20-25％，剩余卤代烯烃单体、甲基丙烯酸及其酯类单体、乳化剂、占所有单体的总重量为1-5％烯属磷酸酯单体、络合剂混合制备单体预乳化液备用；将剩余去离子水的10-12.5％和剩余氧化剂制备成氧化剂水溶液备用；将剩余去离子水和剩余还原剂制备成还原剂水溶液备用；

6.采用权利要求1所述的水性带锈转锈聚合物乳液制备的水性带锈转锈涂料，按重量百分比计：去离子水10-45％，润湿剂0.1-0.3％，分散剂0.3-0.8％，碳黑颜料1.0-4.0％，气相二氧化硅1.5-2.5％，杀菌剂0.1-0.2％，消泡剂0.1-0.5％，磷酸锌1-4％，绢云母1.0-3.0％，沉淀硫酸钡13.0-25.0％，水性带锈转锈聚合物乳液30-65％，成膜助剂1.5-4.0％，聚氨酯流平剂0.2-0.5％，丙烯酸碱溶胀型增稠剂0.2-1.0％，增稠剂黄原胶0.1-0.3％，消泡剂0.1-0.3％。

7.一种水性带锈转锈涂料的制备方法，按权利要求6所述的组分计量，它包括如下步骤：

4)将经过研磨的浆料置入分散设备的容器中，然后开启搅拌，搅拌速度为400-600rpm，加入水性带锈转锈聚合物乳液，然后依次加入消泡剂，十二醇酯成膜助剂，2.0％的黄原胶水溶液，丙烯酸碱溶胀型的增稠剂，聚氨酯流平剂调节粘度至80KU以上，过滤包装。