CN102167946A - 一种水性防腐底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性防腐底漆及其制备方法，其组分及含量(重量百分比)是：35％水性丙烯酸树脂组合物：45％-60％，固化剂组合物：9％-30％，润湿剂：0.4％-0.8％，去离子水：15％-25％，胺类中和剂：余量。其中35％水性丙烯酸树脂组合物的组分及含量是：40％丙烯酸乳液：78.2-85.6％，水性环氧树脂：0.08-0.86％，水性聚氨酯树脂：0-1.7％，去离子水：14.3-19.4％；固化剂组合物的组分及含量是：水性交联剂：15％-25％，水性胺类固化剂：0.2％-1.0％，附着力促进剂：9-15％，助溶剂：15％-50％，去离子水：余量。该水性防腐底漆，选用了一种含有磷酸酯功能单体、丙烯酸酯、环氧等官能团的丙烯酸组合物，增加了与铝基材湿附着力，防腐效果突出，且涂料气泡少，无需添加消泡剂，涂料稳定性好，施工性能好。

Description

一种水性防腐底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料，特别涉及一种空调铝箔用丙烯酸防腐涂料。

背景技术

未经表面处理的铝箔耐腐蚀性差，虽然铝箔自身在空气中形成一层致密的氧化铝箔膜可以保护内层铝不受腐蚀，但当处于干湿循环、酸性、碱性、海洋性气候与工业气氛中，氧化膜容易发生反应而消失，内部金属铝则发生急剧的氧化或电蚀，会加快腐蚀，生成“白粉”，严重影响空调换热器的工作效率，缩短空调箔的使用寿命，而且易滋生细菌，产生异味、传播病菌，对人体健康不利。所以需要提高和改善空调器的性能，必须对翅片进行防腐处理。现在用在空调翅片的防腐涂料一般按照GB/T1771来测试，但随着对空调性能要求越来越高，对防腐的要求也就越高。现在提高空调翅片的防腐能力，一般使通过增加防腐涂料的厚度来实现，但这样同时也增加了空调器的成本，而且对铝材的附着力也不好，在翅片冲压过程中会出现粘膜等问题，施工性能不好。

随着空调朝向轻量化、小型化、高能效比的发展，目前用于铝箔厚度已降至0.1mm左右，翅片间距小于2mm，对翅片进行防腐处理的涂料防腐性能要求也就越来越高。

目前空调箔防腐涂料用基体有环氧树脂、丙烯酸乳液，主要存在以下问题：

1、防腐效果不突出：膜厚0.8μm，25℃条件下，在20％NaOH或10％HCl中浸泡5min后即发生明显腐蚀；

2、涂料气泡多，施工性能不好，需加消泡剂处理；

3、涂料稳定性不好，放置过程中粘度会随放置时间的延长而发生变化，或者出现沉降。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种丙烯酸体系的底漆，它具有涂膜低泡、性能稳定、涂抹防腐效果突出、对环境几乎无污染的特点。

本发明的技术方案是：提供一种空调箔上使用的水性防腐丙烯酸底漆，其组分与含量(重量百分比)如下：

35％水性丙烯酸树脂组合物：45％-60％；

固化剂组合物：9％-30％；

润湿剂：0.4％-0.8％；

去离子水：15％-25％；

胺类中和剂：余量。

其中，所述35％水性丙烯酸树脂组合物的组分及含量(重量百分比)是：40％丙烯酸乳液：78.2-85.6％，水性环氧树脂：0.08-0.86％，水性聚氨酯树脂：0-1.7％，去离子水：14.3-19.4％。

所述固化剂组合物的各组分及含量(重量百分比)是：水性交联剂：15％-25％，水性胺类固化剂：0.2％-1.0％，附着力促进剂：9-15％，助溶剂：15％-50％，去离子水：余量。

所述丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)为苯乙烯8-15％、丙烯酸丁酯12-20％、甲基丙烯酸甲酯0-2.5％、(甲基)丙烯酸羟乙酯6-8％、(甲基)丙烯酸0.3-0.7％、醋酸乙烯酯0-1.2％、磷酸酯功能单体1-8％、乳化剂1-5％、引发剂0.1-0.5％、PH调节剂0.6-1.0％、去离子水余量。

所述磷酸酯功能单体为烷基(芳基)磷酸酯、脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯、咪唑啉类磷酸酯、羟乙基磷酸酯表面活性剂、高分子聚磷酸酯、硅氧烷磷酸酯中的至少一种。

所述乳化剂包括烷基酚聚乙烯硫酸铵/钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙氧基羟丙磺酸钠中的至少两种。

所述水性胺类固化剂为改性酚醛胺类固化剂、改性脂环族胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、芳香胺类固化剂中的至少一种。

所述水性交联剂为氨基树脂或水性异氰酸酯。

所述助溶剂为醇类或醚类物质，具体为乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、正丁醇、异丁醇、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚中的一种或一种以上混合物。

所述附着力促进剂为有机硅类附着力促进剂或非硅类附着力促进剂。

所述胺类中和剂为乙醇胺、乙二胺、氨水中的一种。

上述水性防腐丙烯酸底漆的制备方法如下：

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速800-1200rpm搅拌10-20分钟；加入去离子水，继续搅拌25-40分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速800-1200rpm搅拌10-30分钟，加入去离子水，继续搅拌10-30分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速800-1200rpm搅拌30-60分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为7.5-9。

本发明方法制备的水性丙烯酸底漆，选用了一种含有磷酸酯功能单体、丙烯酸酯、环氧等官能团的丙烯酸组合物，增加了与铝基材湿附着力，防腐效果突出，膜厚0.8μm，25℃条件下，在20％NaOH或10％HCl中浸泡60min仍无腐蚀，且随着时间的延长，防腐优势越明显。

本发明所述水性防腐丙烯酸底漆，在丙烯酸乳业中添加了聚合型乳化剂，其涂料气泡少，无需添加消泡剂，涂料稳定性好，施工性能好。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

水性防腐丙烯酸底漆各组分及含量(重量百分比)如下：

以下实施例13-21是实施例1-12中35％水性丙烯酸树脂组合物的组分及配方。

实施例13

40％丙烯酸乳液    78.2％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯8％，丙烯酸丁酯16％，甲基丙烯酸甲酯1.5％，甲基丙烯酸羟乙酯6.2％，丙烯酸0.6％，烷基(芳基)磷酸酯1.9％，硅氧烷磷酸酯1.5％，烯丙氧基羟丙磺酸钠1.7％，十二烷基磺酸钠1.6％，过硫酸钾0.4％，乙醇胺0.6％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.7％

水性聚氨酯树脂  1.7％

去离子水        19.4％

实施例14

40％丙烯酸乳液  85.6％

丙烯酸乳液组分及含量(重量百分比)：苯乙烯12％，丙烯酸丁酯15％，甲基丙烯酸甲酯1.2％，丙烯酸羟乙酯6.4％，甲基丙烯酸0.3％，羟乙基磷酸酯表面活性剂2.8％，烷基酚聚氧乙烯硫酸铵/钠0.6％，烯丙氧基羟丙磺酸钠1.0％，过硫酸铵0.1％，乙醇胺0.6％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.08％

水性聚氨酯树脂  0.02％

去离子水        14.3％

实施例15

40％丙烯酸乳液  84％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯8.5％，丙烯酸丁酯20％，甲基丙烯酸甲酯0.8％，丙烯酸羟乙酯6％，甲基丙烯酸0.3％，烷基醇酰胺磷酸酯2.5％，烷基酚聚氧乙烯硫酸铵/钠0.2％，烯丙氧基羟丙磺酸钠0.8％，过硫酸铵0.1％，乙醇胺0.8％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.1％

去离子水        15.9％

实施例16

40％丙烯酸乳液    83％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯15％，丙烯酸丁酯12％，丙烯酸羟乙酯7.5％，丙烯酸0.5％，醋酸乙烯酯0.6％，脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯1.5％，十二烷基磺酸钠0.2％，壬基酚聚氧乙烯醚0.5％，烯丙氧基羟丙磺酸钠1.0％，过硫酸铵0.5％，乙醇胺0.7％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.2％

水性聚氨酯树脂  0.3％

去离子水        16.5％

实施例17

40％丙烯酸乳液  82％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯9.5％，丙烯酸丁酯13.5％，甲基丙烯酸羟乙酯8％，丙烯酸0.3％，醋酸乙烯酯1.2％，烷基醇酰胺磷酸酯1％，烷基酚聚氧乙烯硫酸铵/钠1.3％，十二烷基磺酸钠1.2％，烯丙氧基羟丙磺酸钠2.5％，过硫酸钾0.5％，乙醇胺1.0％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.4％

水性聚氨酯树脂  0.5％

去离子水        17.1％

实施例18

40％丙烯酸乳液  81％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯9.7％，丙烯酸丁酯13％，甲基丙烯酸甲酯0.6％，甲基丙烯酸羟乙酯6％，甲基丙烯酸0.7％，烷基(芳基)磷酸酯2％，脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯1％，咪唑啉类磷酸酯2％，高分子聚磷酸酯3％，十二烷基硫酸钠0.4％，壬基酚聚氧乙烯醚0.8％，过硫酸钾0.2％，乙醇胺0.6％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.6％

水性聚氨酯树脂  0.8％

去离子水        17.6％

实施例19

40％丙烯酸乳液  80％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯11.0％，丙烯酸丁酯12.5％，甲基丙烯酸甲酯2.5％，丙烯酸羟乙酯8％，丙烯酸0.7％，高分子聚磷酸酯2.0％，烷基酚聚氧乙烯硫酸铵/钠1.8％，壬基酚聚氧乙烯醚0.5％，过硫酸钾0.1％，乙醇胺0.9％，去离子水60％。

水性环氧树脂   0.8％

水性聚氨酯树脂 1.0％

去离子水       18.2％

制备方法如下：

实施例20

40％丙烯酸乳液 79％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯8％，丙烯酸丁酯18.5％，丙烯酸羟乙酯6％，丙烯酸0.5％，醋酸乙烯酯0.2％，烷基(芳基)磷酸酯1.0％，羟乙基磷酸酯表面活性剂1.8％，烷基酚聚氧乙烯硫酸铵/钠0.8％，烯丙氧基羟丙磺酸钠2.4％，过硫酸钾0.2％，乙醇胺0.6％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.5％

水性聚氨酯树脂  1.5％

去离子水        19％

实施例21

40％丙烯酸乳液  83.5％

丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)是：苯乙烯13.5％，丙烯酸丁酯14％，甲基丙烯酸羟乙酯7.5％，甲基丙烯酸0.5％，脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯1.0％，咪唑啉类磷酸酯1.2％，烷基酚聚氧乙烯硫酸铵/钠0.3％，十二烷基硫酸钠1.2％，过硫酸铵0.2％，乙醇胺0.6％，去离子水60％。

水性环氧树脂    0.86％

去离子水        15.64％

以下实施例22-27是实施例1-12中固化剂组合物的组分及配方(提供各组分的重量份数及所占总重量的百分比)。

实施例22

氨基树脂747            30(份)     20.3％

改性酚醛水性胺类固化剂 0.4(份)    0.3％

附着力促进剂                17(份)    11.5％

乙二醇丁醚                  70(份)    47.5％

去离子水                    30(份)    20.4％

实施例23

氨基树脂7173                9.8(份)   15％

改性脂环族水性胺类固化剂    2.7(份)   1％

附着力促进剂                39.8(份)  15％

二丙二醇单甲醚              119.3(份) 45％

去离子水                    63.7(份)  24％

实施例24

氨基树脂747                 66.3(份)  25％

聚酰水性胺类固化剂          0.53(份)  0.2％

附着力促进剂                23.9(份)  9％

乙二醇丁醚                  132.6(份) 50％

去离子水                    41.9(份)  15.8％

实施例25

异氰酸酯固化剂              63.6(份)  24％

芳香水性胺类固化剂          2.1(份)   0.8％

附着力促进剂                31.8(份)  12％

二丙二醇单甲醚              39.8(份)  15％

去离子水                 127.9(份)    48.2％

实施例26

氨基树脂747              36(份)       17.8％

改性脂环族水性胺类固化剂 1.0(份)      0.5％

附着力促进剂             20(份)       9.9％

乙二醇丁醚               80(份)       39.6％

去离子水                 65(份)       32.2％

实施例27

异氰酸酯固化剂           22(份)       22％

聚酰水性胺类固化剂       0.4(份)      0.4％

附着力促进剂             13.5(份)     13.5％

二丙二醇单甲醚           35(份)       35％

去离子水                 29.1(份)     29.1％

以上实施例22-27中附着力促进剂为有机硅类附着力促进剂或非硅类附着力促进剂。

以下实施例28-33为水性防腐底漆的制备方法。

实施例28

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速800rpm搅拌20分钟；加入去离子水，继续搅拌40分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速800rpm搅拌30分钟，加入去离子水，继续搅拌30分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速1200rpm搅拌30分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为8.5。

实施例29

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速1200rpm搅拌10分钟；加入去离子水，继续搅拌25分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速1000rpm搅拌20分钟，加入去离子水，继续搅拌20分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速1000rpm搅拌40分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为9。

实施例30

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速1000rpm搅拌15分钟；加入去离子水，继续搅拌30分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速1200rpm搅拌10分钟，加入去离子水，继续搅拌10分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速800rpm搅拌60分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为7.5。

实施例31

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速900rpm搅拌18分钟；加入去离子水，继续搅拌35分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速1100rpm搅拌15分钟，加入去离子水，继续搅拌15分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速900rpm搅拌50分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为8.0。

实施例32

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速1100rpm搅拌13分钟；加入去离子水，继续搅拌28分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速900rpm搅拌25分钟，加入去离子水，继续搅拌25分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速1100rpm搅拌50分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为9。

实施例33

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速1000rpm搅拌16分钟；加入去离子水，继续搅拌32分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速1000rpm搅拌22分钟，加入去离子水，继续搅拌17分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速1000rpm搅拌45分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为8.0。

Claims (10)

1.一种水性防腐底漆，其特征是，主要组分及含量(重量百分比)如下：

35％水性丙烯酸树脂组合物：45％-60％；

固化剂组合物：9％-30％；

润湿剂：0.4％-0.8％；

去离子水：15％-25％；

胺类中和剂：余量。

2.如权利要求1所述水性防腐底漆，其特征是，所述水性丙烯酸树脂组合物，其组分及含量(重量百分比)是：

40％丙烯酸乳液：78.2-85.6％，水性环氧树脂：0.08-0.86％，水性聚氨酯树脂：0-1.7％，去离子水：14.3-19.4％。

3.如权利要求1所述水性防腐底漆，其特征是，所述固化剂组合物，其组分及含量(重量百分比)是：

水性交联剂：15％-25％，水性胺类固化剂：0.2％-1.0％，附着力促进剂：9-15％，助溶剂：15％-50％，去离子水：余量。

4.如权利要求2所述水性防腐底漆，其特征是，所述丙烯酸乳液的组分及含量(重量百分比)为：苯乙烯8-15％、丙烯酸丁酯12-20％、甲基丙烯酸甲酯0-2.5％、(甲基)丙烯酸羟乙酯6-8％、(甲基)丙烯酸0.3-0.7％、醋酸乙烯酯0-1.2％、磷酸酯功能单体1-8％、乳化剂1-5％、引发剂0.1-0.5％、PH调节剂0.6-1.0％、去离子水余量。

5.如权利要求4所述水性防腐底漆，其特征是，所述磷酸酯功能性单体为烷基(芳基)磷酸酯、脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯、咪唑啉类磷酸酯、羟乙基磷酸酯表面活性剂、高分子聚磷酸酯、硅氧烷磷酸酯中的至少一种。

6.如权利要求4所述水性防腐底漆，其特征是，所述乳化剂包括烷基酚聚乙烯硫酸铵/钠，十二烷基磺酸钠，十二烷基硫酸钠，壬基酚聚氧乙烯醚、烯丙氧基羟丙磺酸钠中的至少两种。

7.如权利要求3所述水性防腐底漆，其特征是，所述水性胺类固化剂为改性酚醛胺类固化剂、改性脂环族胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、芳香胺类固化剂中的至少一种。

8.如权利要求3所述水性防腐底漆，其特征是，所述水性交联剂为氨基树脂或水性异氰酸酯。

9.如权利要求1所述水性防腐底漆，其特征是，所述胺类中和剂为乙醇胺、乙二胺、氨水中的一种。

10.一种水性防腐底漆的制备方法，其特征是，制备步骤如下：

a、将水性交联剂、水性胺类固化剂、附着力促进剂、助溶剂按照比例加入高速搅拌机内，以转速800-1200rpm搅拌10-20分钟；加入去离子水，继续搅拌25-40分钟制得固化剂混合溶液；

b、将40％丙烯酸乳液、水性环氧树脂、水性聚氨树脂按照比例加入带搅拌机的搅拌釜内，以转速800-1200rpm搅拌10-30分钟，加入去离子水，继续搅拌10-30分钟，制得水性丙烯酸树脂组合物；

c、将水性丙烯酸树脂组合物、固化剂组合物、润湿剂、去离子水按照比例加入高速分散机内，以转速800-1200rpm搅拌30-60分钟，制成水性丙烯酸防腐底漆混合溶液；

d、加入适量的胺类中和剂，调整PH值为7.5-9。