CN102321428B - 一种多功能钢铁防腐漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能钢铁防腐漆及其制备方法，其中多功能钢铁防腐漆由成膜剂I、成膜剂II、转化铁锈剂I、转化铁锈剂II、防锈剂、溶剂、增塑剂、稳定剂I、稳定剂II和催干剂构成。本发明防腐漆不含醇以外的有机溶剂和重金属化合物，应用时不需除锈，可直接涂刷在锈钢铁构件表面，把铁锈转化并形成坚韧的漆膜，起到除锈防锈和底漆的作用，使除锈防锈和涂刷底漆等多步工艺并作一步完成，无“三废”排放，省工省时，节能减排，降低成本，低碳环保。
Description
一、技术领域
本实用发明涉及的是钢铁防腐保护技术，属于新材料或精细化工领域。
二、背景技术
传统的钢铁防腐技术和工艺过程中，首要的一步就是除油除锈。这道工序不仅耗工时，成本高(占总成本40～50％)，更重要的是在除油除锈、酸洗磷化工艺中，有大量的腐蚀性废渣、废液和易燃废气排放，给环境带来严重污染和不安全因素。
钢铁的传统防腐蚀油漆，都是用有机溶剂作溶剂，防锈成分多是重金属的化合物(Pb、Cd、Cr等的氧化物、盐类以及配位化合物等)。无论是生产还是使用时，都会给劳动环境和自然环境带来严重的污染，消耗大量资源和能源。况且这些防腐涂料，使用前必须对钢铁结构除锈，功能单一。
三、发明内容
本发明旨在提供一种多功能钢铁防腐漆及其制备方法。本发明多功能钢铁防腐漆既可以转化铁锈和防锈，又可以省去在钢铁防腐过程中的酸洗、磷化和涂刷防锈底漆等工艺过程。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明多功能钢铁防腐漆的特点在于其原料按质量份数构成为：
成膜剂I：改性聚氨酯PEU树脂8-18份
成膜剂II：苯丙聚氨酯PEV树脂或环氧改性聚氨酯18R树脂3-8份
转化铁锈剂I：磷酸(H3PO4)13-26份
转化铁锈剂II：酸式三原磷酸铝(AlH2P3O10)3-5份
防锈剂：偏硼酸锌[Zn(BO2)2]1-3份和硅酸镁1-3份(简称防锈剂AZ)
溶剂：水(H2O)8-18份和乙醇(C2H5OH)30-60份
增塑剂：苯甲酸(RCO2H)0.5-1份
稳定剂I：甘油0.5-4份
稳定剂II：非离子表面活性剂OP-100.5-1份
催干剂(又称固化剂)：环己胺(HY)0.5-1份。
本发明多功能钢铁防腐漆的制备方法的特点在于按以下步骤操作：
a、将乙醇量的一半加入反应釜A中，维持温度45-55℃，依次加入PEU树脂和催干剂并搅拌均匀，45-55℃保温留釜备用；
b、将磷酸加入反应釜B中，依次加入酸式三聚磷酸铝、偏硼酸锌和硅酸镁，升温至80-90℃，搅拌溶解后缓慢加入成膜剂II，搅拌至溶解并混合均匀后不低于60℃保温备用；
c、常温下将水和余量的乙醇加入反应釜C中，依次加入苯甲酸、甘油和OP-10，待溶解混合均匀后备用；
d、将B釜物料和C釜物料依次加入反应釜A中，搅拌1-2小时，釜中液体为均相，即制成多功能钢铁防腐漆。
本发明多功能钢铁防腐漆，针对传统防腐工艺的弊病而研制，以水和乙醇为溶剂，多硅酸的铝、镁、锌盐作防锈剂，水溶性高分子树脂作成膜防护物质，不含醇以外的有机溶剂和重金属化合物。应用时不需除锈，可直接涂刷在锈钢铁构件表面，把铁锈转化并形成坚韧的漆膜，起到除锈防锈和底漆的作用，使除锈防锈和涂刷底漆等多步工艺并作一步完成，无“三废”排放，省工省时，节能减排，降低成本，低碳环保。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明用水和乙醇作溶剂，既节约资源又节能，同时环保。
2、本发明原料中不含有重金属铅、镉、铬、汞等重金属的化合物，生产和应用过程中无“三废”排放。
2、本发明以磷酸和铝、镁、锌的酸式三聚磷酸盐作铁锈的转化组分，不仅有较强的转化铁锈作用，转化铁锈后生成的复盐(杂多酸盐)，具有很强的防锈能力。
3、本发明原料中防锈剂AZ的主要成分是硼酸锌和硅酸镁，二者与铁锈转化后的复盐，形成杂多酸盐，提高了阳极电位，使作为阳极的铁的抗氧化(抗锈蚀)性能大大增强，而且溶于树脂中，能形成坚韧的漆膜。
4、本发明原料中PEU树脂、18R树脂和增塑剂苯甲酸可溶于水、乙醇和磷酸，主要作用是形成强度高、耐高温的漆膜。漆膜耐有机溶剂，有抗静电作用，耐高温，700±10℃条件2小时不起泡不起皮。
对以上诸性能兼而有之的环保多功能型产品，当前在国内外产品中，尚未见到。例如：具有代表性的有美国的RMS带锈防锈漆，国内的WX-618转化防锈底漆，ZY-5渗透性带锈漆，仅具有防锈作用，不具备本产品的性能特点，而且价格普遍较高。目前，国外的产品价格都有每吨16万元人民币收上，国内产品价格每吨7万元以上。
四、附图说明
图1和图2是本发明产品送经石油和化学工业专用涂料颜料质量检测中心检测的检测报告。
五、具体实施方式：
实施例1：
本实施例中多功能钢铁防腐漆的原料按质量份数构成为：
PEU树脂8份，18R树脂6份，磷酸13份，酸式三原磷酸铝4份，偏硼酸锌1份，硅酸镁2份，水8份，乙醇50份，苯甲酸0.5份，甘油2.5份，OP-100.5份，HY 0.7份。
本实施例中多功能钢铁防腐漆是按以下方法制备得到：
1、将乙醇量的一半加入反应釜A中，维持温度45-55℃，依次加入PEU树脂和催干剂并搅拌均匀，45-55℃保温备用。
2、将磷酸加入反应釜B中，依次加入酸式三聚磷酸铝、偏硼酸锌和硅酸镁，升温至80-90℃，搅拌溶解后缓慢加入18R树脂，搅拌至溶解并混合均匀后不低于60℃保温备用。
3、将水和余量的乙醇加入反应釜C中，依次加入苯甲酸、甘油和OP-10，待溶解混合均匀后备用。
4、将B釜物料和C釜物料依次加入反应釜A中，搅拌1-2小时，釜中液体为均相，即制成多功能钢铁防腐漆。
5、放料。产品用高密度聚乙烯塑料桶盛装，远离高温火源，放置在阴凉干燥处。
实施例2：
本实施例中多功能钢铁防腐漆的原料按质量份数构成为：
PEU树脂18份，PEV树脂3份，磷酸26份，酸式三原磷酸铝5份，偏硼酸锌2份，硅酸镁1份，水18份，乙醇30份，苯甲酸1份，甘油4份，OP-100.8份，HY 1份。
本实施例中多功能钢铁防腐漆的制备方法同实施例1。不同的是将18R树脂换为PEV树脂。
实施例3：
本实施例中多功能钢铁防腐漆的原料按质量份数构成为：
PEU树脂12份，18R树脂8份，磷酸20份，酸式三原磷酸铝3份，偏硼酸锌3份，硅酸镁3份，水12份，乙醇60份，苯甲酸0.7份，甘油0.5份，OP-101份，HY 0.5份。
本实施例中多功能钢铁防腐漆的制备方法同实施例1。
本发明使用的改性聚氨酯PEU树脂购自深圳市鑫科达实业有限公司，环氧改性聚氨酯18R树脂和苯丙聚氨酯PEV树脂购自深圳市鑫科达实业有限公司。
本发明制备的防腐漆于2009年3月25日送经石油和化学工业专用涂料颜料质量检测中心检测，检测结果请见图1和图2。
Claims (2)
1.一种多功能钢铁防腐漆，其特征在于其原料按质量份数构成为：
成膜剂Ⅰ：改性聚氨酯PEU树脂8-18份
成膜剂Ⅱ：苯丙聚氨酯PEV树脂或环氧改性聚氨酯18R树脂3-8份
转化铁锈剂Ⅰ：磷酸13-26份
转化铁锈剂Ⅱ：AlH2P3O10 3-5份
防锈剂：偏硼酸锌1-3份和硅酸镁1-3份
溶剂：水8-18份和乙醇30-60份
增塑剂：苯甲酸0.5-1份
稳定剂Ⅰ：甘油0.5-4份
稳定剂Ⅱ：非离子表面活性剂OP-10 0.5-1份
催干剂：环己胺0.5-1份；
所述多功能钢铁防腐漆是按以下方法制备得到的多功能钢铁防腐漆：
a、将乙醇量的一半加入反应釜A中，维持温度45-55℃，依次加入PEU树脂和催干剂并搅拌均匀，45-55℃保温留釜备用；
b、将磷酸加入反应釜B中，依次加入AlH2P3O10、偏硼酸锌和硅酸镁，升温至80-90℃，搅拌溶解后缓慢加入成膜剂Ⅱ，搅拌至溶解并混合均匀后不低于60℃保温备用；
c、常温下将水和余量的乙醇加入反应釜C中，依次加入苯甲酸、甘油和OP-10，待溶解混合均匀后备用；
d、将B釜物料和C釜物料依次加入反应釜A中，搅拌1-2小时，釜中液体为均相，即制成多功能钢铁防腐漆。
2.一种如权利要求1所述的多功能钢铁防腐漆的制备方法，其特征在于按以下步骤操作：
a、将乙醇量的一半加入反应釜A中，维持温度45-55℃，依次加入PEU树脂和催干剂并搅拌均匀，45-55℃保温留釜备用；
b、将磷酸加入反应釜B中，依次加入AlH2P3O10、偏硼酸锌和硅酸镁，升温至80-90℃，搅拌溶解后缓慢加入成膜剂Ⅱ，搅拌至溶解并混合均匀后不低于60℃保温备用；
c、常温下将水和余量的乙醇加入反应釜C中，依次加入苯甲酸、甘油和OP-10，待溶解混合均匀后备用；
d、将B釜物料和C釜物料依次加入反应釜A中，搅拌1-2小时，釜中液体为均相，即制成多功能钢铁防腐漆。
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