CN102533018B - 一种防锈涂料乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防锈涂料乳液，主要由转化剂、转化促进剂、水、成膜助剂、冻融稳定剂、乙丙乳液、增稠剂、消泡剂和防腐剂组成，还提供了一种本发明的制备方法。本发明防锈涂料乳液具有成膜温度低、贮存稳定性和涂膜性能好、涂膜耐水性高等特点，完全满足船舶制造工业、石油工业、机械工业、建筑行业及其他需要钢铁防锈保护的各个行业的防锈保护要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于钢铁构件的防锈涂料乳液及其制备方法。
背景技术
为了保护钢铁构件不生锈，常采用涂料的方法。以往在使用涂料之前，必须对基材彻底除锈，除锈工作的劳动强度很大，并且对大型和结构复杂的钢铁构件来说，全面彻底除锈几乎是不可能的。
目前已经有了带锈涂料，它使用前无需彻底除锈，可以直接在钢铁构件的锈面上，同样能收到防锈的效果。特开昭57-18766和GB2160877号专利中叙述了一种由乳液、成膜助剂、转化剂、转化促进剂、冻融稳定剂、消泡剂、增粘剂和水等组成的抗腐蚀涂料，这是目前较好的一类防锈涂料乳液。但是也还有成膜温度高、贮存稳定性差的缺点。
发明内容
本发明的目的，就是针对上述问题而提供一种防锈涂料乳液，更确切说，提供一种成膜温度低，贮藏稳定性好，不含磷酸的转化型防锈涂料乳液。
本发明的另外一个目的在于提供一种制备本发明防锈涂料乳液的方法。
本发明为达目的所采用的技术方案是：
本发明的一种防锈涂料乳液，以重量百分含量计，该防锈涂料乳液的组成成分为：
所述乙丙乳液为乙酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液；
所述转化剂选自丹宁酸或没食子酸；
所述转化促进剂为邻苯二酚或三酚；
所述增稠剂选自羟甲基纤维素、精致琼脂、海藻酸盐或聚丙烯酸盐；
所述成膜助剂选自乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；
所述冻融稳定剂选自乙二醇、1，2-丙二醇或己二醇；
所述消泡剂选自磷酸三丁酯或水性硅油；
所述防腐剂选自苯甲酸钠或亚硝酸钠。
上述本发明的原料均由市场采购而得。
本发明采用分布聚合法合成具有层状结构粒子的乙丙乳液，所谓层状结构乳液，就是由两种以上组分不同的聚合物，呈不均相存在于同一粒子之中，以一种聚合物为核心，另一种聚合物也包在核心外层，所以，也称核壳结构乳液。用这种乳液制备的涂料，具有如下优点：其一，使硬质聚合物处于中心，软质聚合物包在外面，这样有利于粒子融着，有利于对被涂物的表面粘接或附着。而且成膜温度低，成膜后，可同时获得硬度高，综合性能好的涂膜；其二，使不易分散的亲水性差的聚合物居于中心，亲水性能强的聚合物包在外围，可提高乳液的分散稳定性。成膜后，又呈现出疏水性，因此可提高涂膜的耐水性。
本发明还提供了一种防锈涂料乳液的制备方法，包括以下步骤：
将转化剂、转化促进剂、水、成膜助剂和冻融稳定剂混合，加热至50℃，搅拌1小时后，以恒定速度添加至乙丙乳液中，然后再依次加入增稠剂、消泡剂、防腐剂，搅拌均匀后即得到所述防锈涂料乳液。
上述的一种防锈涂料乳液的制备方法，其中，所述恒定速度为每分钟100～120毫升。
上述的一种防锈涂料乳液的制备方法，其中，所述依次加入增稠剂、消泡剂、防腐剂的添加间隔为1～1.5小时，且添加时的搅拌转速为450～500转/分钟。
上述的一种防锈涂料乳液的制备方法，其中，所述乙丙乳液为乙酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液，其制备方法如下：
A、将定量去离子水、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、碳酸氢钠和阴离子表面活性剂加入到反应釜中，升温至70℃，再加入定量过硫酸铵和亚硫酸氢钠，保温搅拌80分钟、转速控制在660～680转/分钟后得到混合乳液；
B、将定量丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸混合均匀，作为预混合组分备用；
C、在步骤A中的反应釜中，以第一恒定速度滴加预混合组分，滴加1小时后，缓慢降温直至45～55℃，并控制温度在50～60℃，继续以第二恒定速度每分钟100～120毫升的速度滴加预混合组分，直至滴完，再升温至80℃，并控制温度在80～85℃保温反应5小时，再降温到室温，制备得到乙丙乳液。
上述乙丙乳液的制备方法中，所述乙丙乳液的乳胶胶束粒径分布在60～150纳米，从粒径分布分析，乳胶粒径呈现双峰分布，其中，乳胶胶束粒径为80纳米的占总量20～30％，且在60～100纳米区间呈现正态分布；乳胶胶束粒径为130纳米的占总量50～60％，且在110～150纳米区间呈现正态分布。
上述乙丙乳液的制备方法中，步骤A中所述去离子水为240重量份、乙酸乙烯酯为35重量份、丙烯酸丁酯为85重量份、碳酸氢钠为1重量份、阴离子表面活性剂为2.2重量份、过硫酸铵为0.17重量份以及亚硫酸氢钠为0.2重量份；步骤B中所述丙烯酸丁酯为108重量份、乙酸乙烯酯为20重量份、丙烯酸为12重量份。
上述乙丙乳液的制备方法中，步骤A中所述反应釜的搅拌浆为开启弯叶式，叶片数为5叶，其直径与反应釜直径之比为0.78，其叶片直径与叶片高度之比为4.6。
上述乙丙乳液的制备方法中，步骤A中所述去离子水电导率控制在0.1μs/cm～0.5μs/cm。
上述乙丙乳液的制备方法中，步骤C中所述第一恒定速度为每分钟20-30毫升，所述第二恒定速度为每分钟100-120毫升。
由于采用了上述技术方案，本发明防锈涂料乳液具有成膜温度低、贮存稳定性和涂膜性能好、涂膜耐水性高等特点，完全满足船舶制造工业、石油工业、机械工业、建筑行业及其他需要钢铁防锈保护的各个行业的防锈保护要求。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行一步阐述，但不应以任何方式限制本发明。
实施例1
乙丙(乙酸乙烯酯-丙烯酸酯)乳液的制备：把240份(按重量，下同)去离子水、1.0份碳酸氢钠和2.2份阴离子表面活性剂加入反应器中，再将第一步单体即85份丙烯酸丁酯和35份乙酸乙烯酯分散于上述水溶液中，升温至70℃，加入引发剂即0.17份过硫酸铵和0.20份亚硫酸氢钠，保温搅拌80分钟后得到混合乳液；然后以每分钟20～30毫升的速度滴加第二步单体，即108份的丙烯酸丁酯、20份的乙酸乙烯酯和12份丙烯酸合均匀后的混合液，滴加1小时后，缓慢降温直至45～55℃，并控制温度在50～60℃，继续以每分钟100～120毫升的速度滴加组分1，直至滴完。再升温至80℃，并控制温度在80～85℃保温反应5小时，再降温到室温。
防锈涂料乳液的制备：把5.0份的转化剂(丹宁酸)、2.0份的转化促进剂(苯三酚)、10.0份的水、2.0份的成膜助剂(乙二醇丁醚)和2.2份冻融稳定剂(乙二醇)混合在一起，加热至50℃搅拌1小时后，以每分钟100毫升的速度加入到70.2份的乙丙乳液之中，维持温度50～60℃，全部加完后，再加入0.8份的消泡剂(磷酸三丁酯)，搅拌1小时，再加入7.0份增稠剂(14.2％的聚丙烯酸钠水溶液)，搅拌1小时，再加入0.8份的防腐剂(5％的苯甲酸钠)，搅拌1小时，即得到所述水性带锈涂料。
该实施例制备得到的防锈涂料乳液，其各项性能如下：乳白色水性分散体，不分层，无沉淀，无结皮，搅拌后呈均匀状态；粘度：200±50mpa.s；pH值：8±1。
实施例2
乙丙乳液的制备同实施例1。
防锈涂料乳液的制备：把8.0份的转化剂(没食子酸)、2.0份的转化促进剂(苯三酚)、13.0份的水、3.0份的成膜助剂(乙二醇乙醚)和2.5份冻融稳定剂(乙二醇)混合在一起，加热至50℃搅拌1小时后，以每分钟100毫升的速度加入到65.0份的乙丙乳液之中，维持温度50～60℃，全部加完后，再加入0.5份的消泡剂(磷酸三丁酯)，搅拌1小时，再加入5.0份增稠剂(14.2％的聚丙烯酸钠水溶液)，搅拌1小时，再加入1.0份的防腐剂(5％的苯甲酸钠)，搅拌1小时，即得到所述水性带锈涂料。
该实施例制备得到的防锈涂料乳液，其各项性能如下：乳白色水性分散体，不分层，无沉淀，无结皮，搅拌后呈均匀状态；粘度：180±50mpa.s；pH值：8±1。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (6)
1.一种防锈涂料乳液的制备方法，该防锈涂料乳液以重量百分含量计，组成成分为：
所述乙丙乳液为乙酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液；
所述转化剂选自丹宁酸或没食子酸；
所述转化促进剂为邻苯二酚或三酚；
所述增稠剂选自羟甲基纤维素、精致琼脂、海藻酸盐或聚丙烯酸盐；
所述成膜助剂选自乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；
所述冻融稳定剂选自乙二醇、1，2-丙二醇或己二醇；
所述消泡剂选自磷酸三丁酯或水性硅油；
所述防腐剂选自苯甲酸钠或亚硝酸钠，
所述防锈涂料乳液的制备方法，包括以下步骤：
将转化剂、转化促进剂、水、成膜助剂和冻融稳定剂混合，加热至50℃，搅拌1小时后，以恒定速度添加至乙丙乳液中，然后再依次加入增稠剂、消泡剂、防腐剂，搅拌均匀后即得到所述防锈涂料乳液，
其中乙丙乳液制备方法如下：
A、将定量去离子水、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、碳酸氢钠和阴离子表面活性剂加入到反应釜中，升温至70℃，再加入定量过硫酸铵和亚硫酸氢钠，保温搅拌80分钟、转速控制在660～680转/分钟后得到混合乳液；
B、将定量丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸混合均匀，作为预混合组分备用；
C、在步骤A中的反应釜中，以第一恒定速度滴加预混合组分，滴加1小时后，缓慢降温直至45～55℃，并控制温度在50～60℃，继续以第二恒定速度每分钟100～120毫升的速度滴加预混合组分，直至滴完，再升温至80℃，并控制温度在80～85℃保温反应5小时，再降温到室温，制备得到乙丙乳液。
2.如权利要求1所述的一种防锈涂料乳液，其特征在于，所述乙丙乳液的乳胶胶束粒径分布在60～150纳米，从粒径分布分析，乳胶粒径呈现双峰分布，其中，乳胶胶束粒径为80纳米的占总量20～30%，且在60～100纳米区间呈现正态分布；乳胶胶束粒径为130纳米的占总量50～60%，且在110～150纳米区间呈现正态分布。
3.如权利要求1所述的一种防锈涂料乳液，其特征在于，步骤A中所述去离子水为240重量份、乙酸乙烯酯为35重量份、丙烯酸丁酯为85重量份、碳酸氢钠为1重量份、阴离子表面活性剂为2.2重量份、过硫酸铵为0.17重量份以及亚硫酸氢钠为0.2重量份；步骤B中所述丙烯酸丁酯为108重量份、乙酸乙烯酯为20重量份、丙烯酸为12重量份。
4.如权利要求1所述的一种防锈涂料乳液，其特征在于，步骤A中所述反应釜的搅拌浆为开启弯叶式，叶片数为5叶，其直径与反应釜直径之比为0.78，其叶片直径与叶片高度之比为4.6。
5.如权利要求1所述的一种防锈涂料乳液，其特征在于，步骤A中所述去离子水电导率控制在0.1μs/cm～0.5μs/cm。
6.如权利要求1所述的一种防锈涂料乳液，其特征在于，步骤C中所述第一恒定速度为每分钟20-30毫升，所述第二恒定速度为每分钟100-120毫升。
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