CN102702874A - 一种防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防腐涂料，按重量份包括下列原料：20-30份的氯醋树脂，10-20份的松香改性酚醛树脂5-10份的氯化石蜡，2-8份的硅烷偶联剂，6-20份的乙二醇乙醚醋酸酯，5-15份的氨基树脂，2-10份的填料。本发明的产品具有耐盐水性强、耐候性好、防腐性佳等优异性能。

Description

一种防腐涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种防腐涂料。

背景技术

防腐涂料，能在苛刻条件下使用，并具有长效防腐寿命，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。

金属腐蚀是金属表面和周围环境的介质发生化学或电化学反应慢慢由表及里，使金属受到破坏，丧失其原有性能的结果。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。因此如何防止金属锈蚀是亟待解决的一个问题。

人们研究出多种措施防止和抑制金属的锈蚀，其中涂料防锈是一种有效的方法。如CN 102372968公开了一种防腐涂料，它主要是由下列原料按照重量配比搅拌制成：52份丙烯酸树脂，16份乙二胺，5份硅烷偶联剂，14份乙二醇乙醚醋酸酯，10份醋酸纤维素，5份单宁酸，10份氨基树脂，4份滑石粉，20～25份聚四氟乙烯。本发明的产品具有耐盐水性强、防腐性佳等优异性能。CN102311687A公开了一种改性氯醋树脂重防腐涂料，所述涂料由成膜物质氯醋树脂和松香改性树脂、增塑剂氯化石蜡、填料、溶剂等按一定比例配制而成。本发明具有优异的性能价格比,同时在耐盐雾、水、稀酸和干湿交替性能较好；而且由于其干燥时间较快，所以施工方便,涂装不受季节限制，可低温干燥，无最长涂料时间间隔，重涂性能好

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种防腐涂料。本发明所提供的涂料具有耐盐水性强、耐候性好、防腐性佳等优异性能。

本发明所提供的防腐涂料，按重量份包括下列原料：20-30份的氯醋树脂，10-20份的松香改性酚醛树脂，5-10份的氯化石蜡，2-8份的硅烷偶联剂，6-20份的乙二醇乙醚醋酸酯，5-15份的氨基树脂，2-10份的填料。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，按重量份包括下列原料：25-30份的氯醋树脂，15-20份的松香改性酚醛树脂，5-8份的氯化石蜡，2-6份的硅烷偶联剂，10-20份的乙二醇乙醚醋酸酯，10-15份的氨基树脂，2-10份的填料。

所述氯醋树脂和松香改性酚醛树脂为成膜物质，氯化石蜡为增塑剂。

氯醋树脂是氯乙烯和醋酸乙烯的共聚物，由氯乙烯单体和醋酸乙烯在引发剂的作用下共聚而得，简称氯醋共聚物。由于氯化橡胶涂料储存性能较差，且氯化橡胶被限制生产，国内外积极寻找其替用品。其中较为理想的替用材料有氯醚（MP）树脂，高氯化聚乙烯（HCPE）树脂及氯醋（P(VC-VAc)）树脂。但是氯醚树脂价格较高，高氯化聚乙烯树脂属于硬树脂，脆性大，附着力差。因此本发明以氯醋树脂替代氯化橡胶。

氯醋树脂由于是氯乙烯和醋酸乙烯的反应产物，秉承了聚乙烯良好的耐候性、耐臭氧性、耐燃性、耐化学品性和较好的耐油性，但是耐水性能略差，根据氯醋树脂的这个特点，实验所选用的拼用树脂既要充分考虑氯醋树脂的缺点，又要尽量保留氯醋树脂的优点。因此采用量少而改性效果明显的树脂，或者采用几种树脂进行拼用，以其能达到最好的效果。

为了确定拼用的树脂，先拼用氯醋树脂用量的25%的选用树脂，制作清漆，通过测定漆膜的各项性能，再综合考虑性价比，确定改性树脂的具体配方。从实验结果可发现，拼用醇酸树脂、石油树脂、松香改性酚醛树脂均能够对耐水性能进行有效提高。但是对机械性能、耐腐蚀性能及性价比的提高综合考虑，选用松香改性酚醛树脂为拼用树脂，同时添加氯化石蜡作为增塑剂，改善成品的柔韧性及其他机械性能。在氯醋树脂中拼用松香改性酚醛树脂，对产品漆膜的耐腐蚀性能提高明显，克服了氯醋树脂涂料溶液粘度高、耐水性差的缺点。

松香改性酚醛树脂采用对-叔丁基苯酚与固体多聚甲醛在碱性催化剂存在下缩合生成可溶性酚醛树脂，再与松香加成反应后经多元醇酯化，经真空处理后制的不规则红棕色的透明固体树脂，脂溶性良好。

添加氯化石蜡作为增塑剂，用来改善成品的柔韧性及其他机械性能。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述的填料选自云母粉、云母氧化铁灰、沉淀硫酸钡或滑石粉中一种或两种以上的混合物，优选滑石粉。

本发明所提供的防腐涂料可以任选含有填充料。本发明的填充料没有具体限制，可以采用市售的各种适用于水性涂料的填充料，本发明的填料优选自云母粉、云母氧化铁灰、沉淀硫酸钡或滑石粉中一种或两种以上的混合物，进一步优选滑石粉。滑石具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述的涂料还含有20-55重量份的有机溶剂，优选含有35-50重量份的有机溶剂。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述的有机溶剂选自二甲苯或高沸点芳烃溶剂或其混合物。

溶剂对漆膜质量的影响却不容忽视。氯醋树脂可溶于芳烃、酯类、酮类、部分醇类溶剂、200#溶剂油等溶剂。综合考虑成本价格，确定使用芳烃溶剂。芳烃溶剂有苯类、甲苯和二甲苯类等，考虑环保和健康防护，苯类已不使用。甲苯沸点110.6℃，挥发过快，在夏季漆膜表干通常在10min以内，导致漆膜表面出现“针孔”、“橘皮”、“爆皮”等缺陷，影响涂层的防护性能。因此确定二甲苯为主要溶剂，但是挥发速度仍然过快，必须加入挥发速度较慢且溶解力强的溶剂，以其能适应不同的气候要求。

通过筛选确定高沸点芳烃溶剂S-100。此溶剂在漆膜干燥、溶剂挥发过程中都能保持溶解能力，使漆膜无橘皮并具有光泽，降低了涂料溶剂系统的挥发速度，且闪点较高，安全性能好，对人体和环境影响小，价格合适，是国内开发时间不长的新型溶剂。因此，确定高沸点芳烃溶剂S-100与二甲苯拼用作为混合溶剂。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述的涂料还含有5-20重量份的颜料，所述颜料优选防腐颜料，进一步优选铁红粉。

在防腐涂料、防锈涂料中常用的防锈颜料有红丹粉、铬酸盐颜料、铁红粉、云母氧化铁灰、铝粉等，但是红丹粉和铬酸盐防锈颜料虽然防锈性能良好，但是不符合环保要求而不宜采用。本发明采用铁红粉和云母氧化铁灰为主要防锈涂料，用正交试验程序设计配方，确定各类防腐蚀涂料的配方。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述涂料还包括分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂中的至少一种。加入不同的助剂可以使涂料的相应的性能得以改进。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述的分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。

粉料的分散、润湿原理，一是分散剂吸附于粉料颗粒，将凝聚的粉料颗粒湿润；二是高分子分散剂吸附在粉料颗粒表面，增加颜料和填充料粒子间的表面电荷，提高粒子间的静电斥力，并有效增加了粒子间的空间位阻，使液体中粉料颗粒稳定的分散成为可能。根据分子结构划分，分散剂一般分为两大类：无机分散剂和有机分散剂。无机分散剂中以聚磷酸盐类居多，如六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、多聚磷酸钠和焦磷酸四钾。其作用的机理是通过氢键和化学吸附，起静电斥力稳定作用。其优点是对无机颜料和填充料分散效果好，但随pH值和温度的升高，多聚磷酸盐容易水解，对长期储存稳定性不佳。有机分散剂包括聚丙烯酸盐类，聚苯乙烯/顺丁烯二酸盐类、聚异丁烯/顺丁烯二酸盐类等。他们的特点是，在粉料表面产生强吸附或锚固作用，具有较长的分子链以形成空间位阻，链端具有水溶性，有的还辅有静电斥力，达到稳定的结果。

有机分散剂因其分子量不同，表现会有所不同；低分子量型分散剂具有一个或多个空间上相接近的极性基团，它们吸附在颜料表面，以空间屏蔽作用来稳定粉料粒子，从而使粘度下降，这类分散剂主要用于无机颜料，因无机颜料是离子型结构，有较高的表面极性，分散剂易于吸附。而有机颜料因其表面含C、H、O基团，无离子活性，所以往往用高分子量的分散剂，有较多的黏附基团吸附在有机颜料的表面，它可以在有机颜料上形成持久的吸附层。但分散剂的分子量太大易絮凝。所以选择分散剂的类型时应根据颜料和填充料类型而选择。

本发明所采用的分散剂优选为聚羧酸钠型分散剂。根据分散剂在配方中对颜料和填充料的最佳润湿点及对乳胶漆体系稳定状态，确定其最佳用量。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述的消泡剂为疏水二氧化硅及矿物油的混合物。

涂料由生产、罐装、运输、施工至最后形成漆膜整个过程均有机械力，必然将大量的空气带入乳胶体系中，大量的泡沫会使生产操作困难，设备利用率不足，导致颜料和填充料分散不充分，甚至无法生产下去。大量的泡沫会给施工时带来更严重的后果是给涂膜留下许多缺陷，如缩孔，针孔、火山口等漆膜弊病。一支有效的消泡剂在涂料体系中作用相当重要。

泡沫可理解为一个相当大量的不溶性气体分散在少量液体中的分散体，是需要在机械力的作用下才能形成。泡沫在本质上是不稳定的，有时由于液体本身热运动的作用足以使它破灭。一般认为消泡机理可分为以下四个过程：1、消泡剂吸附到泡沫的表面；2、消泡剂渗透到泡沫的表面；3、消泡剂在泡沫表面上扩散，并吸附表面活性剂；4、泡沫张力不平衡-破泡。

由消泡机理可知，消泡剂是低表面张力的液体，一般应具有以下特性：1、消泡剂的表面张力要小于需消泡液体自身的表面张力；2、在需要消泡的液体中的溶解度要尽量小；3、要有良好的分散性。4、不能与所要消泡的液体起反应，不能影响涂料中颜料的内聚力及乳液的稳定性。5、要有较强的扩散力。6、不能影响成品乳胶漆的性能。7、不能有不良气味。

本发明所采用的消泡剂优选为疏水二氧化硅及矿物油的混合物。消泡剂的用量可根据本领域技术人员的常识进行添加。

作为优选技术方案，本发明所提供的防腐涂料，所述的增稠剂为水溶性纤维素衍生物和疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液复配。

涂料与粘度密切相关。它有一个非常重要的特性就是触变性。触变性的特征在于静止时有某种很弱的网状结构形成，如聚合物间的氢键形成物理交联；以颜料粒子为桥由其极性吸附形成聚合物之间的“交联”都表现为增稠。粘度与剪切力则表现为触变性，施加了剪切力后粘度下降，即网状结构被破坏；一旦撤去剪切力，网状结构逐步恢复，粘度又上升。它是一个与时间和剪切力相关的假塑性现象。涂料理想的状态即是贮存时，有较高的粘度以更好地稳定整个体系；涂料施工时，需要较低的粘度以获得较好的施工流平性。这种触变性是需要依靠一个理想的流变增稠体系才能达到的，它可以很好地平衡这一静一动的粘度变化，即有较好的触变性。

根据其作用机理，可分为纤维素类、聚丙烯酸类和非离子缔合型聚氨酯增稠剂和无机增稠剂四大类。

纤维素类增稠剂有甲基纤维素、羧甲基纤维素（MC）、羟乙基纤维素（HEC）、羟丙基甲基纤维素（MHPC）等，其中最常用的是羟乙基纤维素（HEC）。纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。这类增稠剂的优点是增稠效率高，缺点是流平性差。

聚丙烯酸增稠剂基本上可分为两种：一种是水溶性的丙烯酸盐的均聚物，其增稠机理是，遇碱中和后，羧酸根离子转变成羧酸盐。羧酸盐的形成导致内部分子排斥，并使聚合物延伸，沿着聚合物链，水分子被吸附，增加水相的黏度；另一种是丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠剂，其增稠机理为，缔合型增稠的亲水链与水缔合，而疏水端与粉料和乳胶粒子缔合，在水相中形成网状结构，从而增加体系的黏度。以上这两种增稠剂本身是酸性的，须用碱或氨水中和至pH8～9才能达到增稠效果，也称为丙烯酸碱溶胀增稠剂。这种增稠剂相对纤维素类增稠剂能赋予涂膜更好的流平性和光泽。

聚氨酯类增稠剂属于非离子型的缔合型增稠剂，这类增稠剂的分子结构中分别含亲水基团和疏水基团，使其呈现出一定的表面活性剂的性质。当它的水溶液浓度超过某一特定浓度时，形成胶束，胶束和聚合物粒子缔合形成网状结构，使体系黏度增加。另一方面一个分子带几个胶束，降低了水分子的迁移性，使水相黏度也提高。这类增稠剂不仅对涂料的流变性产生影响，而且与相邻的乳胶粒子间存在相互作用。这类增稠的优点是涂膜流平性佳、抗飞溅性好，缺点是单一使用容易引起乳胶分层。

无机增稠剂是一类吸水膨胀而形成触变性的凝胶矿物。主要有膨润土、凹凸棒土、硅酸铝等，其中膨润土最为常用。无机增稠剂膨润土是一种层状硅酸盐，吸水后膨胀形成絮状物质，具有良好的悬浮性和分散性，与适量的水结合成胶状体，在水中能释放出带电微粒，增大体系黏度。

通常两种或多种增稠剂混合使用，可补偿单一增稠剂使用的缺陷。所以在实际应用中，往往会采用两种或以上增稠剂搭配使用，以达到一个理想的流变状态

本发明所采用的增稠剂优选为水溶性纤维素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。更优选地，二者复配使用，增稠剂的用量可根据本领域技术人员的常识进行添加。

优选地，所述的流平剂为聚氨酯类。

流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。流平剂种类很多，不同涂料所用的流平剂种类也不尽相同。

涂料施工后，有一个流动及干燥成膜过程，然后逐步形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。涂膜能否达到平整光滑的特性，称为流平性。缩孔是涂料在流平与成膜过程中产生的特性缺陷之一。在实际施工过程中，由于流平性不好，刷涂时出现刷痕，滚涂时产生滚痕、喷涂时出现桔皮，在干燥过程中相伴出现缩孔、针孔、流挂等现象、都称之为流平性不良，这些现象的产生降低了涂料的装饰和保护功能。

影响涂料流平性的因素很多，溶剂的挥发梯度和溶解性能、涂料的表面张力、湿膜厚度和表面张力梯度、涂料的流变性、施工工艺和环境等，其中最重要的因素是涂料的表面张力、成膜过程中湿膜产生的表面张力梯度和湿膜表层的表面张力均匀化能力。改善涂料的流平性需要考虑调整配方和加入合适的助剂，使涂料具有合适的表面张力和降低表面张力梯度的能力。

本发明所采用的流平剂优选为聚氨酯类型的流平剂，流平剂的用量可根据本领域技术人员的常识进行添加。

可根据常规的制备涂料的方法制备本发明的涂料。

本发明所提供的涂料具有耐盐水性强、耐候性好、防腐性佳等优异性能。。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所有的聚合物分子量为数均分子量。

除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

实施例1

30份的氯醋树脂，20份的松香改性酚醛树脂，5份的氯化石蜡，2份的硅烷偶联剂，6份的乙二醇乙醚醋酸酯，15份的氨基树脂，2份的滑石粉。

实施例2

20份的氯醋树脂，10份的松香改性酚醛树脂，10份的氯化石蜡，8份的硅烷偶联剂，20份的乙二醇乙醚醋酸酯，5份的氨基树脂，10份的云母粉，5份铁红粉，35份二甲苯。

实施例3

25份的氯醋树脂，15份的松香改性酚醛树脂，8份的氯化石蜡，6份的硅烷偶联剂，10份的乙二醇乙醚醋酸酯，10份的氨基树脂，6份的滑石粉，55份高沸点芳烃溶剂，0.5份聚羧酸钠盐。

实施例4

23份的氯醋树脂，18份的松香改性酚醛树脂，,7份的氯化石蜡，6份的硅烷偶联剂，15份的乙二醇乙醚醋酸酯，12份的氨基树脂，7份的滑石粉，35份高沸点芳烃溶剂与二甲苯（1:1），0.5份聚羧酸钠盐，1份疏水二氧化硅，3份水溶性纤维素衍生物，0.1份聚氨酯流平剂RM2020。

实施例5

24份的氯醋树脂，16份的松香改性酚醛树脂，9份的氯化石蜡，3份的硅烷偶联剂，11份的乙二醇乙醚醋酸酯，9份的氨基树脂，7份的滑石粉，40份高沸点芳烃溶剂与二甲苯（0.5:1），1份聚羧酸钠盐，0.6份疏水二氧化硅，2份水溶性纤维素衍生物，0.2份聚氨酯流平剂RM2020。

通过常规的涂料制备方法按实施例1~5制备涂料。

通过上述方法所配制的涂料按照HG/T 2798-1996《氯化橡胶防腐涂料》的规定进行测试，所得结果见下表1。

表1涂料性能测试结果

结果表明本发明所研制的涂料性能已经达到或超过标准的要求。在实际应用中，氯醋涂料的施工性能、物理机械性能、防腐蚀性能都得到了验证。

申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。

Claims (10)

1.一种防腐涂料，其特征在于，按重量份包括下列原料：20-30份的氯醋树脂，10-20份的松香改性酚醛树脂，5-10份的氯化石蜡，2-8份的硅烷偶联剂，6-20份的乙二醇乙醚醋酸酯，5-15份的氨基树脂，2-10份的填料。

2.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于，按重量份包括下列原料：25-30份的氯醋树脂，15-20份的松香改性酚醛树脂，5-8份的氯化石蜡，2-6份的硅烷偶联剂，10-20份的乙二醇乙醚醋酸酯，10-15份的氨基树脂，2-10份的填料。

3.根据权利要求1或2所述的防腐涂料，其特征在于，所述的填料选自云母粉、云母氧化铁灰、沉淀硫酸钡或滑石粉中一种或两种以上的混合物，优选滑石粉。

4.根据权利要求1-3任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述的涂料还含有20-55重量份的有机溶剂，优选含有35-50重量份的有机溶剂。

5.根据权利要求4所述的防腐涂料，其特征在于，所述的有机溶剂选自二甲苯或高沸点芳烃溶剂或其混合物。

6.根据权利要求1-5任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述的涂料还含有5-20重量份的颜料，所述颜料优选防腐颜料，进一步优选铁红粉。

7.根据权利要求1-6任一项所述的防腐涂料，其特征在于，所述涂料还包括分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂中的至少一种。

8.据权利要求7所述的防腐涂料，其特征在于，所述的分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。

9.据权利要求7所述的防腐涂料，其特征在于，所述的消泡剂为疏水二氧化硅及矿物油的混合物。

10.据权利要求7所述的防腐涂料，其特征在于，所述的增稠剂为水溶性纤维素衍生物和疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液复配；

优选地，所述的流平剂为聚氨酯类。