CN102796427A - 一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，所述防腐涂料由如下组分组成：水性改性丙烯酸乳液、着色颜料、防锈颜料、填料、成膜助剂、增稠防沉剂、软化水、防闪锈剂、辅助助剂。本发明的涂料具有优异的耐盐雾性能，耐盐雾可达1000h以上，耐候达200h以上，干燥迅速，且VOC含量很低，对环境无污染，对施工人员身体健康无害。本发明的涂料使用安全方便，既可以高压无气喷涂，也可以采用普通空气喷涂，单道涂装湿膜厚度可达200微米不流挂、不开裂，广泛适用于机车、集装箱、汽车、船舶、桥梁、铁塔、储罐、管道等钢结构的腐蚀保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性涂料，尤其涉及一种用于机车、集装箱、桥梁等钢结构腐蚀保护的水性高性能单组分底面合一防腐涂料。
背景技术
环保、健康、安全型绿色技术与绿色产品是当今世界发展的趋势，也是高效、合理利用有限的自然资源，保持经济可持续发展的要求。迄今为止，涂料领域的科学家们创造出了一系列全新的涂料和涂装技术体系，如粉末涂料、辐射固化涂料、水性涂料、高固体份涂料和无溶剂型涂料等。水性涂料以其不燃、无毒、无味，施工时不需要特殊的施工设备、不必加温固化、设备易清洗、不存在溶剂排放及处理问题，适用范围广、应用场合多、以及以廉价的水代替昂贵的有机溶剂等优点而受到人们的青睐。
与溶剂型涂料相比，水性涂料的配方复杂，通常包含有多种添加剂，而这些添加剂常常影响到涂膜的性能，导致涂膜的性能下降，尤其是耐水汽渗透性能与耐腐蚀性能，而作为防腐涂料，通常对其性能要求较高，因此水性防腐涂料的技术难度较大，过去一度是涂料界的禁区，发展比较缓慢，在较长时间内几乎没有大的突破。但国内外对水性防腐涂料的研究一直没有停止过，随着技术水平的提高和生态环境法规的制约，水性防腐涂料逐渐被人们所接受。
水性防腐涂料的研究关键是水性树脂的研究。经过近几十年的研究，目前已经成功研制出的水性树脂体系有水性醇酸、水性丙烯酸、水性环氧及环氧酯、水性聚氨酯、水性无机硅酸盐、水性氟树脂以及它们的改性树脂。水性单组分底面合一防腐涂料要求既要有良好的耐盐雾性，又要有良好的耐候性。目前市面上的单组份防腐涂料的主要材料大多是由水性醇酸、水性环氧酯以及水性丙烯酸树脂，但水性醇酸、水性环氧酯的耐盐雾一般只能达到240h左右，且耐候性普遍较差；而水性丙烯酸耐候性较好，但耐盐雾较差。对于铁路机车、集装箱等对耐盐雾和耐候性性能要求都很高的这些领域，目前还没有合适的水性单组分产品可以满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，每100重量份防腐涂料由如下重量份的组分组成：
水性改性丙烯酸乳液20～70份，着色颜料3～25份，防锈颜料4～15份，填料3～20份，成膜助剂1～10份，增稠防沉剂0.2～5份，软化水10～30份，防闪锈剂0.3～3份，辅助助剂0.5～6份，
所述辅助助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、中和剂中的至少一种。
优选的，所述每100重量份防腐涂料防腐涂料由如下重量份的组分组成：
水性改性丙烯酸乳液40～60份，着色颜料4～23份，防锈颜料4～8份，填料3～15份，成膜助剂2～4份，增稠防沉剂0.2～1份，软化水10～20份，防闪锈剂0.3～1份，辅助助剂1.5～2.5份。
优选的，水性改性丙烯酸乳液的固含量为40～65wt%。
优选的，着色颜料为钛白粉、氧化铁红、碳黑、氧化铁黑中的至少一种，且着色颜料中的水溶性物质含量＜0.5wt%。着色颜料中的水溶性物质高于0.5wt%，易导致涂料涂层起泡，降低防腐蚀性能。
优选的，防锈颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝中的至少一种，且防锈颜料中的水溶性物质含量＜0.5wt%。防锈颜料中的水溶性物质高于0.5wt%，易导致涂料涂层起泡，降低防腐蚀性能。
优选的，填料为滑石粉、云母粉、天然重晶石粉、方解石、轻质碳酸钙、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡中的至少一种，且填料中的水溶性物质含量＜0.5wt%。填料中的水溶性物质高于0.5wt%，易导致涂料涂层起泡，降低防腐蚀性能。
优选的，成膜助剂为乙二醇单丁醚、Texanol醇酯中的至少一种。
优选的，增稠防沉剂为聚氨酯增稠剂、丙烯酸碱溶胀增稠剂、膨润土中的至少一种。
优选的，软化水中水溶性离子的总量少于100ppm，电导率＜20μm/cm。软化水选自去离子水、蒸馏水。
优选的，防闪锈剂为亚硝酸钠、有机螯合物中的至少一种。
优选的，防闪锈剂为亚硝酸钠、FA179、FA379、Raybo 60中的至少一种。
优选的，所述分散剂为丙烯酸钠盐、胺盐。
优选的，所述润湿剂为聚醚改性有机硅。
优选的，所述消泡剂为聚醚改性有机硅、矿物油中至少一种。
优选的，所述中和剂为氨水、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、DMEA（N,N-二甲基乙醇胺）、AMP-95中的至少一种。
上述的水性高性能单组分底面合一防腐涂料的制备方法：将各原料搅拌均匀即可使用。
优选的，水性高性能单组分底面合一防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1) 将软化水、成膜助剂、防闪锈剂、增稠防沉剂、辅助助剂搅匀，得混合物1；
2) 向混合物1中加入着色颜料、防锈颜料和填料，搅匀，得混合物2；
3) 将混合物2研磨至细度小于40μm，再加入水性改性丙烯酸乳液，搅匀，过滤，即可。
本发明水性高性能单组分底面合一防腐涂料既可以刷涂，也可以喷涂使用。刷涂或采用高压无气喷涂时，可不稀释直接使用。空气喷涂时宜加入5～15%水，稀释至粘度为30～45s/25℃(涂－4杯)时使用。
本发明的有益效果是：
本发明的涂料具有优异的耐盐雾性能，耐盐雾可达1000h以上，耐候达200h以上，干燥迅速，且VOC含量低，对环境无污染，对施工人员身体健康无害。
本发明的涂料使用安全方便，既可以高压无气喷涂，也可以采用普通空气喷涂或刷涂，单道涂装湿膜厚度可达200μm不流挂、不开裂，广泛适用于机车、集装箱、汽车、船舶、桥梁、铁塔、储罐、管道等钢结构的腐蚀保护。
具体实施方式
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，其由如下重量份的组分组成：水性改性丙烯酸乳液20～70份，着色颜料3～25份， 防锈颜料4～15份， 填料3～20份， 成膜助剂1～10份，增稠防沉剂0.2～5份，软化水10～30份，防闪锈剂0.3～3份，辅助助剂0.5～6份，所述辅助助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、中和剂中的至少一种。
上述水性高性能单组分底面合一防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1) 将软化水、成膜助剂、防闪锈剂、增稠防沉剂、辅助助剂混合，搅拌5～10min，转速为400～600转/分，得混合物1；
2) 向混合物1中再加入着色颜料、防锈颜料和填料，搅拌20～30 min，转速为800～1200转/分，得混合物2；
3) 将混合物2用砂磨机、球磨机或三辊机研磨至细度小于40μm，再加入水性改性丙烯酸乳液，搅拌10min，转速为600～800转/分，用100目铜网或尼龙网过滤，得成品。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限如此。
实施例钛白粉采用龙蟒R-996，润湿剂采用TEGO WET500，消泡剂采用汉高NXZ，分散剂采用陶氏731A，实施例所用离子水、蒸馏水中的水溶性离子的总量均少于100ppm，电导率均＜20μm/cm。
实施例1
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（陶氏HG-54C乳液）40份，钛白粉15份，氧化铁黑3份，磷酸锌5份，沉淀硫酸钡10份，1250目滑石粉5份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（Bentone LT）0.2份，软化水（蒸馏水）16.5份，防闪锈剂（Raybo 60）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，分散剂0.5份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，25%氨水0.3份。
实施例2
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（陶氏HG-54C乳液）50份，氧化铁红15份，三聚磷酸铝5份，沉淀硫酸钡8份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（Bentone LT）0.2份，软化水（蒸馏水）16.5份，防闪锈剂（FA179）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，分散剂0.5份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，二乙醇胺0.3份。
实施例3
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（陶氏HG-54C乳液）55份，Pritex U碳黑4份，磷酸锌4份，三聚磷酸铝4份，沉淀硫酸钡10份，1250目滑石粉5份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（膨润土）0.2份，软化水（蒸馏水）12.5份，防闪锈剂（亚硝酸钠）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，分散剂0.5份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，25%氨水0.3份。
实施例4
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（陶氏HG-54C乳液）60份，氧化铁红10份，磷酸锌8份，1250目滑石粉5份，乙二醇单丁醚2份，增稠防沉剂（膨润土）1份，软化水11.5份，防闪锈剂（Raybo 60）0.5份，润湿剂0.2份，消泡剂0.5份，分散剂0.8份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，三乙胺0.3份。
实施例5
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（巴斯夫Acronal LR 8977乳液）45份，钛白粉20份，Pritex U碳黑1份，磷酸锌3份，三聚磷酸铝3份，方解石7份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（Bentone LT）0.2份，软化水（去离子水）15.5份，防闪锈剂（FA379）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，分散剂0.5份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，三乙醇胺0.3份。
实施例6
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（巴斯夫Acronal LR 8977乳液）50份，氧化铁红4份，Pritex U碳黑4份，磷酸锌3份，三聚磷酸铝3份，沉淀硫酸钡10份，1250目滑石粉5份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（Bentone LT）0.2份，软化水（去离子水）15.5份，防闪锈剂（亚硝酸钠）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，分散剂0.5份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，AMP-95 0.3份。
实施例7
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（巴斯夫Acronal LR 8977乳液）55份，氧化铁红15份，三聚磷酸铝5份，1250目滑石粉6份，Texanol醇酯4份，增稠防沉剂（聚氨酯增稠剂 SN-612）0.2份，软化水（去离子水）13.5份，防闪锈剂（Raybo 60）0.3份，润湿剂0.4份，分散剂0.5份，防腐剂0.1份。
实施例8
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（DSM Haloflex 202）45份，钛白粉20份，氧化铁黑3份，磷酸锌5份，1250目滑石粉5份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（膨润土）0.2份，软化水（去离子水）16.5份，防闪锈剂（FA379）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，分散剂0.5份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，DMEA 0.3份。
实施例9
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（DSM Haloflex 202）55份， Pritex U碳黑4份，三聚磷酸铝5份，沉淀硫酸钡10份、1250目滑石粉4份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（膨润土）0.2份，软化水（蒸馏水）16.5份，防闪锈剂（亚硝酸钠）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，分散剂0.5份，防霉剂0.1份，防腐剂0.1份，25%氨水0.3份。
实施例10
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（DSM Haloflex 202）60份，氧化铁红15份，磷酸锌4份，1250目滑石粉3份，乙二醇单丁醚1份，Texanol醇酯2份，增稠防沉剂（丙烯酸碱溶胀增稠剂 GS-500）0.5份，软化水（蒸馏水）12.5份，防闪锈剂（Raybo 60）0.5份，润湿剂0.5份，消泡剂0.3份，防霉剂0.2份，防腐剂0.2份，25%氨水0.2份，三乙醇胺0.1份。
实施例11
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液（HG-54C乳液(陶氏)）20份，钛白粉10份，Pritex U碳黑10份，氧化铁黑5份，磷酸锌7份，三聚磷酸铝8份，轻质碳酸钙7份，云母粉13份，Texanol醇酯1份，增稠防沉剂（Bentone LT）0.5份，软化水（蒸馏水）17.7份，防闪锈剂（Raybo 60）0.3份，润湿剂0.5份。
实施例12
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液：HG-54C乳液(陶氏) 35份、DSM Haloflex 202 35份，钛白粉3份，磷酸锌4份，沉淀硫酸钡3份，乙二醇单丁醚1.3份，增稠防沉剂（膨润土）5份，软化水（蒸馏水）10份，亚硝酸钠3份，润湿剂0.2份，消泡剂0.4份，分散剂0.1份。
实施例13
一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，含有如下重量份的组分：水性改性丙烯酸乳液：HG-54C乳液(陶氏) 15份、DSM Haloflex 202 25份，Pritex U碳黑4份，三聚磷酸铝5份，1250目滑石粉4份，乙二醇单丁醚5份，Texanol醇酯5份，增稠防沉剂（Bentone LT）0.3份，软化水（蒸馏水）30份，防闪锈剂（FA179）0.7份，润湿剂1份，消泡剂2份，分散剂1份，防霉剂1份，二乙醇胺1份。
以上实施例中润湿剂TEGO WET500可以等量地替换为其它聚醚改性有机硅；消泡剂汉高NXZ可以等量地替换为其它聚醚改性有机硅或矿物油消泡剂；分散剂陶氏731A可以等量地替换为其它丙烯酸共聚物钠盐、铵盐；增稠防沉剂Bentone LT可以等量替换为其它膨润土或聚氨酯增稠剂或丙烯酸碱溶胀增稠剂。
实施例1～10的水性高性能单组分底面合一防腐涂料的性能见表1，由表可知，本发明涂料的耐盐雾性均能达到1000h，耐候性均能达200h，其它性能参数均合格。
表1 实施例水性高性能单组分底面合一防腐涂料的性能
Claims (10)
1.一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料，每100重量份防腐涂料由如下重量份的组分组成：
水性改性丙烯酸乳液20～70份，
着色颜料3～25份，
防锈颜料4～15份，
填料3～20份，
成膜助剂1～10份，
增稠防沉剂0.2～5份，
软化水10～30份，
防闪锈剂0.3～3份，
辅助助剂0.5～6份，
所述辅助助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、中和剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：每100重量份防腐涂料由如下重量份的组分组成：
水性改性丙烯酸乳液40～60份，
着色颜料4～23份，
防锈颜料4～8份，
填料3～15份，
成膜助剂2～4份，
增稠防沉剂0.2～1份，
软化水10～20份，
防闪锈剂0.3～1份，
辅助助剂1.5～2.5份。
3.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：水性改性丙烯酸乳液的固含量为40～65wt%。
4.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：着色颜料为钛白粉、氧化铁红、碳黑、氧化铁黑中的至少一种，着色颜料中的水溶性物质含量＜0.5wt%。
5.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：防锈颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝中的至少一种，防锈颜料中的水溶性物质含量＜0.5wt%。
6.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：填料为滑石粉、云母粉、天然重晶石粉、方解石、轻质碳酸钙、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡中的至少一种，填料中的水溶性物质含量＜0.5wt%。
7.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：成膜助剂为乙二醇单丁醚、Texanol醇酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：增稠防沉剂为聚氨酯增稠剂、丙烯酸碱溶胀增稠剂、膨润土中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：软化水中水溶性离子的总量少于100ppm，电导率＜20μm/cm。
10.根据权利要求1所述的防腐涂料，其特征在于：防闪锈剂为亚硝酸钠、有机螯合物中的至少一种。
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