CN102796427B - 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

一种水性高性能单组分底面合一防腐涂料
技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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
[0005] 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。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:
[0007] -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:
[0008] 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,
[0009] 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。
[0010] 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:
[0011] 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。
[0012] 优选的,水性改性丙烯酸乳液的固含量为40〜65wt%。
[0013] 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< 〇. 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。
[0014] 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。
[0015] 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< 〇. 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。
[0016] 优选的,成膜助剂为乙二醇单丁醚、Texanol醇酯中的至少一种。
[0017] 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。
[0018] 优选的,软化水中水溶性离子的总量少于lOOppm,电导率< 20ym/cm。软化水选 自去离子水、蒸馏水。
[0019] 优选的,防闪锈剂为亚硝酸钠、有机螯合物中的至少一种。
[0020] 优选的,防闪锈剂为亚硝酸钠、FA179、FA379、Raybo 60中的至少一种。
[0021] 优选的,所述分散剂为丙烯酸钠盐、胺盐。
[0022] 优选的,所述润湿剂为聚醚改性有机硅。
[0023] 优选的,所述消泡剂为聚醚改性有机硅、矿物油中至少一种。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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:
[0027] 1)将软化水、成膜助剂、防闪锈剂、增稠防沉齐IJ、辅助助剂搅勻,得混合物1 ;
[0028] 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 ;
[0029] 3)将混合物2研磨至细度小于40 μ m,再加入水性改性丙烯酸乳液,搅勻,过滤,即 可。
[0030] 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°C (涂一 4杯)时使用。
[0031] 本发明的有益效果是:
[0032] 本发明的涂料具有优异的耐盐雾性能,耐盐雾可达IOOOh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。
[0033] 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200 μ m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
[0034] 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,增稠防沉剂〇. 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。
[0035] 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:
[0036] 1)将软化水、成膜助剂、防闪锈剂、增稠防沉齐ϋ、辅助助剂混合,搅拌5〜lOmin,转 速为400〜600转/分,得混合物1 ;
[0037] 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 ;
[0038] 3)将混合物2用砂磨机、球磨机或三辊机研磨至细度小于40 μ m,再加入水性改性 丙烯酸乳液,搅拌l〇min,转速为600〜800转/分,用100目铜网或尼龙网过滤,得成品。
[0039] 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。
[0040] 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lOOppm,电 导率均< 20 μ m/cm。
[0041] 实施例I
[0042] 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) 〇. 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。
[0043] 实施例2
[0044] 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(蒸馈水)16. 5 份,防闪锈齐U (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。
[0045] 实施例3
[0046] -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。
[0047] 实施例4
[0048] -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 湿剂〇. 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。
[0049] 实施例5
[0050] -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。
[0051] 实施例6
[0052] -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。
[0053] 实施例7
[0054] -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,防闪锈齐[J (Raybo 60) 0. 3份,润湿剂0. 4份,分散剂0. 5份,防腐剂0. 1份。
[0055] 实施例8
[0056] -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 霉剂〇. 1份,防腐剂〇. 1份,DMEA 0. 3份。
[0057] 实施例9
[0058] -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 剂〇. 5份,防霉剂0. 1份,防腐剂0. 1份,25%氨水0. 3份。
[0059] 实施例10
[0060] 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。
[0061] 实施例11
[0062] 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。
[0063] 实施例12
[0064] 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。
[0065] 实施例13
[0066] 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 酸错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 齐U 1份,防霉剂1份,二乙醇胺1份。
[0067] 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。
[0068] 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l〇〇〇h,耐候性均能达200h,其它性能参数均合格。
[0069] 表1实施例水性高性能单组分底面合一防腐涂料的性能 [0070]
Figure CN102796427BD00081

Claims (2)

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, 增稠防沉剂〇. 2〜5份, 软化水10〜30份, 防闪锈剂〇. 3〜3份, 辅助助剂〇. 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; 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< 〇· 5wt% ; 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°/〇 ; 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< 〇. 5wt% ; 水性改性丙烯酸乳液的固含量为40〜65wt% ; 成膜助剂为乙二醇单丁醚、Texanol醇酯中的至少一种; 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; 软化水中水溶性离子的总量少于lOOppm,电导率< 20 μ m/cm ; 防闪锈剂为亚硝酸钠、有机螯合物中的至少一种。
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, 增稠防沉剂〇. 2〜1份, 软化水10〜20份, 防闪锈剂〇. 3〜1份, 辅助助剂1. 5〜2. 5份。
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