CN102898910A - 醇溶性无机富锌带锈防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，由A组分和B组分按4∶1的重量配比混合制成，其中，A组分包括：乙烯醇丁缩醛树脂30～50%、防沉剂0.1～0.2%、活性颜料5～20%、填料5～10%、锌粉20～30%、导电聚苯胺2～5%、乙醇5～20%、正丁醇5～20%，B组分包括：正硅酸乙酯55～62%、异丙醇25～30%、磷酸1～2%、渗透剂2～4%、蒸馏水5～10%。本发明涂料除锈防腐性能优越，基材附着力强，成膜性和柔韧性好，施工性强。

Description

醇溶性无机富锌带锈防腐涂料

技术领域

本发明属于钢铁材料防腐涂装技术领域，具体涉及醇溶性无机富锌带锈防腐涂料。

背景技术  

长期以来，钢铁材料的腐蚀生锈问题造成了大量的资源和能源浪费，全球每年因钢材腐蚀问题造成的损失高达数百亿美元。目前，对钢铁材料防腐的主要手段是在其表面涂覆重防腐涂料，但此类涂料对钢铁基材表面处理要求比较高，一般需进行喷射（丸、砂）等除锈处理以达到Sa2.5级要求。带锈涂料是防腐涂料的一种新的发展趋势，其优点是可以在除锈不完全或无法彻底除锈的钢铁表面上直接涂覆，根据其作用机理大致可分为渗透型、稳定型和转化型三类。渗透型主要是利用渗透性强的树脂作为漆基，借助于渗透剂和极性溶剂的配合，浸润和渗透钢铁表面锈层，机械地将铁锈包封起来以阻止锈蚀的发生；稳定型主要是依靠涂料中树脂的反应基团、活性颜料与锈层中的活泼有害成分反应，生成稳定的抑制化合物；转化型主要是利用转化剂，通过化学反应，将有害的铁锈转化为无害、难溶、具有一定保护作用的络合物与螯合物。

目前市售的带锈防腐涂料多为单一型（渗透型、稳定型或转化型），除锈能力有限，耐腐蚀性能有待提高。此外，市场上还陆续出现了多种以无机富锌底漆为基础的带锈防锈涂料，但均存在缺点，如：与基材附着力差，难以达到3MPa（HG/T3668-2009），若基材表面残留有较多氧化皮或铁锈时，会阻碍锌粉与钢铁表面的接触电位，从而降低涂层的化学和极性附着，严重时会脱落；成膜性和柔韧性不佳，干膜厚度过高时（100μm以上）易导致涂层龟裂；涂料组分中正硅酸乙酯的酸性水解介质多选用盐酸，其用量不易控制，容易对基材产生氯化腐蚀。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，申请人经过研究改进，提供一种醇溶性无机富锌带锈防腐涂料。该涂料除锈防腐性能优越，基材附着力强，成膜性和柔韧性好，施工性强。

本发明的技术方案如下：

 一种醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，由A组分和B组分按4:1的重量配比混合制成，其中，

 A组分包括：

 乙烯醇丁缩醛树脂        30～50%

 防沉剂                  0.1～0.2% 

 活性颜料                 5～20%

 填料                     5～10%

 锌粉                     20～30%

 导电聚苯胺                2～5%

 乙醇                      5～20%

 正丁醇                    5～20%

 B组分包括：

 正硅酸乙酯               55～62%

 异丙醇                   25～30%

 磷酸                      1～2%

 渗透剂                    2～4%

 蒸馏水                    5～10% 

 上述各组分纯度均符合工业一级品要求。

 其进一步的技术方案为：

  所述防沉剂为聚酰氨蜡。

所述活性颜料为磷酸锌。

所述填料为800目绢云母粉。

 所述锌粉为800目球型锌粉。 

所述渗透剂为单宁酸。

本发明的有益技术效果在于：

本发明是以乙烯醇缩丁醛树脂和正硅酸乙酯作为成膜树脂，与适当比例的

活性颜料、填料、渗透剂、极性溶剂、防沉剂、磷酸、锌粉、导电聚苯胺、蒸馏水进行最佳复配而成的一款醇溶性无机富锌带锈防腐涂料。

所述乙烯醇缩丁醛树脂含有羟基、乙酰基和醛基，反应活性强，与基材粘接性好，同时具有良好的渗透性，其与所述渗透剂单宁酸，极性溶剂乙醇、正丁醇以及异丙醇配合，可浸润和渗透基材表面锈层，有效地将锈蚀和外界腐蚀介质隔绝以达到防锈之目的，此外，乙烯醇缩丁醛树脂良好的成膜性、柔顺性以及本身特有的吸水性，使得成膜后的涂层具有优越的柔韧性。

所述正硅酸乙酯的烷基可吸收潮气并发生水解反应，形成带有羟基的正硅酸乙酯液，该正硅酸乙酯液可与本发明组分中的锌粉交联固化成网状高聚物，并进一步与上述乙烯醇缩丁醛树脂结合，大大增强了涂料对基材的附着力。

所述活性颜料选自磷酸锌，其可水解产生磷酸根，形成杂多酸，该杂多酸能与锈层内活泼的铁锈酸FeOOH生成杂多酸类配合物，从而起到稳定铁锈的作用，此外，磷酸锌还可通过化学键与上述乙烯醇缩丁醛树脂的羟基结合，进一步增强涂料的附着力和抗渗性；所述填料选自绢云母粉，绢云母粉具有很高的径厚比，其在涂膜中分布排列所形成的屏障可有效阻止外部腐蚀介质的侵入；上述颜填料不含Pb、Sb、Hg、Cr等有毒重钢铁，符合欧盟ROSE环保标准。

所述磷酸为上述正硅酸乙酯的酸性水解介质，一方面其可与铁锈反应生成致密的磷酸铁而起到阻蚀作用，另一方面微量多余的磷酸在基材表面形成磷化膜，增强了涂料的防腐效果。

所述渗透剂选自渗透性较强的单宁酸（鞣酸），一方面其可渗透到锈层内部把铁锈分割包围，另一方面由于其分子内含有多个邻位酚羟基，可与基材表面的铁离子配位形成稳定的环状螯合物，有效阻止了水分子在涂层中的扩散，提高了涂料的防腐性能。

所述导电聚苯胺化学活性和导电性高，当水和氧气渗入基材时，导电聚苯胺可从钢铁基材吸取电子并将之传递到氧气中，使得基材表面生成一层致密稳定的Fe₂O₃氧化层，形成阳极保护，一方面阻止了基材的进一步腐蚀生锈，另一方面缓解了水和氧气的渗透和侵蚀。所述锌粉则通过失去电子对基材产生阴极保护作用。

本发明与国内外同类产品相比，具有以下优点：

（1）本发明兼具渗透型、稳定型以及转化型带锈涂料的除锈特点，除锈防腐性能优异。

（2）本发明基材附着力强，经检测可达4MPa以上，满足国标HG/T3668-2009要求。

（3）本发明具有较好的成膜性和柔韧性，经检测涂层柔韧性达1级，干膜厚度在150μm时涂层无龟裂现象，易于施工。

（4）本发明低毒环保，符合环境友好型涂料发展方向。

具体实施方式

下面结合实施例，说明本发明的具体实施方式。

实施例1～4中醇溶性无机富锌带锈防腐涂料各组分及其含量参见表1。

表１

实施例1～4中醇溶性无机富锌带锈防腐涂料的制备工艺如下：

按照表1所示称取A组分所含各成分，先将乙烯醇缩丁醛树脂、乙醇、正

丁醇依次投入搅拌机，以800～1000转/min搅拌10 min，并在搅拌的状态下依次投入防沉剂、磷酸锌、锌粉、绢云母粉、导电聚苯胺，继续搅拌10 min，得到A组分。

按照表1所示称取B组分所含各成分，先将正硅酸乙酯、异丙醇、蒸馏水依次投入搅拌机，以800～1000转/min搅拌10 min.，并在搅拌的状态下依次投入磷酸、渗透剂，继续搅拌10 min，得到B组分。

使用时，将A组分和B组分按照4:1的重量配比混合，搅拌均匀，制得醇溶性无机富锌带锈防腐涂料成品。

根据行业标准（HGT3668-2009富锌底漆）和本行业常规测试方法，对实施例1所制醇溶性无机富锌带锈防腐涂料成品以及市售同类带锈防腐涂料的主要性能指标进行检测和比较，测试结果参见表2。

表2

表2测试数据表明，与市售同类产品相比，本发明醇溶性无机富锌带锈防腐涂料具有更优异的除锈防腐性能，基材附着力强，成膜性和柔韧性好，施工性强。

上述实施例中所述试验方法如无特殊说明均为本领域常规方法，所述原料均为市售商品。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，其特征在于：由A组分和B组分按4:1的重量配比混合制成，其中，

A组分包括：

乙烯醇丁缩醛树脂        30～50%

防沉剂                  0.1～0.2% 

活性颜料                 5～20%

填料                     5～10%

锌粉                     20～30%

导电聚苯胺                2～5%

乙醇                      5～20%

正丁醇                    5～20%

B组分包括：

正硅酸乙酯               55～62%

异丙醇                   25～30%

磷酸                      1～2%

渗透剂                    2～4%

蒸馏水                    5～10% 

上述各组分纯度均符合工业一级品要求。

2.根据权利要求1所述醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，其特征在于：所述防沉剂为聚酰氨蜡。

3.根据权利要求1所述醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，其特征在于：所述活性颜料为磷酸锌。

4.根据权利要求1所述醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，其特征在于：所述填料为800目绢云母粉。

5.根据权利要求1所述醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，其特征在于：所述锌粉为800目球型锌粉。

6.根据权利要求1所述醇溶性无机富锌带锈防腐涂料，其特征在于：所述渗透剂为单宁酸。