CN102911565A - 用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢结构的涂料防腐蚀保护领域，具体涉及一种用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料及其制备方法。将防锈颜料与8～12份水混合并进行研磨分散至细度为20～60微米，再加入交联苯丙乳液、转化剂、转化促进剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装。本发明在交联苯丙乳液成膜机理的基础上，通过交联苯丙乳液及其它成膜助剂等主要成份筛选和复配，研究出以交联苯丙乳液为主要成膜剂的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料。产品具有无毒、无害、无污染、操作简单、原料来源广泛、价格低、清洁生产等特点。
Description
技术领域
本发明属于钢结构的涂料防腐蚀保护领域，具体涉及一种用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料及其制备方法。
背景技术
涂料在钢铁表面上涂装时，传统工艺要求彻底除锈，甚至要求完全露出金属基体本色，这是件十分繁重的工作，不仅严重影响了生产效率，施工费用高，锈尘危害人体健康；而且在一些大型金属构筑物如桥梁、交通护栏、大型机械和设施上更是无法进行彻底表面处理。因此就有必要开发一种可直接涂刷锈蚀钢铁表面的新型涂料—带锈防锈涂料。
带锈防锈涂料不仅能将金属构件上一般的锈蚀转化成稳定的“无害锈”，并同时兼有普通防锈涂料功能。自上世纪50年代末开始研究，60年代中期得到应用以来，带锈防锈涂料的研究十分活跃，发展也很迅速，品种很多，按成膜树脂分类有：醇酸、环氧、油性酚醛、环氧—煤焦油、环氧-聚乙烯醇缩丁醛等。按抗锈作用原理可分为：渗透型、转化型和稳定型。但从目前情况来看，现有品种中大多是采用有机物为溶剂或分散介质的油性带锈涂料，对环境污染大、能耗高、不安全而不被看好。因而，研究开发水性带锈涂料不但利于环境保护，而且节约了大量有机资源，本发明正是在这种形势下研究开发的一种新型水性带锈防锈涂料。
钢铁表面的初生锈和钢铁底材附着较牢，但随着锈蚀的进行，原来初生的锈逐渐老化，下面新锈不断生成，因此铁锈层包括内外两层。外层是浮锈，疏松多孔和钢铁底材附着不牢，用钢丝刷一刷就掉，内层是牢锈，它和钢铁底材附着较牢固。带锈涂料由于其内在性能可将铁锈转化与稳定在涂层中。
从组成上看，铁锈由稳定的铁化合物和活泼的铁化合物的混合物构成，根据铁锈此特点，带锈涂料除了必须具有一般防锈涂料的性能外，还必须具备二个特殊功能，即转化与稳定铁锈的功能：(1)涂料能充分浸润、渗透整个疏松多孔的锈层，使锈层粘结成为连续的封闭性涂层，封闭整个锈层和钢铁表面；(2)对锈层必须有足够的反应性，能使锈层中活泼的铁化合物经过转化或钝化变化稳定的填料。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术中存在的不足，提供一种环保型的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其特征在于，其原料由如下重量配比组成：
其中，转化促进剂为邻苯二酚，消泡剂为磷酸三丁酯。
进一步，所述交联苯丙乳液为由半连续乳液聚合方法聚合制备的苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液。
较为完善的是，所述交联苯丙乳液的制备方法为：以50～60份丙烯酸丁酯作为软单体，40～50份苯乙烯为硬单体，3～4份N-羟甲基丙烯酰胺，2～5份丙烯酸为改性成分，以2～2.5份OP-10为乳化剂，过硫酸铵为引发剂，采用半连续乳液聚合方法聚合制备，聚合温度75～80℃，聚合时间2～3小时，制得的交联苯丙乳液固含量为45±1％。
进一步，所述转化剂为草酸和/或水杨酸。
进一步，所述防锈颜料为三聚磷酸二氢铝、锌黄、铁红、氧化锌、硫酸钡中的一种或几种。
进一步，所述成膜助剂为乙二醇乙醚或乙二醇丙醚。
用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料的制备方法，其特征在于，将防锈颜料与8～12份水混合并进行研磨分散至细度为20～60微米，再加入交联苯丙乳液、转化剂、转化促进剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装。
本发明在交联苯丙乳液成膜机理的基础上，通过交联苯丙乳液及其它成膜助剂等主要成份筛选和复配，研究出以交联苯丙乳液为主要成膜剂的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料。产品具有无毒、无害、无污染、操作简单、原料来源广泛、价格低、清洁生产等特点。
本发明用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料及其制备方法，与现有技术相比，其优点表现在：
1、产品基本不含有机溶剂成分，对环境友好，无污染。
2、产品成膜时间短，流平性好。
3、制备方法简单，施工方便，防锈效果好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其原料由如下重量配比组成：
其中，交联苯丙乳液采用市售级(固含量为44％)，转化剂选择草酸，防锈颜料为三聚磷酸二氢铝，成膜助剂为乙二醇乙醚，增稠剂为市售级。
制备步骤如下：
①、将防锈颜料与80g水混合并进行研磨分散至细度为20微米。
②、加入交联苯丙乳液、转化剂、领苯二酚、磷酸三丁酯、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装即得用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料。
实施例2
用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其原料由如下重量配比组成：
其中，转化剂选择水杨酸，防锈颜料为锌黄，成膜助剂为乙二醇丙醚，增稠剂为市售级。
制备步骤如下：
①、制备交联苯丙乳液
以50g丙烯酸丁酯作为软单体，42g苯乙烯为硬单体，3g N-羟甲基丙烯酰胺，3g丙烯酸为改性成分，以2.4g OP-10为乳化剂，过硫酸铵为引发剂，采用半连续乳液聚合方法聚合制备，聚合温度78℃，聚合时间2.5小时，制得的交联苯丙乳液固含量为45％。
②、将防锈颜料与11g水混合并进行研磨分散至细度为60微米。
③、混合①和②，并加入转化剂、领苯二酚、磷酸三丁酯、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装即得用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料。
实施例3
用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其原料由如下重量配比组成：
其中，转化剂选择草酸，防锈颜料为铁红，成膜助剂为乙二醇乙醚，增稠剂为市售级。
制备步骤如下：
①、制备交联苯丙乳液
以540g丙烯酸丁酯作为软单体，440g苯乙烯为硬单体，33g N-羟甲基丙烯酰胺，40g丙烯酸为改性成分，以23g OP-10为乳化剂，过硫酸铵为引发剂，采用半连续乳液聚合方法聚合制备，聚合温度80℃，聚合时间3小时，制得的交联苯丙乳液固含量为46％。
②、将防锈颜料与120g水混合并进行研磨分散至细度为40微米。
③、混合①和②，并加入转化剂、领苯二酚、磷酸三丁酯、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装即得用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料。
实施例4
用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其原料由如下重量配比组成：
其中，转化剂选择水杨酸，防锈颜料为氧化锌，成膜助剂为乙二醇丙醚，增稠剂为市售级。
制备步骤如下：
①、制备交联苯丙乳液
以58g丙烯酸丁酯作为软单体，48g苯乙烯为硬单体，3.8g N-羟甲基丙烯酰胺，5g丙烯酸为改性成分，以2g OP-10为乳化剂，过硫酸铵为引发剂，采用半连续乳液聚合方法聚合制备，聚合温度76℃，聚合时间2.2小时，制得的交联苯丙乳液固含量为44.5％。
②、将防锈颜料与10g水混合并进行研磨分散至细度为35微米。
③、混合①和②，并加入转化剂、领苯二酚、磷酸三丁酯、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装即得用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料。
实施例5
用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其原料由如下重量配比组成：
其中，转化剂选择草酸和水杨酸(1∶1)，防锈颜料为铁红、氧化锌和硫酸钡(1∶1∶1)中，成膜助剂为乙二醇丙醚，增稠剂为市售级。
制备步骤如下：
①、制备交联苯丙乳液
以300g丙烯酸丁酯作为软单体，250g苯乙烯为硬单体，17.5g N-羟甲基丙烯酰胺，17.5g丙烯酸为改性成分，以10.5g OP-10为乳化剂，过硫酸铵为引发剂，采用半连续乳液聚合方法聚合制备，聚合温度77℃，聚合时间2.8小时，制得的交联苯丙乳液固含量为45.5％。
②、将防锈颜料与50g水混合并进行研磨分散至细度为55微米。
③、混合①和②，并加入转化剂、领苯二酚、磷酸三丁酯、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装即得用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料。
以上内容仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者不超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其特征在于，其原料由如下重量配比组成：
其中，转化促进剂为邻苯二酚，消泡剂为磷酸三丁酯。
2.根据权利要求1所述的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其特征在于，所述交联苯丙乳液为由半连续乳液聚合方法聚合制备的苯乙烯-丙烯酸丁酯乳液。
3.根据权利要求2所述的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其特征在于，所述交联苯丙乳液的制备方法为：以50～60份丙烯酸丁酯作为软单体，40～50份苯乙烯为硬单体，3～4份N-羟甲基丙烯酰胺，2～5份丙烯酸为改性成分，以2～2.5份OP-10为乳化剂，过硫酸铵为引发剂，采用半连续乳液聚合方法聚合制备，聚合温度75～80℃，聚合时间2～3小时，制得的交联苯丙乳液固含量为45±1％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其特征在于，所述转化剂为草酸和/或水杨酸。
5.根据权利要求1～3任一项所述的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其特征在于，所述防锈颜料为三聚磷酸二氢铝、锌黄、铁红、氧化锌、硫酸钡中的一种或几种。
6.根据权利要求1～3任一项所述的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料，其特征在于，所述成膜助剂为乙二醇乙醚或乙二醇丙醚。
7.制备如权利要求1～6任一项所述的用于钢结构工件涂装保护的水性带锈涂料的方法，其特征在于，将防锈颜料与8～12份水混合并进行研磨分散至细度为20～60微米，再加入交联苯丙乳液、转化剂、转化促进剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂和余量水，搅拌均匀，包装。
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