CN102993810A - 一种通用型水性快干防锈漆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通用型水性快干防锈漆及制备方法。所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：成膜物质18~55%；防锈剂6~22%；余量为水。制备时，首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散，得到通用型水性快干防锈漆。本发明产品安全无毒，不含铅、铬或其它危险颜料及衍生物；不燃不爆，适于安全生产；漆膜丰满，具有优异的装饰性、保护性；极佳的附着力；可调的光泽度；生产工艺和油性漆相比，更为简单。

Description

一种通用型水性快干防锈漆及制备方法

技术领域

本发明涉及水性防锈漆技术领域，尤其涉及一种通用型水性快干防锈漆及制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的增强，限制VOC（挥发性有机化合物）排放量的法律法规的制定，以及石油能源的紧张，传统的溶剂型涂料正受到越来越大的挑战，涂料的水性化趋势愈来愈迫切。

溶剂型防锈漆的特性：1、漆膜对金属（钢、铝等）、陶瓷、玻璃、木材等极性底材均有优良的附着力，体积收缩率低；2、抗化学品性能优良；3、具有一定的韧性；4、对湿面有一定的润湿力；5、能与多种树脂配合，制成多种涂料，可常温干燥，也可高温烘烤，满足了不同的施工要求。溶剂型环氧树脂防锈漆的缺陷：1、户外耐候性较差；2、低温固化性差；3、释放少量有毒有害物质，危害人体健康，污染环境。

水性环氧防锈漆扬长避短，秉承了溶剂型环氧树脂涂料的所有优点，克服了其不足，耐候性较好，具有低毒、安全环保、施工方便等特点。

CN 102533024A公开了一种环保油性防锈漆，由以下重量百分含量的组分组成：油性丙烯酸乳液40~50%、防锈颜料10~30%、体质颜料20~30%、油性固化剂10~20%、消泡剂0.5~1%、分散剂0.5~1.5%、流平剂0.1~0.5%、流变助剂0.1~0.5%、防闪锈剂0.5~2%。该发明所述的环保油性防锈漆的挥发性有机物含量少，环境污染较小，对节能减排、低碳环保具有非常重要的现实意义，可广泛用于汽车涂装。

CN 1361210A涉及一种水性除锈防锈漆，所述水性除锈防锈漆由六偏磷酸钠、分散剂、SPA202、亚硝酸钠、蒸馏水、铁红、锌铬黄、磷酸锌、滑石粉、防锈剂、有机膨润土、8301乳液、双丙酮醇、丙二醇、消泡剂、增稠剂组成。它以水为介质，无毒无味不燃烧无污染，具有良好的物理机械性、防锈性和耐久性。

现有的防锈漆很多都属于溶剂型，对环境及施工人员有一定的危害，安全性低；水性防锈漆的综合性能较低，不能满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有防锈漆的不足，提出了一种安全性高、附着力强、制备方法简单、通用性强的通用型水性快干防锈漆及制备方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

成膜物质                     18~55%

防锈剂                       6~22%

余量为水。

本发明防锈漆能直接施用于任何类型的金属表面，无论其是否已发生锈蚀或者以前刷过漆，也完全与任何类型的面漆兼容。本发明所述的金属包括钢铁、COR-TAN钢、铝、锡、镀锌金属、热浸镀锌金属及生铁等。本发明所述的水性防锈漆是以水作为分散介质，利用物理、化学等多重防锈机理，根据化学转化，络合反应等化学原理配制而成，是传统防锈底漆的最佳换代产品。

本发明防锈漆中的成膜物质的质量百分含量可选择18.01~54.9%，20~52.4%，28.6~48%，33~42%，38%等。防锈剂的质量百分含量可选择6.02~21.8%，8~20%，10.3~17.6%，13~15%等，均可用于实施本发明。本发明所述“余量为水”是指，所述防锈漆中除主要成膜物质、防锈剂以及本领域技术人员根据实际情况选择的助剂或其他成分外，其余为水。在实际操作中，选择好成膜物质和防锈剂的量后，加入各种助剂等，加水至100%即可。

作为本发明的优选技术方案，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

成膜物质                    23~50%

防锈剂                      8.5~18%

余量为水。

所述防锈漆还包括快干剂。优选地，所述快干剂的质量百分含量为3.5~15%，例如可选择3.52~14.9%，6~12%，7.3~10%，8~9%等，进一步优选6~12%。优选地，所述快干剂为聚胺快干剂和/或丙烯酸型快干剂。所述聚胺快干剂可采用CN 1398937A中公开的方法来制备，丙烯酸型快干剂可采用CN 102120902A中公开的方法来制备。本发明所述快干剂能够缩短涂料的干燥时间，还能够在一定程度上改进涂料的贮存稳定性和优良的耐磨性。

本发明所述防锈漆还包括成膜助剂。优选地，所述成膜助剂的质量百分含量为0.3~2%，例如0.32~1.89%，0.5~1.6%，0.86~1.28%，1.16%等，进一步优选0.6~1.8%。优选地，所述成膜助剂选自颜填料、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚或十二碳醇酯中的一种或至少两种的混合物，进一步优选颜填料、苯甲醇或十二碳醇酯中的一种或至少两种的混合物，最优选颜填料和/或十二碳醇酯。本发明所述颜填料选自二氧化钛、三聚磷酸铝、硫酸钡、氧化锌、炭黑、氧化铁红、硅灰石、绢云母、滑石粉或高岭土中的一种或至少两种的混合物。本发明成膜助剂典型但非限制性的例子包括：二氧化钛，苯甲醇，三聚磷酸铝，丙二醇苯醚，氧化铁红，滑石粉，二氧化钛和硫酸钡的组合，苯甲醇、三聚磷酸铝和氧化铁红的组合，十二碳醇酯、硅灰石和高岭土的组合，苯甲醇、乙二醇丁醚、二氧化钛、丙二醇苯醚和氧化铁红的组合，十二碳醇酯、三聚磷酸铝、氧化锌和绢云母的组合等，皆可用于实施本发明。十二碳醇酯能够有效降低最低成膜温度，水解稳定性非常好，有助于成膜。

本发明所述防锈漆还包括助溶剂。优选地，所述助溶剂的质量百分含量为1.2~6.5%，例如1.21~6.48%，1.4~6.2%，1.85~5.7%，2.8~4.3%，3.7%等，进一步优选2.3~6%。优选地，所述助溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、异丙醇、乙醇或丁醇中的一种或至少两种的混合物，进一步优选丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚或丁醇中的一种或至少两种的混合物，最优选丙二醇甲醚和/或丁醇。典型但非限制性的例子包括：丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚，异丙醇，乙醇，丙二醇丁醚和丁醇的组合，丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚和乙醇的组合，二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和异丙醇的组合，丙二醇丁醚、异丙醇、乙醇和丁醇的组合。

成膜物质是指涂料中除了挥发性的溶剂外，剩下来的所有成分，这些是构成涂膜的物质。本发明所述成膜物质选自松香、沥青、硝化纤维、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚醚树脂、水性氨基树脂或水性聚酯树脂中的一种或至少两种的混合物，优选松香、硝化纤维、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂或水性聚酯树脂中的一种或至少两种的混合物，最优选水性丙烯酸树脂和/或水性聚氨酯树脂。典型但非限制性的例子包括：松香，硝化纤维，水性环氧树脂，水性聚氨酯树脂，松香和水性丙烯酸树脂的组合，沥青和水性聚醚树脂的组合，水性氨基树脂和水性聚酯树脂的组合，硝化纤维、水性丙烯酸树脂和水性氨基树脂的组合，松香、水性环氧树脂和水性聚氨酯树脂的组合，沥青、硝化纤维、水性聚醚树脂和水性丙烯酸树脂的组合等，皆可用于实施本发明。

本发明所述防锈漆还包括中和剂；优选地，所述中和剂的质量百分含量为0.05~0.23%，例如0.051~0.227%，0.07~0.2%，0.1~0.18%，0.16%等，进一步优选0.1~0.2%。所述中和剂选自AMP-95、氨水或三乙胺中的一种或至少两种的混合物，进一步优选AMP-95。AMP-95是除用于调节防锈漆的pH值以外，还能起到湿润、分散的作用。

本发明所述防锈漆还包括分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、防沉剂或润湿剂中的一种或至少两种的混合物。本领域技术人员可以根据实际情况选择常用助剂。

优选地，所述分散剂为水性分散剂；所述水性分散剂选自磷酸盐、硅酸盐、苯乙烯-马来酸酐共聚物、脂肪酸环氧乙烷的加成物、聚乙二醇型多元醇或聚乙烯亚胺衍生物中的一种或至少两种的混合物，进一步优选苯乙烯-马来酸酐共聚物。分散剂的作用是减少完成分散过程所需要的时间和能量，缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善展色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降。

优选地，所述流平剂为水性流平剂。所述水性流平剂选自有机硅流平剂和/或氟碳化合物类流平剂，进一步优选聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷或有机改性聚硅氧烷中的一种或至少两种的混合物，最优选有机改性聚硅氧烷。有机硅流平剂可以显著降低涂料的表面张力，提高涂料的底材润湿能力和漆膜的流动性、降低表面张力，能改善涂层的平滑性、抗挂伤性和抗粘连性。

优选地，所述消泡剂为水性消泡剂；所述水性消泡剂选自C12~C22的高碳醇、聚二甲基硅氧烷或矿物油中的一种或至少两种的混合物，进一步优选聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷表面能及表面张力较低，在水及一般油中的溶解度低且活性高，其主链为硅氧键，为非极性分子，挥发性低并具有化学惰性，比较稳定且毒性小。

优选地，所述增稠剂为水性增稠剂；所述水性增稠剂选自水性聚氨酯增稠剂、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、甲基纤维素、SN636增稠剂或TT-935增稠剂中的一种或至少两种的混合物，进一步优选水性聚氨酯增稠剂、甲基羟乙基纤维素或SN636增稠剂中的一种或至少两种的混合物，最优选水性聚氨酯增稠剂。典型但非限制的例子包括：水性聚氨酯增稠剂，甲基羟乙基纤维素，SN636增稠剂，羟乙基纤维素和甲基纤维素，TT-935增稠剂和甲基羟丙基纤维素，水性聚氨酯增稠剂、乙基羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素的组合，甲基纤维素、SN636增稠剂和羟乙基纤维素的组合等，皆可用于实施本发明。

作为本发明的优选技术方案，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

作为本发明最优选的技术方案，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述防锈漆不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。

本发明还提供了一种如上所述的通用型水性快干防锈漆的制备方法，首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散，得到通用型水性快干防锈漆。

本发明所述预分散时间为15~45min，例如15.02~44.8min，18.5~42min，20~38.6min，23.3~35min，27~32min，30min等，优选22~40min，最优选30min。所述再分散时间为3~18min，例如3.01~17.9min，3.8~15.5min，6~12min，7.5~10min等，进一步优选6~13min，最优选10min。

本发明方法具体如下：首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散30min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散10min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

本发明所述的分散可在高速分散剂或分散缸中进行，具体操作可由本领域技术人员根据经验进行。

与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

1、先进的工艺配方、科学的设计方案：

本发明产品采用无机无毒原料，合理利用纳米材料，选用无机水性高聚合物，采用自乳化水性树脂，以水为稀释剂，无毒无味、无污染、无三废，不燃不爆，确保了环境保护和消防安全，保障了劳动者的身体健康。

2、漆膜性能优异：

本发明产品形成的漆膜，具有硬度高、耐划伤、附着力强，耐盐雾、耐酸碱、耐水、耐油、抗紫外光、耐老化、抗低温、耐湿热，具有超强的漆膜柔韧性。

3、增效节能降低成本：

本发明产品以水为稀释剂，操作简单，省去传统漆用溶剂稀释，降低稀释成本，该产品利用率100％，可提高工效2倍以上，每kg涂装面积12~15平方米，单位涂装成本极低。

4、广泛的适用性：

本发明产品属高档水性防锈金属漆，由于机理独特，设计科学，工艺先进，性能优异，广泛适用于各种铁路车辆、集装箱载重汽车、拖拉机、石化设施、油田设备各种管道、油罐、沿海港口设施，一切钢铁结构的表面防锈及保护装饰作业。

5、工艺流程简单：

本发明产品的制备方法简单，易操作。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散45min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散18min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

实施例2

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散15min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散3min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

实施例3

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散22min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散6min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

实施例4

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散40min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散13min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

实施例5

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散35min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散10min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

实施例6

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散42min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散15min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

实施例7

一种通用型水性快干防锈漆，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散30min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散10min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。

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。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的制备步骤，但本发明并不局限于上述制备步骤，即不意味着本发明必须依赖上述制备步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

表1本发明实施例1-7通用型水性快干防锈漆的技术指标

检测项目	指标	试验方法
			粘度(涂-4杯)(s)	≥80	GB1723-93
细度(mm)	≤20	GB1724-89
			柔韧性mm	≤1	GB1731-93
硬度(双摆)	≥0.4	GB1730-93
			耐冲击(cm)	≥50	GB1732-93

附着力(划格法)(级)	1	GB9286-98
			耐盐雾性(h)	≥1000	GB1771-91
耐水性(25℃,h)	≥500	GB1733-93
			耐湿热性(h)	≥1000	GB/T1704-88

本发明防锈漆能直接施用于任何类型的金属表面，无论其是否已发生锈蚀或者以前刷过漆，也完全与任何类型的面漆兼容。所述金属包括钢铁、COR-TAN钢、铝、锡、镀锌金属、热浸镀锌金属及生铁等。

在喷涂过程中，无需喷砂、打磨和清水冲洗，直接施用于新金属、铁锈、残漆上，能直接转换掉铁锈。实践表明：打磨残漆，会释放铅末，铅有毒，暴露于铅末中可能会引起严重脑损伤，对儿童、孕妇尤为有害。

本发明产品安全无毒，不含铅、铬或其它危险颜料及衍生物；不燃不爆，适于安全生产；漆膜丰满，具有优异的装饰性、保护性；极佳的附着力；可调的光泽度；生产工艺和油性漆相比，更为简单；用去离子水替代有机溶剂，解决了传统产品对环境及施工人员的危害，符合环保要求。

Claims (10)

1.一种通用型水性快干防锈漆，其特征在于，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

成膜物质      18~55%

防锈剂        6~22%

余量为水。

2.如权利要求1所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

成膜物质      23~50%

防锈剂        8.5~18%

余量为水。

3.如权利要求1或2所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆还包括快干剂；优选地，所述快干剂的质量百分含量为3.5~15%，进一步优选6~12%；优选地，所述快干剂为聚胺快干剂和/或丙烯酸型快干剂；

优选地，所述防锈漆还包括成膜助剂；优选地，所述成膜助剂的质量百分含量为0.3~2%，进一步优选0.6~1.8%；优选地，所述成膜助剂选自颜填料、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚或十二碳醇酯中的一种或至少两种的混合物，进一步优选颜填料、苯甲醇或十二碳醇酯中的一种或至少两种的混合物，最优选颜填料和/或十二碳醇酯；

优选地，所述防锈漆还包括助溶剂；优选地，所述助溶剂的质量百分含量为1.2~6.5%，进一步优选2.3~6%；优选地，所述助溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、异丙醇、乙醇或丁醇中的一种或至少两种的混合物，进一步优选丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚或丁醇中的一种或至少两种的混合物，最优选丙二醇甲醚和/或丁醇。

4.如权利要求1-3之一所述的防锈漆，其特征在于，所述成膜物质选自松香、沥青、硝化纤维、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚醚树脂、水性氨基树脂或水性聚酯树脂中的一种或至少两种的混合物，优选松香、硝化纤维、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂或水性聚酯树脂中的一种或至少两种的混合物，进一步优选水性丙烯酸树脂和/或水性聚氨酯树脂；

优选地，所述防锈漆还包括中和剂；优选地，所述中和剂的质量百分含量为0.05~0.23%，进一步优选0.1~0.2%；优选地，所述中和剂选自AMP-95、氨水或三乙胺中的一种或至少两种的混合物，进一步优选AMP-95。

5.如权利要求1-4之一所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆还包括分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、防沉剂或润湿剂中的一种或至少两种的混合物；

优选地，所述分散剂为水性分散剂；所述水性分散剂选自磷酸盐、硅酸盐、苯乙烯-马来酸酐共聚物、脂肪酸环氧乙烷的加成物、聚乙二醇型多元醇或聚乙烯亚胺衍生物中的一种或至少两种的混合物，进一步优选苯乙烯-马来酸酐共聚物；

优选地，所述流平剂为水性流平剂；所述水性流平剂选自有机硅流平剂和/或氟碳化合物类流平剂，进一步优选聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷或有机改性聚硅氧烷中的一种或至少两种的混合物，最优选有机改性聚硅氧烷；

优选地，所述消泡剂为水性消泡剂；所述水性消泡剂选自C12~C22的高碳醇、聚二甲基硅氧烷或矿物油中的一种或至少两种的混合物，进一步优选聚二甲基硅氧烷；

优选地，所述增稠剂为水性增稠剂；所述水性增稠剂选自水性聚氨酯增稠剂、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、甲基纤维素、SN636增稠剂或TT-935增稠剂中的一种或至少两种的混合物，进一步优选水性聚氨酯增稠剂、甲基羟乙基纤维素或SN636增稠剂中的一种或至少两种的混合物，最优选水性聚氨酯增稠剂。

6.如权利要求1-5之一所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

7.如权利要求1-6之一所述的防锈漆，其特征在于，所述防锈漆按质量百分含量包括以下组分：

8.一种如权利要求1-7之一所述的通用型水性快干防锈漆的制备方法，其特征在于，首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散，得到通用型水性快干防锈漆。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预分散时间为15~45min，优选22~40min，最优选30min；

优选地，所述再分散时间为3~18min，进一步优选6~13min，最优选10min。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，首先将除防锈剂以外的其他组分按配方量进行预分散30min，然后加入配方量的防锈剂，进行再分散10min，最后用去离子水稀释，过滤包装得到通用型水性快干防锈漆。