CN103059661B

CN103059661B - 一种双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法

Info

Publication number: CN103059661B
Application number: CN201310000338.2A
Authority: CN
Inventors: 常春; 周铭; 陈群; 钟涛; 黄顺道
Original assignee: JIANGSU RONGCHANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU RONGCHANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-01-02
Filing date: 2013-01-02
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2033-01-02
Also published as: CN103059661A

Abstract

本发明为一种双组份阳离子型常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法，其特征在于在涂料为A/B组分，A组分为采用偏二氯乙烯单体及含有乙酰乙酸基团的丙烯酸酯单体高压乳液聚合制备的氯偏胶乳，B组分为纳米防锈颜料、填料、水性胺交联剂、水性酰阱交联剂、水及助剂的组合物。使用时将A/B组分混合并搅拌均匀，成膜过程中乙酰乙酸基团与底材金属中的金属离子、纳米防锈颜料中的金属离子、交联剂都能发生反应，在常温下交联，形成致密的涂层，解决了普通氯偏涂层机械性能不佳的问题，进一步增强了涂料树脂与基材、树脂与填料间的结合力与附着力，保持了环保性及较好的介质屏蔽性能，具有优异的防腐蚀功能。

Description

一种双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法

技术领域

本发明涉及一种水性氯偏涂料的制造方法，尤其是一种用于水性金属防腐蚀涂料的含乙酸乙酰基团的双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法。

背景技术

水性涂料具有安全环保的特点，被用于取代污染严重的溶剂型涂料，在许多领域都有着广泛的应用。在金属防腐蚀涂料领域，目前研究较多的水性树脂主要有水性丙烯酸酯树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性氟碳树脂、水性无机硅酸盐树脂以及水性氯偏树脂等，其中氯偏树脂成膜致密、吸水率低，涂层具有极好的耐碱性、耐水性、耐湿气性能，因此在水性金属防腐蚀涂料方面有着很大的应用前景。现有的水性氯偏涂料都是单组份的产品，涂料实干后具有较好的介质屏蔽性能，但是存在机械强度低、对底材的附着力不高的问题，易被碰伤导致涂层缺陷而影响防腐蚀效果。而采用含有乙酰乙酸基团的丙烯酸酯单体与偏二氯乙烯聚合，在树脂分子中引入具有交联活性的乙酰乙酸基，可与金属基材中的离子、胺、酰阱等多种物质在常温下反应，形成的涂层具有更加致密的交联结构，进一步增强了涂料树脂与基材、树脂与填料间的结合力与附着力，既保持了水性氯偏涂料的环保性及较好的介质屏蔽性能，又使其具有较好的机械强度、优异的附着力以及长久可靠地防腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，通过双组份交联的方法提高其机械力学性能及对基材的附着力以使水性氯偏涂料具有更加长久可靠地防腐蚀性能，提供一种双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法。

为解决以上技术问题，所采用的技术方案如下：

一种双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料，所述涂料包括A组分和B组分，A组分为乙酰乙酸基的偏氯乙烯胶乳，采用偏二氯乙烯单体及含有乙酰乙酸基团的丙烯酸酯单体高压乳液聚合得到；B组分为纳米防锈颜料、填料、水性胺交联剂、水性酰阱交联剂、水及助剂的组合物。

A组分配方：偏二氯乙烯单体25%～40%；乙酰乙酸基的丙烯酸酯单体1%～20%；甲基丙烯酸异辛酯1%～20%；甲基丙烯酸丁酯1%～20%；乳化剂0.5%～5%；水溶性引发剂0.1%～0.5%；油溶性引发剂0.1%～0.5%；pH调节剂0.2%～1%；去离子水70%～40%；以上为重量百分比；

A组分工艺流程：分别将pH调节剂、乳化剂、水溶性引发剂分别配制成10%的水溶液备用；在反应釜中加入配方量40%的乳化剂溶液，50%的水溶性引发剂溶液，60%的pH调节剂溶液，60%的去离子水搅拌均匀；预乳化罐恒温10±2℃，在预乳化罐中加入剩余60%的乳化剂，40%的pH调节剂，剩余的去离子水，放入冷藏的偏二氯乙烯、乙酰乙酸基的丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯和油溶性引发剂，搅拌30min并加入50%的水溶性引发剂溶液制备预乳化液；反应釜通氮气除氧并控制压力为0.4±0.05MPa，搅拌速度为30～90r/min,反应温度为60℃时一次加入反应釜10%的预乳化液，剩余的预乳化液在4h内匀速加入反应釜，保温1h后将反应釜卸压，升温到70℃～90℃保温60min。

B组分配方：纳米防锈颜料占产品总量的1%～30%；填料1%～60%；水性胺交联剂0.1%～10%；水性酰阱交联剂0.5%～10%；去离子水35%～70%；分散剂0.1%～2%，增稠剂0.1%～2%；消泡剂0.1%～2%；流平剂0.1%～2%；以上为重量百分比；

B组分工艺流程：将上述组分混合后砂磨到细度40微米以下。使用前将A/B组分按1:1比例混合并搅拌均匀。

本发明内容部分涉及到的百分含量为重量百分比。

由于采用了上述方案，产生的效果是显而易见的：由于采用含有乙酰乙酸基团的丙烯酸酯单体与偏二氯乙烯聚合，在树脂分子中引入具有交联活性的乙酰乙酸基，可与B组分中的纳米防锈颜料、水性胺交联剂、水性酰阱交联剂的多种物质在常温反应形成交联，形成的涂层更加致密、耐溶剂，机械性能更好，进一步增强了涂料树脂与基材、树脂与填料间的结合力与附着力，保持了环保性及较好的介质屏蔽性能，具有优异的防腐蚀功能。

具体实施方式

实施例1～4为制备水性氯偏胶乳配方工艺以及水性涂料的配方工艺

实施例1：

A组分配方及工艺如下：

去离子水	500
		偏二氯乙烯	300
乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯	30
		甲基丙烯酸丁酯	40
甲基丙烯酸异辛酯	100
		偶氮二异丁酸二甲酯	3
过硫酸铵	3
		磷酸二氢钾	2
磷酸氢二钾	2
		十二烷基苯磺酸钠	10
脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10	10

分别将磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10、过硫酸铵分别配制成10%的水溶液备用；在反应釜中加入40g的十二烷基苯磺酸钠溶液，40g的脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10，15g过硫酸铵溶液，12g的磷酸二氢钾溶液，12g的磷酸氢二钾溶液，300g的去离子水搅拌均匀；在预乳化罐中加入剩余的乳化剂溶液，pH调节剂溶液，去离子水，使预乳化罐恒温10±2℃，在搅拌状态下计量放入冷藏的偏二氯乙烯300g、乙烯乙酰基丙烯酸乙酯30g、甲基丙烯酸异辛酯100g、甲基丙烯酸丁酯40g和偶氮二异丁酸二甲酯3g，预乳化30min，加入15g过硫酸铵溶液；反应釜通氮气除氧并控制压力为0.4±0.05MPa，搅拌速度为30～90r/min,反应温度为60℃时一次加入釜中57g的预乳化液，剩余的预乳化液在4h内匀速加完，保温1h后将反应釜卸压，升温到70℃～90℃保温30～60min后结束。

B组分配方及工艺如下：

去离子水	510
		三聚磷酸钠	4
聚丙烯酸铵	2
		消泡剂DC-62	3
纳米氧化锌	100
		铁红	200
磷酸锌	150
		聚醚多元醇脂肪胺	1
己二酰阱	20
		增稠剂RM-12W	5
流平剂RM-2020	5

将上述组分混合后砂磨到细度40微米以下即可。将砂磨好的浆料与氯偏胶乳按1：1混合，搅拌均匀即得防腐蚀涂料。

实施例2：

A组分配方及工艺如下：

去离子水	500
		偏二氯乙烯	350
乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯	40
		甲基丙烯酸丁酯	30
甲基丙烯酸异辛酯	50
		偶氮二异丁酸二甲酯	3
过硫酸钾	3
		磷酸二氢钾	2
磷酸氢二钾	2
		十二烷基苯磺酸钠	10
脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10	10

首先分别将磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10、过硫酸钾分别配制成10%的水溶液备用；在反应釜中加入40g的十二烷基苯磺酸钠溶液，40g的脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10，15g过硫酸钾溶液，12g的磷酸二氢钾溶液，12g的磷酸氢二钾溶液，300g的去离子水搅拌均匀；在预乳化罐中加入剩余的乳化剂溶液，pH调节剂溶液，去离子水，使预乳化罐恒温10±2℃，在搅拌状态下计量放入冷藏的偏二氯乙烯350g、乙烯乙酰基丙烯酸乙酯40g、甲基丙烯酸异辛酯50g、甲基丙烯酸丁酯30g和偶氮二异丁酸二甲酯3g，预乳化30min，加入15g过硫酸钾溶液；反应釜通氮气除氧并控制压力为0.4±0.05MPa，搅拌速度为30～90r/min,反应温度为60℃时一次加入釜中57g的预乳化液，剩余的预乳化液在4h内匀速加完，加完后保温1h后将反应釜卸压，升温到70℃～90℃保温30～60min后结束。

B组分配方及工艺如下：

去离子水	510
		三聚磷酸钠	4
聚丙烯酸铵	2
		消泡剂901W	3
纳米氧化锌	100
		铁红	250
磷酸锌	100
		聚醚多元醇脂肪胺	1
己二酰阱	20
		增稠剂RM-12W	5
流平剂RM-2020	5

实施例3：

A组分配方及工艺如下：

去离子水	505
		偏二氯乙烯	310
乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯	20
		甲基丙烯酸丁酯	50
甲基丙烯酸异辛酯	100
		偶氮二异丁酸二乙酯	3
过硫酸铵	3
		碳酸氢钠	2
磷酸氢二钾	2
		醇醚磺基琥珀酸酯钠NRS-138	10
脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10	5

分别将磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、醇醚磺基琥珀酸酯钠、脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10、过硫酸铵分别配制成10%的水溶液备用；在反应釜中加入40g的醇醚磺基琥珀酸酯钠溶液，20g的脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10，15g过硫酸铵溶液，12g的碳酸氢钠溶液，12g的磷酸氢二钾溶液，305g的去离子水搅拌均匀；在预乳化罐中加入剩余的乳化剂溶液，pH调节剂溶液，去离子水，使预乳化罐恒温10±2℃，在搅拌状态下计量放入冷藏的偏二氯乙烯310g、乙烯乙酰基丙烯酸乙酯20g、甲基丙烯酸异辛酯100g、甲基丙烯酸丁酯40g和偶氮二异丁酸二甲酯3g，预乳化30min，加入15g过硫酸铵溶液；反应釜通氮气除氧并控制压力为0.4±0.05MPa，搅拌速度为30～90r/min,反应温度为60℃时一次加入釜中57g的预乳化液，剩余的预乳化液在4h内匀速加完，加完后保温1h后将反应釜卸压，升温到70℃～90℃保温30～60min后结束。

B组分配方及工艺如下：

去离子水	500
		三聚磷酸钠	4
聚丙烯酸铵	2
		消泡剂DC-62	3
纳米氧化锌	110
		铁红	200
磷酸锌	150
		聚醚多元醇脂肪胺	5
己二酰阱	15
		增稠剂RM-12W	5
流平剂RM-2020	5

实施例4：

A组分配方及工艺如下：

去离子水	500
		偏二氯乙烯	300
乙酰乙酸基甲基丙烯酸丁酯	70
		甲基丙烯酸丁酯	40
甲基丙烯酸异辛酯	60
		偶氮二异丁酸二甲酯	3
过硫酸铵	3
		磷酸二氢钾	2
磷酸氢二钾	2
		十二烷基苯磺酸钠	10
脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10	10

分别将磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10、过硫酸铵分别配制成10%的水溶液备用；在反应釜中加入40g的十二烷基苯磺酸钠溶液，40g的脂肪醇聚氧乙烯醚SE-10，15g过硫酸铵溶液，12g的磷酸二氢钾溶液，12g的磷酸氢二钾溶液，300g的去离子水搅拌均匀；在预乳化罐中加入剩余的乳化剂溶液，pH调节剂溶液，去离子水，使预乳化罐恒温10±2℃，在搅拌状态下计量放入冷藏的偏二氯乙烯300g、乙烯乙酰基丙烯酸丁酯70g、甲基丙烯酸异辛酯60g、甲基丙烯酸丁酯40g和偶氮二异丁酸二甲酯3g，预乳化30min，加入15g过硫酸铵溶液；反应釜通氮气除氧并控制压力为0.4±0.05MPa，搅拌速度为30～90r/min,反应温度为60℃时一次加入釜中57g的预乳化液，剩余的预乳化液在4h内匀速加完，加完后保温1h后将反应釜卸压，升温到70℃～90℃保温30～60min后结束。

B组分配方及工艺如下：

去离子水	510
		三聚磷酸钠	4
聚丙烯酸铵	2
		消泡剂DC-62	3
纳米氧化锌	100
		铁红	200
磷酸锌	150
		聚醚多元醇脂肪胺	10
己二酰阱	50
		增稠剂RM-12W	5
流平剂RM-2020	5

Claims

1.一种双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法，其特征在于：所述涂料包括A组分和B组分，A组分为含有乙酰乙酸基团的偏氯乙烯胶乳，B组分为纳米防锈颜料、填料、水性胺交联剂、水性酰阱交联剂、水及助剂的组合物；

A组分配方：偏二氯乙烯单体25%～40%；乙酰乙酸基的丙烯酸酯单体1%～20%；甲基丙烯酸异辛酯1%～20%；甲基丙烯酸丁酯1%～20%；乳化剂0.5%～5%；水溶性引发剂0.1%～0.5%；油溶性引发剂0.1%～0.5%；pH调节剂0.2%～1%；去离子水40%～70%；

制成A组分的反应包含以下步骤：

（1）分别将pH调节剂、乳化剂、水溶性引发剂分别配制成10%的水溶液备用；

（2）在反应釜中加入配方量40%的乳化剂溶液，50%的水溶性引发剂溶液，60%的pH调节剂溶液，60%的去离子水搅拌均匀；

（3）预乳化罐恒温10±2℃，在预乳化罐中加入剩余60%的乳化剂，40%的pH调节剂，剩余的去离子水，放入冷藏的偏二氯乙烯单体、乙酰乙酸基的丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯和油溶性引发剂，搅拌30min并加入50%的水溶性引发剂溶液制备预乳化液；

（4）反应釜通氮气除氧并控制压力为0.4±0.05MPa，搅拌速度为30～90r/min,反应温度为60℃时一次加入反应釜10%的预乳化液，剩余的预乳化液在4h内匀速加入反应釜，保温1h后将反应釜卸压，升温到70℃～90℃保温60min；

B组分配方：纳米防锈颜料占产品总量的1%～30%；填料1%～60%；水性胺交联剂0.1%～10%；水性酰阱交联剂0.5%～10%；去离子水35%～70%；分散剂0.1%～2%，增稠剂0.1%～2%；消泡剂0.1%～2%；流平剂0.1%～2%；

B组分工艺流程：将上述组分混合后砂磨到细度40微米以下；

将A/B组分按1:1比例混合并搅拌均匀即得双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料。

2.根据权利要求1所述的一种双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法，其特征在于，A组分配方中，

所述的含有乙酰乙酸基团的丙烯酸酯单体包括乙酰乙酸基甲基丙烯酸丁酯，乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯或乙酰乙酸基甲基丙烯酸甲酯的一种或多种；

所述的乳化剂包括烷基苯磺酸钠，醇醚磺基琥珀酸酯钠，脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种混合物；

所述的水溶性引发剂包括过叔丁基过氧化氢，硫酸钠，过硫酸钾，过硫酸铵，亚硫酸氢钠中的一种或几种混合物；

所述的油溶性引发剂包括偶氮二异丁酸二甲酯，偶氮二异丁酸二乙酯，偶氮二异丁腈，过氧化苯甲酰中的一种或几种混合物；

所述的pH调节剂包括碳酸氢钠，碳酸氢铵，氨水，氢氧化镁，磷酸二氢钠，磷酸氢二钠, 磷酸二氢钾，磷酸氢二钾中的一种或几种混合物。

3. 根据权利要求1所述的一种双组份常温交联水性氯偏金属防腐蚀涂料的制造方法，其特征在于，B组分配方中，

所述的纳米防锈颜料包括纳米氧化锌，纳米二氧化硅，纳米二氧化钛，纳米氧化锆或纳米三氧化二铝中的一种或几种混合物；

所述的填料包括铁红，硫酸钡，碳酸钙，硅微粉，磷酸锌，铁钛粉，磷钼酸锌，三聚磷酸铝中的一种或几种混合物；

所述的水性胺交联剂包括聚醚多元醇脂肪胺，脂肪族多胺中的一种或几种混合物；

所述的水性酰阱交联剂包括己二酰肼；

所述的分散剂包括三聚磷酸钠，聚磷酸铵，聚丙烯酸钠，聚丙烯酸铵中的一种或几种混合物；

所述的增稠剂包括罗门哈斯RM-8W、RM-12W，明凌PUR42、PUR80中的一种或几种混合物；

所述的消泡剂包括迪高901W、902W，道康宁DC-62中的一种或几种混合物；

所述的流平剂包括罗门哈斯RM-2020。