CN103122189A

CN103122189A - 一种用于金属重防腐的涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN103122189A
Application number: CN2011103691741A
Authority: CN
Inventors: 李为立; 张勤; 孙家麟
Original assignee: ZHENJIANG YINHAI ALUMINUM CO Ltd
Current assignee: ZHENJIANG YINHAI ALUMINUM CO Ltd
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-05-29

Abstract

本发明公开了一种用于金属重防腐的涂料及其制备方法，该涂料按质量百分比含量由组分：端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂为20～35％，1000目鳞片状锌粉为20～45％，600目～800目球状锌粉为10～20％，400目～800目磷铁粉为5～10％，有机膨润土为1～2％，乙酸丁酯为15～20％组成。制备方法是先通过溶液聚合方法合成端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，然后将各组分混合，通过高速搅拌研磨均匀，至细度在50μm以下。本发明的新型涂料干燥后其漆膜具有干燥快、力学性能好、耐腐蚀性、耐候性好等优点，适用于铝板、钢板或马口铁等通用金属底材的腐蚀防护与装饰。

Description

一种用于金属重防腐的涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于金属防护涂料技术领域，涉及一种基于端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂的底面合一金属重防腐涂料及其制备方法。

背景技术

传统的丙烯酸涂料是指以丙烯酸(酯)、甲基丙烯酸(酯)为主要单体，其与同其它含乙烯基的单体共聚合反应而生成的丙烯酸共聚树脂，再调入适当的颜料、填料、助剂，即为丙烯酸涂料。相对于其他如醇酸树脂、环氧树脂配制的涂料，其具有色浅、保色性、保光性、耐候性好，光泽和硬度高等优点。但基于纯丙烯酸树脂的涂料，其耐热性较差，特别是热塑性的丙烯酸涂料高温易返粘、沾尘，低温变脆等缺点，影响其进一步的推广。在金属防腐领域应用未及醇酸树脂或环氧树脂广泛。

为克服传统的丙烯酸树脂的缺陷，将其广泛应用于金属重防腐领域。本发明通过将端乙烯基硅油与丙烯酸混合单体进行共聚改性，合成对端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，其加入特殊的防护与装饰功能的鳞片状锌粉，结合普通的球状锌粉、磷铁粉等，制备既可作底漆也可作面漆的底面合一金属重防腐涂料。该有机-无机杂化树脂的主链上丙烯酸共聚物具有成膜性好、柔韧性佳及易加工的特点，接枝的硅油链段因链节为-Si-O-Si-结构，具有无机物二氧化硅的安全可靠、无毒、无污染、无腐蚀、耐老化以及使用寿命长等性能。有机基团与无机基团通过化学键共聚相结合，其主体树脂的特点使得其兼具有机和无机材料的双重优点，基于该树脂的涂料具有优异的耐腐蚀、憎水、耐高低温、化学稳定、耐溶剂等特点，适宜应用于金属重防腐领域。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的丙烯酸树脂的缺陷，提供一种基于端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂的用于金属重防腐的涂料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明是先通过合成端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，然后在该主体树脂中加入有机膨润土以及乙酸丁酯溶剂混合分散均匀后，再依次加入鳞片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉等各种填料，经高速分散，并研磨后，细度低于50μm时而获得。本发明实现目的所采取的技术方案是：

一种用于金属重防腐的涂料，按质量百分比含量由组分：端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂为20～35％，鳞片状锌粉为20～45％，球状锌粉为10～20％，磷铁粉为5～10％，有机膨润土为1～2％，乙酸丁酯为15～20％组成。

其中，所述端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，合成其物质的组分按组成质量百分比：甲基丙烯酸甲酯为25～40％，苯乙烯为10～15％，丙烯酸异辛酯为2～6％，丙烯酸羟乙酯为1～4％，端乙烯基硅油为0.5～5％，偶氮二异丁腈为1～2％，乙酸丁酯为40～50％组成。

所述的鳞片状锌粉的粒径大小为1000目。

所述的球状锌粉的粒径大小范围为600目～800目。

所述的磷铁粉的粒径大小范围为400目～800目。

所述的端乙烯基硅油的粘度为20000mPa·s～80000mPa·s。

为了达到上述目的，本发明实现目的所采取的另一个技术方案是：

上述所述的一种用于金属重防腐的涂料的制备方法，包括如下步骤：

1、将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和80％含量的偶氮二异丁腈搅拌混合，得到混合反应单体，在反应容器中加入乙酸丁酯以及混合反应单体总量的10％后，升温至70～80℃，反应0.3～1小时后，再滴加剩余混合反应单体，滴加混合反应单体时间控制在0.5～2小时，滴完后保温1～2小时，再加入端乙烯基硅油(20000mPa·s～80000mPa·s)与剩余20％质量含量的偶氮二异丁腈，温度控制在80～90℃，反应2～5小时，降至室温，出料，得到端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，备用。

2、在搅拌下将有机膨润土倒入乙酸丁酯中，然后倒入步骤1端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，以中速1000～2000转/分搅拌10～15分钟，混合后，依次加入鳞片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉，再以高速2000～3000转/分搅拌20～30分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

本发明的优点和有益效果主要在于：

1、通过端乙烯基硅油的共聚改性，改进提高了传统丙烯酸树脂的耐候、耐温性，另外由于其极性相对丙烯酸树脂要低，其整体的憎水性有所增强，有利于漆膜的耐水、耐蚀性提高。

2、涂料中鳞片状锌粉的加入，由于锌金属具有良好的延展性，其鳞片规格容易控制、可方便的获得较高的鳞片比表面积，本身耐热性好，导热系数高，表面光线反射率高，因而可以提高涂层的耐热性、耐候性。

3、制备单组份重防腐涂料，克服了传统富锌重防腐底漆双组分限制，操作使用时间无限制，喷漆后，漆膜快速干燥固化，形成良好保护涂层。

具体实施方式：

以下结合实例对本发明做进一步具体描述，但不局限于此。

实施例1：

一.端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂合成

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将25份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、4份丙烯酸异辛酯、2份丙烯酸羟乙酯和1.2g偶氮二异丁腈按比例搅拌混合，得到混合反应单体，在反应容器中加入50份乙酸丁酯以及混合反应单体总量的10％即4.6份，升温70℃，反应1小时后，再滴加剩余混合单体，滴加单体时间为1小时，滴完后再在70℃下保温1小时，再加入端乙烯基硅油(80000mPa·s)2.5份与偶氮二异丁腈0.3份，温度控制在85℃，反应3小时，降至室温，出料。

二.金属重防腐涂料的制备

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

在搅拌下将有机膨润土倒入乙酸丁酯中，然后倒入端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，在1000转速下中速搅拌15分钟，加入鳞片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉，在2500转速下高速搅拌25分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

实施例2：

一.端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂合成

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将40份甲基丙烯酸甲酯、10份苯乙烯、2份丙烯酸异辛酯、1份丙烯酸羟乙酯和0.8份偶氮二异丁腈按比例搅拌混合，得到混合反应单体，在反应容器中加入41份乙酸丁酯以及混合反应单体总量的10％即5.3份，升温75℃，反应0.5小时后，再滴加剩余混合单体，滴加时间为2小时。滴完后在75℃下保温2小时，再加入端乙烯基硅油(20000mPa·s)5份与偶氮二异丁腈0.2份，温度控制在90℃，反应2小时，降至室温，出料。

二.金属重防腐涂料的制备

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将有机膨润土倒入乙酸丁酯中，然后倒入端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，在2000转速下中速速搅拌10分钟，加入鳞片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉，在2000转速下高速搅拌30分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

实施例3：

一.端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂合成

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将35份甲基丙烯酸甲酯、12.5份苯乙烯、6份丙烯酸异辛酯、4份丙烯酸羟乙酯和1.6份偶氮二异丁腈按比例搅拌混合，得到混合反应单体，在反应容器中加入40份乙酸丁酯以及混合反应单体总量的10％即5.75份，升温80℃，反应0.3小时后，再滴加剩余混合单体，滴加时间为1.5小时。滴完后，在80℃下保温1.5小时，再加入端乙烯基硅油(20000mPa·s)0.5份与偶氮二异丁腈0.4份，温度控制在80℃，反应5小时，降至室温，出料。

二.金属重防腐涂料的制备

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将有机膨润土倒入乙酸丁酯中，然后倒入端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，在1500转速下中速速搅拌13分钟，加入鳞片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉，在3000转速下高速搅拌20分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

实施例4

一.端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂合成

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将30份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、5份丙烯酸异辛酯、2份丙烯酸羟乙酯和1.6份偶氮二异丁腈按比例搅拌混合，得到混合反应单体，在反应容器中加入42份乙酸丁酯以及混合反应单体总量的10％即5.2份，温度升至80℃，反应0.3小时后，再滴加剩余混合单体，滴加时间为0.5小时。滴完后，在80℃下保温1.5小时，再加入端乙烯基硅油5份与偶氮二异丁腈0.4份，温度控制在80℃，反应5小时，降至室温，出料。

二.金属重防腐涂料的制备

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将有机膨润土倒入乙酸丁酯中，然后倒入端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，在1800转速下中速速搅拌12分钟，加入鳞片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉，在2800转速下高速搅拌24分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。

对比实施例

为对比了解使用端羟基聚二甲基硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂以及加入鳞片状锌粉对制备的涂料性能的提高的幅度。同样方法，合成未用端羟基聚二甲基硅氧烷改性的丙烯酸酯，采用市场常用的球状锌粉及磷铁粉，制备防腐蚀涂料。

一.纯丙烯酸树脂的合成

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和偶氮二异丁腈按上述比例混合，搅拌溶解，在反应容器中加入四氢呋喃，升温80℃，滴加混合单体，滴完后保温5小时，降至室温，出料。

二.基于丙烯酸树脂的普通防腐蚀涂料的制备

(一)按质量百分比含量配备组分

(二)制备

将改性膨润土增稠剂倒入乙酸丁酯中，然后倒入丙烯酸树脂，在1000转速下混合搅拌15分钟，加入球状锌粉、磷铁粉，在2500转速下混合搅拌25分钟，使细度达到50μm以下，即得对比样品。

漆膜固化及其性能比较：

按照实施例1～4，合成与配制的基于改性丙烯酸树脂的重防腐涂料，将其通过喷涂或刷涂、辊涂方式，涂覆于金属上，室温干燥成膜，7天后测试性能。同时，按照同样工艺，合成与制备未经改性的丙烯酸酯防腐涂料，以其作为对比样，进行性能表征。见表一和表二。

表一.基于改性丙烯酸树脂的防腐蚀涂料性能指标

表二.基于普通丙烯酸树脂的防腐蚀涂料性能指标

。

Claims

1.一种用于金属重防腐的涂料，其特征在于，按质量百分比含量由组分：端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂为20～35％，鳞片状锌粉为20～45％，球状锌粉为10～20％，磷铁粉为5～10％，有机膨润土为1～2％，乙酸丁酯为15～20％组成。

2.如权利要求1所述的用于金属重防腐的涂料，其特征在于，所述端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，按质量百分比含量由组分：甲基丙烯酸甲酯为25～40％，苯乙烯为10～15％，丙烯酸异辛酯为2～6％，丙烯酸羟乙酯为1～4％，端乙烯基硅油为0.5～5％，偶氮二异丁腈为1～2％，乙酸丁酯为40～50％组成。

3.如权利要求1所述的用于金属重防腐的涂料，其特征在于，所述的鳞片状锌粉的粒径大小为1000目。

4.如权利要求1所述的用于金属重防腐的涂料，其特征在于，所述的球状锌粉的粒径大小范围为600目～800目。

5.如权利要求1所述的用于金属重防腐的涂料，其特征在于，所述的磷铁粉的粒径大小范围为400～800目。

6.如权利要求2所述的用于金属重防腐的涂料，其特征在于，所述的端乙烯基硅油的粘度为20000mPa·s～80000mPa·s。

7.一种如权利要求1所述的用于金属重防腐的涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和80％质量的偶氮二异丁腈搅拌混合，得到混合反应单体，在反应容器中加入乙酸丁酯以及混合反应单体总量的10％后，升温至70～80℃，反应0.3～1小时后，再滴加剩余混合反应单体，滴加混合反应单体时间控制在0.5～2小时，滴完后保温1～2小时，再加入端乙烯基硅油与20％质量的偶氮二异丁腈，温度控制在80～90℃，反应2～5小时，降至室温，出料，得到端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，备用；

步骤2、在搅拌下将有机有机膨润土倒入乙酸丁酯中，然后倒入步骤1端乙烯基硅油共聚丙烯酸树脂，以中速1000～2000转/分搅拌10～15分钟，混合后，依次加入鳞片状锌粉、球状锌粉、磷铁粉，再以高速2000～3000转/分搅拌20～30分钟，使细度达到50μm以下，即得本发明的成品。