CN103183991B - 一种高耐酸水性防锈涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐酸水性防锈涂料，它是由下述重量份的原料组成:苯丙乳液70-80、纯丙乳液24-30、乙醇6-8、乙二醇丁醚1-3、三乙醇胺2-3、对苯二酚1-3、2，6-？二叔丁基对甲酚1-3、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠3-4、酒石酸2-3、枸椽酸1-2、改性粘合剂1-2、1-羟基苯并三氮唑0.6-0.9、聚丙烯酸钠0.3-0.5、去离子水适量；本发明涂料对基体附着力、防腐性、附着力等综合性能优良,完全能替代喷砂、抛丸的涂装前处理工艺,对已生锈的未经预处理的钢铁表面提供长久高效的保护，不仅显著延长防腐蚀面漆的使用寿命，而且防腐蚀涂装过程更加简单、高效、经济、环保。

Description

一种高耐酸水性防锈涂料及其制备方法
技术领域
    本发明主要涉及一种水性涂料，尤其涉及一种高耐酸水性防锈涂料及其制备方法。
背景技术
为了保护钢铁不受腐蚀，延长其使用寿命，对钢铁进行防腐蚀涂装成为一种最经济和有效的方法。为了获得优良的耐腐蚀性能，涂装前必须把钢材上的铁锈清除干净，否则会由于铁锈的不断膨胀导致漆膜和防腐效果很差，因此，铁锈的除锈处理是涂装工艺的重要组成部分，对防腐蚀涂装的成败起着决定性的作用。但是许多大型建筑、桥梁、船舶、等复杂的钢结构构件在维修过程中由于受施工条件的限制，难以采用机械化施工方法，只能采用手工或电动工具进行除锈，其结果必然有铁锈和各种腐蚀产物的残留，导致除锈质量难以得到保证、施工艰难、费用巨大。除锈是一种十分繁重的工作，既耗费大量工时又增加费用。据报道钢板涂装费用分配比例为：表面除锈42％，施工30％，涂料19％。目前国内钢结构防腐依然沿用喷砂后进行涂装的老工艺,虽然防腐效果较好,但喷砂、抛丸工艺也存在着复杂结构件有死角、耗费电能高、粉尘污染、噪声污染、成本高等诸多缺点,故制备能够直接在锈面上施工的带锈涂料是非常必要的。
传统的工艺采用磷酸作为转化剂,尽管磷酸能使锈蚀转化为磷化膜，但由于氢气析出，漆膜易起泡,导致附着力下降。其依靠亚微米高分子胶束上接枝的复合有机酸基团，将铁锈还原成具有防锈能力的钝化成分，同时高分子胶束在整个金属基体上发生分子级的重新排列，通过交叉成膜形成一张致密的大网，因为膜层直接与基材通过化学键结合，而且膜层的分子级重新排列使颗粒间几乎没有空隙，因此膜层具有高封闭性、高除锈性能、高附着力，从而彻底解决除锈后涂装前的二次生锈问题以及除锈不彻底造成短期内的二次腐蚀问题。
复合多羟基有机物分子牢固地和金属表面结合的过程称作配位或螯合。在此技术中，涂覆于已生锈的金属表面的高分子聚合物分子的在成膜时是定向排列的：聚合物链上众多锚固团一端和基材Fe或和铁锈的主要成分Fe(OH)2\Fe(OH)3、FeO\Fe2O3等铁离子键合形成高度稳定的化学配位键，另一端成膜形成典型的疏水性屏障。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供高耐酸水性防锈涂料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高耐酸水性防锈涂料，它是由下述重量份的原料组成：
苯丙乳液70-80、纯丙乳液24-30、乙醇6-8、乙二醇丁醚1-3、三乙醇胺2-3、对苯二酚1-3、2，6- 二叔丁基对甲酚1-3、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠3-4、酒石酸2-3、枸椽酸1-2、改性粘合剂1-2、1-羟基苯并三氮唑0.6-0.9、聚丙烯酸钠0.3-0.5、去离子水适量；
所述的改性粘合剂的制备方法为：
（1）将偏硅酸钠与其重量2-3%的3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、1-2%的1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、2-3%的聚丙烯酸钠、0.8-1%的过氧化二异丙苯混合加入到混合料10-15倍的去离子水，高速1300-1500转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干，粉碎得粉末；
（2）将上述得到的粉末超声分散于其质量8-10倍的浓度为60-70%的乙二醇中,得到分散液；
（3）在上述分散液中加入分散液重量2-4%的二乙醇胺，低速200-300转/分搅拌2-3分钟，加入醋酸或醋酸钠调节pH 值为4-5，球磨处理2-3小时，即得所述改性粘合剂。
一种高耐酸水性防锈涂料，所述的偏硅酸钠的细度为5-10nm。
一种高耐酸水性防锈涂料，所述的乙醇的浓度为65-75%。
一种高耐酸水性防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取上述乙醇重量的40-50%，加入到2-3倍去离子水中，再加入上述对苯二酚和2，6- 二叔丁基对甲酚，搅拌至溶解，得溶解液；
（2）将上述1-羟基苯并三氮唑加入到剩余的乙醇中，搅拌使其完全溶解，再加入上述酒石酸和枸椽酸，搅拌后与上述溶解液混合；
（3）将上述苯丙乳液和纯丙乳液混合，在200-300转/分的搅拌速度下，滴加上述混合液，滴加完毕后，再依次加入上述三乙醇胺、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、改性粘合剂，搅拌均匀后，将物料加热到40-50℃，继续搅拌15-20分钟，最后加入剩余原料，搅拌，即得所述高耐酸水性防锈涂料。
本发明的优点是：
 本发明用的苯丙乳液和纯丙乳液具有良好的相溶性和稳定性，解决了目前水性带锈涂料成膜连续性、均匀性、附着力差的问题，加入得改性粘合剂具有高分散稳定性和高效粘合性，其均匀的分布在金属表面，使得金属具有高的致密性及抗离子的渗透性，与各种助剂混合使用改善了传统防锈涂料的稳定性差、涂膜欠均匀等缺点；
本发明涂料对基体附着力、防腐性、附着力等综合性能优良,完全能替代喷砂、抛丸的涂装前处理工艺,对已生锈的未经预处理的钢铁表面提供长久高效的保护，不仅显著延长防腐蚀面漆的使用寿命，而且防腐蚀涂装过程(可以用刷子直接涂覆)更加简单、高效、经济、环保。
具体实施方式
实施例1
一种高耐酸水性防锈涂料，它是由下述重量份(公斤)的原料组成：
苯丙乳液80、纯丙乳液30、乙醇8、乙二醇丁醚1、三乙醇胺3、对苯二酚1、2，6- 二叔丁基对甲酚3、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠4、酒石酸2、枸椽酸1-2、改性粘合剂1、1-羟基苯并三氮唑0.9、聚丙烯酸钠0.5、去离子水60；
所述的改性粘合剂的制备方法为：
（1）将偏硅酸钠与其重量3%的3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、2%的1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、3%的聚丙烯酸钠、0.8%的过氧化二异丙苯混合加入到混合料15倍的去离子水，高速1500转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干，粉碎得粉末；
（2）将上述得到的粉末超声分散于其质量10倍的浓度为70%的乙二醇中,得到分散液；
（3）在上述分散液中加入分散液重量4%的二乙醇胺，低速300转/分搅拌2分钟，加入醋酸或醋酸钠调节pH 值为5，球磨处理3小时，即得所述改性粘合剂。
一种高耐酸水性防锈涂料，所述的偏硅酸钠的细度为10nm。
一种高耐酸水性防锈涂料，所述的乙醇的浓度为75%。
一种高耐酸水性防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取上述乙醇重量的50%，加入到3倍去离子水中，再加入上述对苯二酚和2，6- 二叔丁基对甲酚，搅拌至溶解，得溶解液；
（2）将上述1-羟基苯并三氮唑加入到剩余的乙醇中，搅拌使其完全溶解，再加入上述酒石酸和枸椽酸，搅拌后与上述溶解液混合；
（3）将上述苯丙乳液和纯丙乳液混合，在300转/分的搅拌速度下，滴加上述混合液，滴加完毕后，再依次加入上述三乙醇胺、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、改性粘合剂，搅拌均匀后，将物料加热到50℃，继续搅拌20分钟，最后加入剩余原料，搅拌，即得所述高耐酸水性防锈涂料。
性能测试：
本发明涂料可以达到均匀储存稳定性18月以上，明显提高水性带锈涂料涂膜耐水性能，在25℃下150h涂膜不起泡、不脱落，进一步提高对铁锈的转化速度和程度，确保在30min内铁锈转化程度达到98%。
具体技术指标见表：
项  目 性能指标 测试标准
涂膜外观 黑色平整光滑 目测
表干时间（h） 0.5 GB/T 1728 - 79
实干时间（h） 5 GB/T 1728 - 79
铁锈转化时间 15min 目测
铁锈转化程度 100% 目测
附着力（级） 1 GB/T 1720 - 79
硬度（H） 2 GB/T 1720 - 79
耐水性h) 140 GB/T 1733 - 93
耐酸性(h) 75 GB/T 1728 - 79
毒性与可燃性 无毒, 不燃  

Claims (4)

1.一种高耐酸水性防锈涂料，其特征在于它是由下述重量份的原料组成：
苯丙乳液70-80、纯丙乳液24-30、乙醇6-8、乙二醇丁醚1-3、三乙醇胺2-3、对苯二酚1-3、2，6- 二叔丁基对甲酚1-3、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠3-4、酒石酸2-3、枸椽酸1-2、改性粘合剂1-2、1-羟基苯并三氮唑0.6-0.9、聚丙烯酸钠0.3-0.5、去离子水适量；
所述的改性粘合剂的制备方法为：
（1）将偏硅酸钠与其重量2-3%的3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、1-2%的1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、2-3%的聚丙烯酸钠、0.8-1%的过氧化二异丙苯混合加入到混合料10-15倍的去离子水，高速1300-1500转/分搅拌，得到分散液，分散液烘干，粉碎得粉末；
（2）将上述得到的粉末超声分散于其质量8-10倍的浓度为60-70%的乙二醇中,得到分散液；
（3）在上述分散液中加入分散液重量2-4%的二乙醇胺，低速200-300转/分搅拌2-3分钟，加入醋酸调节pH 值为4-5，球磨处理2-3小时，即得所述改性粘合剂。
2.根据权利要求1所述的一种高耐酸水性防锈涂料，其特征在于所述的偏硅酸钠的细度为5-10nm。
3.根据权利要求1所述的一种高耐酸水性防锈涂料，其特征在于所述的乙醇的浓度为65-75%。
4.一种如权利要求1所述的高耐酸水性防锈涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取上述乙醇重量的40-50%，加入到2-3倍去离子水中，再加入上述对苯二酚和2，6- 二叔丁基对甲酚，搅拌至溶解，得溶解液；
（2）将上述1-羟基苯并三氮唑加入到剩余的乙醇中，搅拌使其完全溶解，再加入上述酒石酸和枸椽酸，搅拌后与上述溶解液混合；
（3）将上述苯丙乳液和纯丙乳液混合，在200-300转/分的搅拌速度下，滴加上述混合液，滴加完毕后，再依次加入上述三乙醇胺、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、改性粘合剂，搅拌均匀后，将物料加热到40-50℃，继续搅拌15-20分钟，最后加入剩余原料，搅拌，即得所述高耐酸水性防锈涂料。
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