CN103214907A

CN103214907A - 一种水性吸波防腐蚀保护涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN103214907A
Application number: CN2013100808822A
Authority: CN
Inventors: 徐祖顺; 丁敬德; 胡晓熙; 陈俊; 闫凯; 李峥; 郭均平; 杨立文
Original assignee: Hubei University; Guangxi University
Current assignee: Hubei University; Guangxi University
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明公开了一种水性吸波防腐蚀保护涂料及其制备方法。本发明以水性树脂、防锈颜料、防闪锈剂、颜填料、助剂、助溶剂、Fe₃O₄/空心微珠复合材料为原材料基础配方制备的具有吸波防腐及其隔热防火性能的功能性涂料。本发明通过将Fe₃O₄/空心微珠复合材料经搅拌分散制得一种多功能涂料，该涂料具有优异的综合性能：吸波性能良好，光波的吸收范围大、防腐蚀性能、隔热性、防火，抗冲击强度，制得的涂料导质密度小，性能稳定可靠，工艺简单、成本低，可用于隐形材料的，防腐蚀以及隔热保温材料等。

Description

一种水性吸波防腐蚀保护涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及隔热防腐涂料技术领域，具体是一种水性吸波防腐蚀保护涂料及其制备方法。

背景技术

能量的传递一般通过热辐射，热对流和热传导进行，所有阻止能量传递的方法分为物理阻隔，热反射和热辐射三种方法实现，目前的隔热涂料经常采用一些具有特殊结构或者特殊性能的的物质，如二氧化钛、钛酸钾，空心微珠等来提高涂料的隔热性能。而隔热涂料是指一类能有效地阻止热传导，降低涂层表面和内部环境温度的一类涂料，根据机理可分为阻隔型隔热涂料、反射型隔热涂料、辐射型隔热涂料、真空绝热保温涂料和纳米孔超级绝热保温涂料5 类。这类涂料广泛应用于建筑外墙、船舶甲板、汽车外壳和军事航天领域。空心微珠是一种中空质轻的无机材料，具有抗压强度高，绝缘性能等。由于其中空结构，使得热量在传递的过程中导热系数降低，而且空心微珠能够进行一定量的热反射，所以空心微珠通过阻隔和反射能够有效的隔绝了热量的传递，此外，由于空心微珠作为一种新型无机材料，在涂料中具有阻隔空气和水分的作用，能够延缓金属材料的腐蚀。

一方面，四氧化三铁是一种具有光、电、磁等特殊性能的材料，常用作记录材料、磁流体材料，磁性高分子微球和电子材料以及作为颜、填料等。四氧化三铁能够增强涂料对于金属界面的附着力，而且，由于四氧化三铁能够与空气中的氧气进行反应生成氧化铁，在涂层中能够阻止氧气直接对金属进行腐蚀。另一方面，四氧化三铁作为磁性材料，能够吸收一定频率的波段，常用于吸波材料，即隐形材料。如隐形飞机、隐形装甲车及隐形导弹等。实现上述的隐形条件，最有效简捷的方法应属在物体表面涂刷隐形涂层,从而产生了隐形涂层(吸波)材料科研开发及产品制备科学技术的开展。

近些年，随着环保意识的增强，人们对于涂料的要求越来越严格，溶剂型涂料由于其需要采用大量的挥发性溶剂，从而对环境和身体造成很大的伤害，所以使用的越来越少。而水性涂料的分散介质为水，所有具有无毒环保的特性，而且价格也相对低廉，使得其逐渐收到人们的重视，也成为了涂料行业发展的一个趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有隔热防火、增强、防腐蚀以及吸波等综合性能优异的水性吸波防腐蚀保护涂料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的水性吸波防腐蚀保护涂料，其特征在于：按质量百分比它由以下组分组成：Fe₃O₄/空心微珠复合材料为1~20%；润湿剂为0.1~1%；分散剂为0.1~2%；消泡剂为0.1~0.4%；PH调节剂为0.2~2%；防闪锈剂为0.1~0.5%；防锈颜料为5~40%；防锈填料为5~40%；水性树脂为20~60%；助溶剂为2~5%；成膜助剂为1~5%；流平剂为0.1~1%；增稠剂为0.3~2%；余量为水。

作为优选方案，所述Fe₃O₄/空心微珠复合材料是由空心微珠与玻璃体组成，所述的玻璃体表面有一层纳米结构四氧化三铁。

进一步地，所述Fe₃O₄/空心微珠复合材料的空心微珠包含中空玻璃微珠，中空陶瓷微珠，飘珠中的一种或几种，粒径分布为1~150μm。

所述的水性树脂为硅丙树脂、水性丙烯酸酯、水性聚氨酯树脂、醇酸树脂或有机氟树脂。

本发明较好的技术方案为：按质量百分比它由以下组分组成：Fe₃O₄/空心微珠复合材料为1~20%；聚氧乙烯烷芳基醚为0.1~1%；聚丙烯酸盐为0.1~2%；消泡剂为0.1~0.4%；PH调节剂为0.2~2%；FA-179防闪锈剂为0.1~0.5%；防锈颜料为5~40%；防锈填料为5~40%；硅丙树脂为20~60%；丙二醇为2~5%；丙二醇苯醚为1~5%；流平剂为0.1~1%；甲基羟丙基纤维素为0.3~2%；余量为水。

本发明还提供了如上述水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法，它包括如下步骤：

（1）将空心微珠表面羟基化，然后通过共沉淀法、化学共沉淀方法或原位聚合法在空心微珠表面包覆纳米四氧化三铁复合材料，制得Fe₃O₄/空心微珠复合材料：

（2）将分散剂、润湿剂、助溶剂、消泡剂、PH调节剂、防闪锈迹加入到水中，保持分散速度为800~1200r/min，搅拌10~15min；

（3）在步骤（2）得到分散均匀后的混合物中加入颜、填料，保持分散速度为1200~2000r/min，分散30~50min，以保证颜、填料的分散均匀；

（4）然后在步骤（3）得到的混合物中加入水性树脂乳液，成膜助剂，分散10min，

（5）将步骤（4）得到的混合物分散速度调到600~1000r/min，加入所述步骤（1）中的Fe₃O₄/空心微珠复合材料，分散10min；

（6）在步骤（5）得到的混合物中加入增稠剂，流平剂，PH值调节剂，得到水性吸波防腐蚀保护涂料。

进一步地，所述步骤（2）中的助溶剂为乙二醇，丙二醇，200号溶剂油中的一种或者几种；所述润湿剂为烷基芳基醚，聚氧乙烯烷芳基醚，聚乙氧基壬基酚，烷基琥珀磺酸钠，聚氧乙烯基酚醚中的一种或者几种。

进一步地，所述步骤（2）中的分散剂为聚磷酸盐，聚丙烯酸盐，聚苯乙烯/顺丁烯二酸盐，聚异丁烯二酸盐中的一种或者几种；所述消泡剂为硅油，脂肪族酰胺，高分子聚乙二醇，脂肪酸酯，疏水性二氧化硅，聚二甲基硅氧烷，改性聚二甲基硅氧烷及其衍生物中的一种或者几种；所述PH值调节剂为AMP-95，MA-95，氨水，三乙醇胺的一种或者几种。

进一步地，所述步骤（3）中的颜料为钛白粉，立德粉，氧化锌，氧化铁红，炭黑，锑白中的一种或者几种；所述填料为重钙，轻钙，硅灰石粉，纳米二氧化硅，高岭土，云母粉，硅藻土中的一种或者几种。

进一步地，所述步骤（4）中的成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯，乙二醇丁醚，醇酯-12，丙二醇苯醚，乙二醇苯醚醋酸酯中的一种或则几种。

进一步地，所述（6）中的增稠剂为羟乙基纤维素，甲基羟乙基纤维素，甲基羟丙基纤维素，甲基纤维素的一种或者几种。

本发明的优点在于：本发明在制备多功能性涂料过程中，首先制备了Fe₃O₄/空心微珠复合材料，该Fe₃O₄/空心微珠复合材料具有质轻，磁性能等，将Fe₃O₄/空心微珠复合材料作为颜、填料制备的涂料具有多功能，能够显著的提高产品的附加值，可以应用于吸波材料，防腐等方面，使其应用范围更广泛。通过引入四氧化三铁，进一步提高涂料的防腐性能和附着力。而且Fe₃O₄/空心微珠复合材料可用于水性涂料中，由于水性涂料的优良性能，使得其应用的范围更加的广泛。另外，该配方制备的隔热防火、增强、防腐蚀以及吸波等多性能的质轻涂料，而且容易分散均匀，施工方便，具有广泛的应用市场前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例一：

本发明水性吸波防腐蚀保护涂料的各组分含量（以质量百分比计量）为：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

A：W-19 润湿剂、W-519分散剂、AP-7010消泡剂、氨水 PH调节剂、FA-179防闪锈剂、加入到水中，保持分散速度为800~1200 r/min，搅拌10~15min；

B：一次加入磷酸锌、金红石型TiO₂，保持分散速度为1200~2000 r/min，分散20~60min，保证颜、填料分散均匀；

C：将分散速度调到600~1000 r/min，加入水性丙烯酸酯、丙二醇、乙二醇丁醚、Fe₃O₄/空心玻璃微珠复合材料分散30min；

D：加入Tego 100流平剂，调节乳胶漆的流平性，加入WT-105增稠剂调节其粘度为105~115KU，得到水性吸波防腐蚀保护涂料。

实施例二：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

A：将PE-100 润湿剂、W-519分散剂、AP-7010消泡剂、MA-95 PH调节剂、FA-179防闪锈剂、加入到水中，保持分散速度为800~1200 r/min，搅拌10~15min；

B：一次加入三聚磷酸锌颜料、金红石型TiO₂，保持分散速度为1200~2000 r/min，分散20~60min，保证颜、填料分散均匀；

C：将分散速度调到600~1000 r/min，加入硅丙树脂KD-8、丙二醇、醇酯十二、Fe₃O₄/空心玻璃微珠复合材料分散30min；

D：加入Tego100流平剂调节乳胶漆的流平性，加入RM-8W增稠剂调节其粘度为105~115KU，得到功能性涂料。

实施例三：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

A：W-19润湿剂、W-519分散剂、AP-7010消泡剂、AMP-95 PH调节剂、FA-179防闪锈剂、加入到水中，保持分散速度为800~1200 r/min，搅拌10~15min；

B：一次加入磷酸锌颜料、金红石型TiO₂，保持分散速度为1200~2000r/min，分散20~60min，保证颜、填料分散均匀；

C：将分散速度调到600~1000 r/min，加入硅丙树脂、丙二醇、乙二醇丁醚、Fe₃O₄/空心玻璃微珠复合材料分散30min；

D：加入Tego100流平剂调节乳胶漆的流平性，加入WT-120增稠剂调节其粘度为105~115KU，得到功能性涂料。

实施四：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

A：W-19 润湿剂、W-519分散剂、AP-7010消泡剂、AMP-95 PH调节剂、FA-179防闪锈剂加入到水中，保持分散速度为800~1200 r/min，搅拌10~15min；

实施例五：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

实施例六：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

实施例七：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

实施例八：

该水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法过程如下：

本发明的Fe₃O₄/空心微珠复合材料制备水性防腐蚀保护涂料具有以下优良的性能：无毒环保，隔热防火、防腐蚀以及吸波等多性能的质轻涂料。该Fe₃O₄/空心微珠复合材料不仅能够用于水性涂料中，还可以在溶剂型涂料中有良好的应用，同样对于涂料的性能有很多方面的增强作用。实验表面结果表明，所制备的隔热防腐涂料易于分散施工，性能优异，可以广泛的应用于金属仓库，船体或者潜水仪器，石油化工储罐或者隐形飞机，隐形装甲车。

Claims

1.一种水性吸波防腐蚀保护涂料，其特征在于：按质量百分比它由以下组分组成：Fe₃O₄/空心微珠复合材料为1~20%；润湿剂为0.1~1%；分散剂为0.1~2%；消泡剂为0.1~0.4%；PH调节剂为0.2~2%；防闪锈剂为0.1~0.5%；防锈颜料为5~40%；防锈填料为5~40%；水性树脂为20~60%；助溶剂为2~5%；成膜助剂为1~5%；流平剂为0.1~1%；增稠剂为0.3~2%；余量为水。

2.根据权利要求1所述的水性吸波防腐蚀保护涂料，其特征在于：所述Fe₃O₄/空心微珠复合材料是由空心微珠与玻璃体组成，所述的玻璃体表面有一层纳米四氧化三铁。

3.根据权利要求1或2所述的水性吸波防腐蚀保护涂料，其特征在于：所述Fe₃O₄/空心微珠复合材料的空心微珠包含中空玻璃微珠，中空陶瓷微珠，飘珠中的一种或几种，粒径分布为1~150μm。

4.一种如权利要求1所述水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法，它包括如下步骤：

（1）将空心微珠表面羟基化，然后通过共沉淀法、化学共沉淀方法或原位聚合法在空心微珠表面包覆纳米四氧化三铁，制得Fe₃O₄/空心微珠复合材料；

（3）在步骤（2）得到分散均匀后的混合物中加入颜、填料，保持分散速度为1200~2000r/min，分散30~50min；

（4）然后在步骤（3）得到的混合物中加入水性树脂，成膜助剂，分散10min；

5.根据权利要求4所述的水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的助溶剂为乙二醇，丙二醇，200号溶剂油中的一种或者几种；所述润湿剂为烷基芳基醚，聚氧乙烯烷芳基醚，聚乙氧基壬基酚，烷基琥珀磺酸钠，聚氧乙烯基酚醚中的一种或者几种。

6.根据权利要求4所述的水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法料，其特征在于：所述步骤（2）中的分散剂为聚磷酸盐，聚丙烯酸盐，聚苯乙烯/顺丁烯二酸盐，聚异丁烯二酸盐中的一种或者几种；所述消泡剂为硅油，脂肪族酰胺，高分子聚乙二醇，脂肪酸酯，疏水性二氧化硅，聚二甲基硅氧烷，改性聚二甲基硅氧烷及其衍生物中的一种或者几种；所述PH值调节剂为AMP-95，MA-95，氨水，三乙醇胺的一种或者几种。

7.根据权利要求4所述的水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的颜料为钛白粉，立德粉，氧化锌，氧化铁红，炭黑，锑白中的一种或者几种；所述填料为重钙，轻钙，硅灰石粉，纳米二氧化硅，高岭土，云母粉，硅藻土中的一种或者几种。

8.根据权利要求4所述的水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯，乙二醇丁醚，醇酯-12，丙二醇苯醚，乙二醇苯醚醋酸酯中的一种或则几种。

9.根据权利要求4所述的水性吸波防腐蚀保护涂料的制备方法，其特征在于：所述（6）中的增稠剂为羟乙基纤维素，甲基羟乙基纤维素，甲基羟丙基纤维素，甲基纤维素的一种或者几种。