CN103396736B - 新型水性免除锈气雾型防腐底漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆及其制备方法，所述新型水性免除锈气雾型防腐底漆，包括组份及重量份含量如下：水溶性树脂50.0-55.0份，水25.0-35.0份，助溶剂3.0-8.0份，分散剂1.0-2.0份，润湿剂0.5-1.0份，消泡剂0.5-1.0份，功能性填料12.0-31.0份，防腐剂0.2-0.5份，缓蚀剂0.5-1.0份，渗透剂0.1-0.5份，增稠剂0.2-1.0份，DME抛射剂40.0-50.0份，所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂，其固含量为48-52%。本发明新型水性免除锈气雾型防腐底漆，能够彻底解决二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差的问题，且用气雾罐的形式包装使用，具有较高的储存稳定性和施工性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆及其制备方法。
背景技术
水性免除锈防腐底漆可以在钢铁表面带锈施工，免去了传统的喷砂、抛丸打磨工艺，极大提高了生产效率和节省了大量施工费用，又由于极低的VOC（volatileorganiccompounds，挥发性有机化合物）排放，对环境污染较少，近年来得到了极大的发展和应用。
目前市场上销售的水性免除锈防腐底漆主要是采用水性聚合物乳液为成膜物，通过添加磷化液、磷酸和单宁酸单独或复配使用，但这些产品普遍存在着储存稳定性差，而且对锈蚀层的渗透性差和转化效率低，成膜能力差和钝化层致密性低，钝化层与基底及与其它涂层的层间附着力不好，容易造成二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性差的问题。
市售的水性免除锈防腐底漆主要采用的是刷涂和空气喷涂施工方法，其中以刷涂施工应用最广泛，而对于一些结构特殊的管道内壁和高层钢结构，采用普通的施工方法较为困难，有些部位的施工很难到达，会留有死角隐患，这些隐患部位对钢铁结构的防腐效果带来严重的影响。而且高层钢结构体系在施工时由于受到环境限制，涂料的携带也极为不方便。将水性免除锈防腐底漆装入气雾灌进行喷涂，就可以从根本上解决以上难题，但是水性类气雾漆的开发目前是一个世界难题，其中最关键的是如何解决体系的储存稳定性问题。影响体系储存稳定性的主要因素是水性树脂、助剂、颜填料和抛射剂之间的相溶性问题，常规水性聚合物乳液对水溶性抛射剂二甲醚（DME）的容忍性较低，储存后容易破乳，储存稳定性很差。
开发新型水性免除锈气雾型防腐底漆，主要应该解决的问题有：1、解决水性树脂、助剂、颜/填料和DME抛射剂之间的相溶性问题，提高产品的储存稳定性和施工性；2、解决传统水性免除锈防腐底漆容易二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆，通过选用一种含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂作为成膜物质，使制得的新型水性免除锈气雾型防腐底漆能以气雾罐的形式包装使用，并具有较高的储存稳定性和施工性，且能进一步解决二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差等问题。
本发明的另一目的在于提供一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，施工设备简单易得、工艺操作简单，所制得的新型水性免除锈气雾型防腐底漆能进一步解决二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差等问题，可用气雾罐的形式包装使用，并具有较高的储存稳定性和施工性。
为实现上述目的，本发明提供一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆，包括组份及重量份含量如下：
水溶性树脂50.0-55.0份，
水25.0-35.0份，
助溶剂3.0-8.0份，
分散剂1.0-2.0份，
润湿剂0.5-1.0份，
消泡剂0.5-1.0份，
功能性填料12.0-31.0份，
防腐剂0.2-0.5份，
缓蚀剂0.5-1.0份，
渗透剂0.1-0.5份，
增稠剂0.2-1.0份，
DME抛射剂40.0-50.0份，
所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂，其固含量为48-52%。
所述含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂为含有复合有机酸性基团的环氧改性聚甲基氢硅氧烷。
所述功能性填料包括磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌和云母氧化铁，其用量分别为：
磷酸锌3.0-8.0份，
三聚磷酸二氢铝3.0-8.0份，
氧化锌1.0-5.0份，
云母氧化铁5.0-10.0份。
所述分散剂为高分子嵌段结构的丙烯酸-聚氨酯共聚物分散剂。
所述润湿剂为炔二醇类润湿剂；所述渗透剂为高分子有机硅氧烷聚合物。
本发明还提供一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，提供底漆原料，包括组份及重量份含量如下：
水溶性树脂50.0-55.0份，
水25.0-35.0份，
助溶剂3.0-8.0份，
分散剂1.0-2.0份，
润湿剂0.5-1.0份，
消泡剂0.5-1.0份，
功能性填料12.0-31.0份，
防腐剂0.2-0.5份，
缓蚀剂0.5-1.0份，
渗透剂0.1-0.5份，
增稠剂0.2-1.0份，
DME抛射剂40.0-50.0份，
所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂，其固含量为48-52%；
步骤2，将水和50%的水溶性树脂的置于第一容器中，然后在300-500r/min低速搅拌下将助溶剂、分散剂、润湿剂、消泡剂按顺序加入，然后300-500r/min低速分散5-8min，确保助剂分散均匀；
步骤3，将功能性填料在300-500r/min低速搅拌下缓慢加入，然后1800-2000r/min高速分散8-10min后置于研磨容器中，控制温度低于100℃，继续高速2800-3000r/min研磨25-30min，保证研磨均匀且研磨后各原料的细度小于或等于50μm；
步骤4，细度合格后，在第一容器中于300-500r/min低速搅拌下缓慢加入余下的50%水溶性树脂，以及防腐剂、缓蚀剂、渗透剂和增稠剂，得到料液并调整料液粘度；
步骤5，将调好粘度的料液过滤灌装至内壁有防腐涂层的气雾罐，装上阀门扎盖，然后充入DME抛射剂，制成新型水性免除锈气雾型防腐底漆。
所述含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂为含有复合有机酸性基团的环氧改性聚甲基氢硅氧烷。
所述渗透剂为高分子有机硅氧烷聚合物；所述分散剂为高分子嵌段结构的丙烯酸-聚氨酯共聚物分散剂；所述润湿剂为炔二醇类润湿剂；所述功能性填料包括磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌和云母氧化铁，其用量分别为：
磷酸锌3.0-8.0份，
三聚磷酸二氢铝3.0-8.0份，
氧化锌1.0-5.0份，
云母氧化铁5.0-10.0份。
所述步骤3中，研磨时控制温度在20-40℃；研磨后各原料细度为40-50μm。
所述步骤4中调节料液粘度至40-60秒（25℃，涂-4杯），所述步骤5中过滤时使用50目滤网进行过滤。
本发明的有益效果：本发明新型水性免除锈气雾型防腐底漆，能够彻底解决二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差的问题，且用气雾罐的形式包装使用，具有较高的储存稳定性和施工性，能够长时间保存，可广泛应用于石化储存设备和钢铁结构设备的表面涂装防护，具有性能超效稳定、环保、携带方便和容易施工的优势。本发明新型水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，施工设备简单易得、工艺操作简单，所制得的新型水性免除锈气雾型防腐底漆所制得的新型水性免除锈气雾型防腐底漆能进一步解决二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差等问题，可用气雾罐的形式包装使用，并具有较高的储存稳定性和施工性。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明新型水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法的流程图；
图2为本发明新型水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法的制备工艺图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明提供一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆，包括组份及重量份含量如下：
水溶性树脂50.0-55.0份，
水25.0-35.0份，
助溶剂3.0-8.0份，
分散剂1.0-2.0份，
润湿剂0.5-1.0份，
消泡剂0.5-1.0份，
功能性填料12.0-31.0份，
防腐剂0.2-0.5份，
缓蚀剂0.5-1.0份，
渗透剂0.1-0.5份，
增稠剂0.2-1.0份，
DME抛射剂40.0-50.0份，
所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂，其固含量为48-52%；其重量份含量优选为53.0-55.0份，特别优选为55.0份。其可以通过将带有氢键的羧酸或磺酸类复合有机酸性基团接枝到具有高分子线性结构及带有低极性基团的特性的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂上的方法进行制备。本实施例中的含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂可以通过下述方法制备，先用聚甲基氢硅氧烷和环氧氯丙烷进行共聚合成反应，再通过硅氢化反应将带有氢键酸性的复合有机酸性基团接枝在环氧改性聚甲基氢硅氧烷中所制得，此时所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的环氧改性聚甲基氢硅氧烷。
所述功能性填料可以为带锈防腐底漆常用的功能性填料，主要作用是提供多种离子（如PO4 3-、HPO3 2-、Zn2+、Al3+等）与锈蚀层中的Fe2+、Fe3+离子通过化学键的结合形成复杂的惰性络合物，具体的，可以为磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌、云母氧化铁等。在本实施例中，所述功能性填料包括磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌和云母氧化铁，其用量（重量份）分别为：
磷酸锌3.0-8.0份，
三聚磷酸二氢铝3.0-8.0份，
氧化锌1.0-5.0份，
云母氧化铁5.0-10.0份。
使用所述含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂作为成膜物质，具有下列优势：
1、利用水溶性环氧改性有机硅树脂的高分子线性结构和带有低极性基团的特性，形成与DME二甲醚抛射剂的良好相容性，破解了常规水性聚合物乳液对二甲醚的容忍性较低，储存后容易破乳的难题，制成的气雾漆具有良好的储存稳定性和施工性。
2、利用接枝的复合有机酸性基团和功能性填料水解形成的多种离子（如PO4 3-、HPO3 2-、Zn2+、Al3+等）与锈蚀层中的Fe2+、Fe3+离子通过化学键的结合形成复杂的惰性络合物，抑制金属的腐蚀，同时水溶性环氧改性有机硅树脂因为线性结构和带有低极性基团的特性，比水性聚合物乳液类的成膜物对基材的渗透能力更强，配合高分子聚合物渗透剂的超级渗透性，形成双重渗透，携带复合有机酸性基团和多种离子深入渗透锈蚀底层，与锈蚀层充分钝化反应，极大提高了钝化效率，使钝化更彻底，依靠水溶性树脂的自交联成膜特性，使钝化漆膜更加致密，形成一个高封闭性、高附着力的钝化交织层，且与其它涂层的附着力优异，彻底解决了二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差的问题。
所述渗透剂优选为高分子有机硅氧烷聚合物，固含量大于90%，其重量份含量优选为0.3-0.5份，特别优选为0.5份。
所述分散剂优选为高分子嵌段结构的丙烯酸-聚氨酯共聚物分散剂，分散效率超强，其重量份含量优选为1.2-1.5份，特别优选为1.3份。
所述润湿剂为不含APEO（alkylphenolethoxylate，烷基酚聚氧乙烯醚）、低稳泡、润湿效果超强的炔二醇类润湿剂。
请参阅图1及图2，本发明还提供一种新型水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，提供底漆原料，包括组份及重量份含量如下：
水溶性树脂50.0-55.0份，
水25.0-35.0份，
助溶剂3.0-8.0份，
分散剂1.0-2.0份，
润湿剂0.5-1.0份，
消泡剂0.5-1.0份，
功能性填料12.0-31.0份，
防腐剂0.2-0.5份，
缓蚀剂0.5-1.0份，
渗透剂0.1-0.5份，
增稠剂0.2-1.0份，
DME抛射剂40.0-50.0份，
所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂，其固含量为48-52%；其重量份含量优选为53.0-55.0份，特别优选为55.0份。其可以通过将带有氢键的羧酸或磺酸类复合有机酸性基团接枝到具有高分子线性结构和带有低极性基团的特性的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂上的方法进行制备。本实施例中的含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂可以通过下述方法制备，先用聚甲基氢硅氧烷和环氧氯丙烷进行共聚合成反应，再通过硅氢化反应将带有氢键酸性的复合有机酸性基团接枝在环氧改性聚甲基氢硅氧烷中所制得，此时所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的环氧改性聚甲基氢硅氧烷。
所述功能性填料可以为带锈防腐底漆常用的功能性填料，主要作用是提供多种离子（如PO4 3-、HPO3 2-、Zn2+、Al3+等）与锈蚀层中的Fe2+、Fe3+离子通过化学键的结合形成复杂的惰性络合物，具体的，可以为磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌、云母氧化铁等。在本实施例中，所述功能性填料包括磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌和云母氧化铁，其用量（重量份）分别为：
磷酸锌3.0-8.0份，
三聚磷酸二氢铝3.0-8.0份，
氧化锌1.0-5.0份，
云母氧化铁5.0-10.0份。
所述渗透剂优选为高分子有机硅氧烷聚合物，固含量大于90%，其重量份含量优选为0.3-0.5份，特别优选为0.5份。
所述分散剂优选为高分子嵌段结构的丙烯酸-聚氨酯共聚物分散剂，分散效率超强，其重量份含量优选为1.2-1.5份，特别优选为1.3份。
所述润湿剂为不含APEO、低稳泡、润湿效果超强的炔二醇类润湿剂。
步骤2，将水和50%的水溶性树脂的置于第一容器中，然后在300-500r/min低速搅拌下将助溶剂、分散剂、润湿剂、消泡剂按顺序加入，然后300-500r/min低速分散5-8min，确保助剂分散均匀。
所述第一容器可以为调漆罐。
步骤3，将功能性填料在300-500r/min低速搅拌下缓慢加入，然后1800-2000r/min高速分散8-10min后置于研磨容器中，控制温度低于100℃，继续2800-3000r/min高速研磨25-30min，保证研磨均匀且研磨后细度小于或等于50μm。
研磨时，需要控制温度低于100℃，在研磨过程中可以通过常用的冷却装置，例如循环水冷却系统等，实现降温以控制温度的目的，控制研磨温度能够减少副反应的发生，进一步保证底漆质量，其优选温度范围为20-40℃。所述研磨容器可以为研磨罐。
保证研磨后各原料细度小于或等于50μm，能确保功能性填料与其他成分的良好接触，使用时更易渗透到锈层内部，以达到更好的使用效果，其优选细度为40-50μm。
步骤4，细度合格后，在第一容器中于300-500r/min低速搅拌下缓慢加入余下的50%水溶性树脂，以及防腐剂、缓蚀剂、渗透剂和增稠剂，得到料液并调整料液粘度。
具体的，调节料液粘度到＜100S（25℃，涂-4杯），优选粘度为40-60S（25℃，涂-4杯），其能够保证最终制备的新型水性免除锈气雾型防腐底漆喷涂性能和成膜效果。
步骤5，将调好粘度的料液过滤灌装至内壁有防腐涂层的气雾罐，装上阀门扎盖，然后充入DME抛射剂，制成新型水性免除锈气雾型防腐底漆。
其中，过滤时优选使用50目滤网进行过滤。
所述DME（二甲醚）抛射剂为水溶性抛射剂。
不同于溶剂型气雾涂料，所述新型水性免除锈气雾型防腐底漆中水性体系会对普通气雾罐有一定腐蚀作用，为了阻止水性体系对罐体的腐蚀，保证新型水性免除锈气雾型防腐底漆的长期保存和使用，故所述气雾罐内壁涂有耐水性体系腐蚀的防腐涂层。
综上所述，本发明新型水性免除锈气雾型防腐底漆，能够彻底解决二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差的问题，且用气雾罐的形式包装使用，具有较高的储存稳定性和施工性，能够长时间保存，可广泛应用于石化储存设备和钢铁结构设备的表面涂装防护，具有性能超效稳定、环保、携带方便和容易施工的优势。本发明新型水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，施工设备简单易得、工艺操作简单，所制得的新型水性免除锈气雾型防腐底漆所制得的新型水性免除锈气雾型防腐底漆能进一步解决二次生锈、除锈不彻底、耐腐蚀性较差等问题，可用气雾罐的形式包装使用，并具有较高的储存稳定性和施工性。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种水性免除锈气雾型防腐底漆，其特征在于，包括组份及重量份含量如下：
所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂，其固含量为48-52％；
所述含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂为含有复合有机酸性基团的环氧改性聚甲基氢硅氧烷；
所述功能性填料提供离子与锈蚀层中的Fe2+、Fe3+离子通过化学键的结合形成复杂的惰性络合物。
2.如权利要求1所述的水性免除锈气雾型防腐底漆，其特征在于，所述功能性填料包括磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌和云母氧化铁，其用量分别为：
3.如权利要求1所述的水性免除锈气雾型防腐底漆，其特征在于，所述分散剂为高分子嵌段结构的丙烯酸-聚氨酯共聚物分散剂。
4.如权利要求1所述的水性免除锈气雾型防腐底漆，其特征在于，所述润湿剂为炔二醇类润湿剂；所述渗透剂为高分子有机硅氧烷聚合物。
5.一种水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，提供底漆原料，包括组份及重量份含量如下：
所述水溶性树脂为含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂，其固含量为48-52％；
步骤2，将水和50％的水溶性树脂的置于第一容器中，然后在300-500r/min低速搅拌下将助溶剂、分散剂、润湿剂、消泡剂按顺序加入，然后300-500r/min低速分散5-8min，确保助剂分散均匀；
步骤3，将功能性填料在300-500r/min低速搅拌下缓慢加入，然后1800-2000r/min高速分散8-10min后置于研磨容器中，控制温度低于100℃，继续高速2800-3000r/min研磨25-30min，保证研磨均匀且研磨后各原料的细度小于或等于50μm；
步骤4，细度合格后，在第一容器中于300-500r/min低速搅拌下缓慢加入余下的50％水溶性树脂，以及防腐剂、缓蚀剂、渗透剂和增稠剂，得到料液并调整料液粘度；
步骤5，将调好粘度的料液过滤灌装至内壁有防腐涂层的气雾罐，装上阀门扎盖，然后充入DME抛射剂，制成新型水性免除锈气雾型防腐底漆；
所述功能性填料提供离子与锈蚀层中的Fe2+、Fe3+离子通过化学键的结合形成复杂的惰性络合物。
6.如权利要求5所述的水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，其特征在于，所述含有复合有机酸性基团的高分子水溶性环氧改性有机硅树脂为含有复合有机酸性基团的环氧改性聚甲基氢硅氧烷。
7.如权利要求5所述的水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，其特征在于，所述渗透剂为高分子有机硅氧烷聚合物；所述分散剂为高分子嵌段结构的丙烯酸-聚氨酯共聚物分散剂；所述润湿剂为炔二醇类润湿剂；所述功能性填料包括磷酸锌、三聚磷酸二氢铝、氧化锌和云母氧化铁，其用量分别为：
8.如权利要求5所述的水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，研磨时控制温度在20-40℃；研磨后各原料细度为40-50μm。
9.如权利要求5所述的水性免除锈气雾型防腐底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤4中调节料液粘度至40-60秒，25℃，涂-4杯，所述步骤5中过滤时使用50目滤网进行过滤。
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| CN101209442A (zh) * | 2007-12-25 | 2008-07-02 | 谢祯礼 | 涂装生产中过喷漆雾的清洁及再循环使用 |
| CN102776501A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-11-14 | 东莞市闻誉实业有限公司 | 一种铝和铝合金无铬钝化方法及无铬钝化液 |
-
2013
- 2013-08-01 CN CN201310332354.1A patent/CN103396736B/zh active Active
Patent Citations (4)
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| Title |
|---|
| 一种新型水性气雾漆的研制;陈炳耀等;《中国涂料》;20111231;第26卷(第12期);摘要及表1表2 * |
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| Publication number | Publication date |
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