CN103897510A - 水性带锈防锈涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性带锈防锈涂料及其制备方法，由苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、转化剂、转化促进剂、流平剂、消泡剂、分散剂、增稠剂和水制成，该涂料不含有机溶剂，对环境友好、无污染，具有底面合一的特点和优异的物理化学防锈、转锈功能，既适用于有锈蚀、坚硬氧化皮层或旧漆膜的钢材表面的防锈，又适用于无锈钢材表面的防锈，其制备方法简单，施工方便，涂料中两种转化剂的复配增强了涂料与铁锈的结合力，可在生锈的钢材表面直接涂刷，适用于喷涂、刷涂和淋涂等多种施工方式，涂装成本低，能够完全满足城市道路设施、桥梁、油气管道、工程机械设备和船舶等的防锈保护要求。

Description

水性带锈防锈涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，涉及一种水性涂料，及其制备方法。

背景技术

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是现代主要的工业和建筑结构类型之一，但其容易腐蚀的特点给国民经济带来了巨大的损失。为了保护钢材不生锈，常采用在其表面涂装一层涂料。以往在使用涂料前，必须对基材彻底除锈，甚至要求完成露出金属基体本色。大型的钢铁装置和设施，例如储油罐，铁架、铁桥，水闸门、船舶等，往往只能采用手工除锈的方式，不仅劳动强度大、效率低，而且锈难以除净。中小型钢铁制件可采用喷丸除锈的方式，尽管除锈效果好，但因粉尘大、噪音大、严重污染环境且工价昂贵，受到种种限制。随着工业的发展，钢铁架桥、大型管道等工程越来越多，以上除锈方法远不能满足工程需要，因此有必要开发一种可直接涂刷锈蚀钢材表面的涂料。

申请号为98112434.8和201010214310.5的中国专利分别公开了有机溶剂型甲、乙双组份带锈防锈涂料，使用前两组份分装，使用时按比例混合，施工不便；专利号为200910195915.1的中国专利公开了一种油井管用带锈涂料，该涂料具有抗流挂性能好、表干时间快和底面合一的特点，但涂料所用溶剂为二甲苯，对环境有污染。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种水性带锈防锈涂料，不含有机溶剂，对环境友好、无污染，适用于有锈蚀、坚硬氧化皮层或旧漆膜的钢材表面的防锈，防锈效果好，且施工方便；目的之二在于提供该水性带锈防锈涂料的制备方法，操作简便。

经研究，本发明提供如下技术方案：

1、水性带锈防锈涂料，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液15％～25％，水溶性环氧树脂5％～10％，水溶性丙烯酸树脂1％～5％，氧化铁红1％～5％，石墨烯0％～5％，氧化锌1％～2％，硫酸钡20％～30％，转化剂1％～1.5％，转化促进剂0.5％～1％，流平剂0.05％～0.20％，消泡剂0.05％～0.20％，分散剂0.1％～0.3％，增稠剂1％～2％，余量为水；

所述转化剂为水杨酸、没食子酸、茶多酚、单宁酸、抗坏血酸和草酸中任意两种的混合物；所述转化促进剂为间苯三酚或邻苯二酚；所述流平剂为聚丙烯酸酯类；所述消泡剂为磷酸三丁酯或水性硅油；所述分散剂为不饱和聚氨基酰胺；所述增稠剂为聚丙烯酸盐、羟甲基纤维素、海藻酸盐和琼脂中的任一种。

优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液20％～25％，水溶性环氧树脂5％～10％，水溶性丙烯酸树脂1％～5％，氧化铁红2％～5％，石墨烯1％～5％，氧化锌1％～2％，硫酸钡20％～30％，转化剂1％～1.5％，转化促进剂0.5％～1％，流平剂0.10％～0.20％，消泡剂0.05％～0.20％，分散剂0.1％～0.3％，增稠剂1％～2％，余量为水。

优选的，所述聚丙烯酸酯类为BYK-358N、TR-9358和CN-338中的任一种；所述不饱和聚氨基酰胺为KD7523、BYK-170和HT-130中的任一种。

优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液20％，水溶性环氧树脂8％，水溶性丙烯酸树脂5％，氧化铁红4％，石墨烯2％，氧化锌2％，硫酸钡30％，茶多酚0.2％、单宁酸0.8％、邻苯二酚0.5％，BYK-358N0.10％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.2％，羟甲基纤维素2％，余量为水。

优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液20％，水溶性环氧树脂10％，水溶性丙烯酸树脂2％，氧化铁红2％，石墨烯4％，氧化锌1.5％，硫酸钡25％，草酸0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.5％，TR-93580.20％，磷酸三丁酯0.15％，BYK-1700.3％，海藻酸盐2％，余量为水。

优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液25％，水溶性环氧树脂5％，水溶性丙烯酸树脂1％，氧化铁红5％，石墨烯3％，氧化锌1％，硫酸钡20％，茶多酚0.2％、单宁酸0.8％、邻苯二酚0.5％，BYK-358N0.10％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.2％，羟甲基纤维素2％，余量为水。

优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液25％，水溶性环氧树脂5％，水溶性丙烯酸树脂1％，氧化铁红5％，石墨烯2％，氧化锌1％，硫酸钡20％，草酸0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.5％，TR-93580.20％，磷酸三丁酯0.15％，BYK-1700.3％，海藻酸盐2％，余量为水。

优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液23％，水溶性环氧树脂8％，水溶性丙烯酸树脂4％，氧化铁红3％，石墨烯2％，氧化锌2％，硫酸钡27％，茶多酚0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.8％，BYK-358N0.15％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.3％，羟甲基纤维素2％，余量为水。

2、水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：

a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，分散，得颜填料料浆；

b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米；

c.在搅拌条件下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，搅拌使分散，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。

优选的，所述水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：

a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，以1500转/分钟分散20～50分钟，得颜填料料浆；

b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米；

c.在500转/分钟的搅拌条件下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，加毕继续搅拌20～50分钟，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。

本发明有益效果在于：本发明提供了一种水性的、适用于钢材表面的带锈外防护涂料，该涂料不含有机溶剂，对环境友好、无污染，具有底面合一的特点和优异的物理化学防锈、转锈功能，既适用于有锈蚀、坚硬氧化皮层或旧漆膜的钢材表面的防锈，又适用于无锈钢材表面的防锈；制备方法简单，施工方便，涂料中两种转化剂的复配增强了涂料与铁锈的结合力，可在生锈的钢材表面直接涂刷，适用于喷涂、刷涂和淋涂等多种施工方式，涂装成本低，能够完全满足城市道路设施、桥梁、油气管道、工程机械设备和船舶等的防锈保护要求。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

水性带锈防锈涂料的配方：按质量百分比计由以下组分组成：

苯丙乳液20％，水溶性环氧树脂8％，水溶性丙烯酸树脂5％，氧化铁红4％，石墨烯2％，氧化锌2％，硫酸钡30％，茶多酚0.2％、单宁酸0.8％、邻苯二酚0.5％，BYK-358N0.10％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.2％，羟甲基纤维素2％，加水至100％。

水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂置拉缸中，以1500转/分钟分散30分钟，制得颜填料料浆；

(2)将所得颜填料料浆转移至研磨机中，研磨至细度小于50微米；

(3)将研磨后的颜填料料浆转移至拉缸中，在500转/分钟的搅拌条件下，加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，加毕继续搅拌30分钟，然后用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。

实施例2

水性带锈防锈涂料的配方：按质量百分比计由以下组分组成：

苯丙乳液20％，水溶性环氧树脂10％，水溶性丙烯酸树脂2％，氧化铁红2％，石墨烯4％，氧化锌1.5％，硫酸钡25％，草酸0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.5％，TR-93580.20％，磷酸三丁酯0.15％，BYK-1700.3％，海藻酸盐2％，加水至100％。

水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。

实施例3

水性带锈防锈涂料的配方：按质量百分比计由以下组分组成：

苯丙乳液25％，水溶性环氧树脂5％，水溶性丙烯酸树脂1％，氧化铁红5％，石墨烯3％，氧化锌1％，硫酸钡20％，茶多酚0.2％、单宁酸0.8％、邻苯二酚0.5％，BYK-358N0.10％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.2％，羟甲基纤维素2％，水加至100％。

水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。

实施例4

水性带锈防锈涂料的配方：按质量百分比计由以下组分组成：

苯丙乳液25％，水溶性环氧树脂5％，水溶性丙烯酸树脂1％，氧化铁红5％，石墨烯2％，氧化锌1％，硫酸钡20％，草酸0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.5％，TR-93580.20％，磷酸三丁酯0.15％，BYK-1700.3％，海藻酸盐2％，水加至100％。

水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。

实施例5

水性带锈防锈涂料的配方：按质量百分比计由以下组分组成：

苯丙乳液23％，水溶性环氧树脂8％，水溶性丙烯酸树脂4％，氧化铁红3％，石墨烯2％，氧化锌2％，硫酸钡27％，茶多酚0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.8％，BYK-358N0.15％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.3％，羟甲基纤维素2％，水加至100％。

水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。

本发明所述水性带锈防锈涂料的性能指标和检测方法如表1所示。

表1.性能指标和检测方法

项目	性能指标	检测方法
			涂覆于锈层厚度(μm)	50～80	——
涂膜外观	正常	——
			粘度(25℃/s)	30～50	GB/T1723-93
细度(μm)	＜50	——
			表干时间(h)	＜1.5	GB/T1728-79
实干时间(h)	＜24	GB/T1728-79
			涂膜附着力(级)	一级	GB/T1720-79
耐盐水性(5％NaCl常温浸泡)	72h无腐蚀，无变化	GB/T1763-79
			耐酸性(10％硫酸)	72h无腐蚀，无变化	GB/T9274—88
耐碱性(10％氢氧化钠)	72h无腐蚀，无变化	GB/T9265—88
			户外耐候性(18个月)	未发生腐蚀	——

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液15％～25％，水溶性环氧树脂5％～10％，水溶性丙烯酸树脂1％～5％，氧化铁红1％～5％，石墨烯0％～5％，氧化锌1％～2％，硫酸钡20％～30％，转化剂1％～1.5％，转化促进剂0.5％～1％，流平剂0.05％～0.20％，消泡剂0.05％～0.20％，分散剂0.1％～0.3％，增稠剂1％～2％，余量为水；

所述转化剂为水杨酸、没食子酸、茶多酚、单宁酸、抗坏血酸和草酸中任意两种的混合物；所述转化促进剂为间苯三酚或邻苯二酚；所述流平剂为聚丙烯酸酯类；所述消泡剂为磷酸三丁酯或水性硅油；所述分散剂为不饱和聚氨基酰胺；所述增稠剂为聚丙烯酸盐、羟甲基纤维素、海藻酸盐和琼脂中的任一种。

2.根据权利要求1所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液20％～25％，水溶性环氧树脂5％～10％，水溶性丙烯酸树脂1％～5％，氧化铁红2％～5％，石墨烯1％～5％，氧化锌1％～2％，硫酸钡20％～30％，转化剂1％～1.5％，转化促进剂0.5％～1％，流平剂0.10％～0.20％，消泡剂0.05％～0.20％，分散剂0.1％～0.3％，增稠剂1％～2％，余量为水。

3.根据权利要求1所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，所述聚丙烯酸酯类为BYK-358N、TR-9358和CN-338中的任一种；所述不饱和聚氨基酰胺为KD7523、BYK-170和HT-130中的任一种。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液20％，水溶性环氧树脂8％，水溶性丙烯酸树脂5％，氧化铁红4％，石墨烯2％，氧化锌2％，硫酸钡30％，茶多酚0.2％、单宁酸0.8％、邻苯二酚0.5％，BYK-358N0.10％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.2％，羟甲基纤维素2％，余量为水。

5.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液20％，水溶性环氧树脂10％，水溶性丙烯酸树脂2％，氧化铁红2％，石墨烯4％，氧化锌1.5％，硫酸钡25％，草酸0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.5％，TR-93580.20％，磷酸三丁酯0.15％，BYK-1700.3％，海藻酸盐2％，余量为水。

6.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液25％，水溶性环氧树脂5％，水溶性丙烯酸树脂1％，氧化铁红5％，石墨烯3％，氧化锌1％，硫酸钡20％，茶多酚0.2％、单宁酸0.8％、邻苯二酚0.5％，BYK-358N0.10％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.2％，羟甲基纤维素2％，余量为水。

7.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液25％，水溶性环氧树脂5％，水溶性丙烯酸树脂1％，氧化铁红5％，石墨烯2％，氧化锌1％，硫酸钡20％，草酸0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.5％，TR-93580.20％，磷酸三丁酯0.15％，BYK-1700.3％，海藻酸盐2％，余量为水。

8.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成：苯丙乳液23％，水溶性环氧树脂8％，水溶性丙烯酸树脂4％，氧化铁红3％，石墨烯2％，氧化锌2％，硫酸钡27％，茶多酚0.3％、单宁酸0.7％、邻苯二酚0.8％，BYK-358N0.15％，磷酸三丁酯0.15％，HT-1300.3％，羟甲基纤维素2％，余量为水。

9.权利要求1至8任一项所述的水性带锈防锈涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，分散，得颜填料料浆；

b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米；

c.在搅拌条件下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，搅拌使分散，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。

10.如权利要求9所述的水性带锈防锈涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，以1500转/分钟分散20～50分钟，得颜填料料浆；

b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米；

c.在500转/分钟的搅拌条件下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，加毕继续搅拌20～50分钟，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。