CN103897510B - 水性带锈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
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 (9)
1.水性带锈防锈涂料,其特征在于,所述水性带锈防锈涂料用于底面合一的漆料,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;
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,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。
3.根据权利要求1或2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。
4.根据权利要求1或2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。
5.根据权利要求1或2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。
6.根据权利要求1或2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。
7.根据权利要求1或2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。
8.权利要求1至7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。
9.如权利要求8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。
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