CN104277652B - 一种水性防腐涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉10‑20份、云母5‑13份、改性磷酸锌20‑45份、氧化锌3‑10份、滑石粉10‑25份、高岭土5‑7份、纳米二氧化钛3‑15份、2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇0.1‑0.5份、消泡剂0.2‑2.5份、成膜助剂10‑18份、增稠剂5‑8份、水80‑120份。本发明所述水性防腐涂料，其耐水性和防腐蚀性好，用于户外和腐蚀环境中，使用寿命长。

Description

一种水性防腐涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性防腐涂料。
背景技术
我国是一个发展中国家，正处于工业化发展过程中，经济快速增长，但是与此同时，我国的环境问题日益变得突出和复杂，金属的腐蚀无处不在。目前，我国每年因金属材料的腐蚀造成超过5000亿元的损失，钢铁作为最主要的金属材料，其腐蚀防护具有非常重要的意义，特别是在沿海城市烟雾严重地区和酸雨及环境污染严重地区。采用涂料涂装防止金属腐蚀是应用最广泛、最有效、最经济的手段。水性涂料因为具有来源方便、易于净化、低成本、低粘度、无毒性、无刺激、不燃性及良好的涂布适用性等特点，己成为未来主要发展方向。
丙烯酸脂类乳液具有优越的耐候性、耐老化性能好、保光性、光泽度高、优良的粘接性、外观细腻、成膜性好等优点，是常用的水性涂料之一，在水性丙烯酸涂料中，水性丙烯酸依靠单体的亲水性或者乳化剂的亲水性形成稳定的乳液，在成膜后这些亲水基团就导致漆膜的耐水性极差，使得到的水性丙烯酸涂料防腐蚀性能和耐水性差，一般耐盐雾只能达到100-200小时，不能满足社会的要求，需要进行改性。
发明内容
本发明提出了一种水性防腐涂料，其耐水性和防腐蚀性好，用于户外和腐蚀环境中，使用寿命长。
本发明提出了一种水性防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉10-20份、云母5-13份、改性磷酸锌20-45份、氧化锌3-10份、滑石粉10-25份、高岭土5-7份、纳米二氧化钛3-15份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.1-0.5份、消泡剂0.2-2.5份、成膜助剂10-18份、增稠剂5-8份、水80-120份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉12-16份、云母6-10份、改性磷酸锌25-32份、氧化锌4-7份、滑石粉16-22份、高岭土5.5-6.3份、纳米二氧化钛5-11份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.2-0.36份、消泡剂0.8-1.6份、成膜助剂12-15份、增稠剂5.8-7份、水89-106份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉15份、云母7份、改性磷酸锌29份、氧化锌4.6份、滑石粉19份、高岭土6.2份、纳米二氧化钛8份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.28份、消泡剂1.3份、成膜助剂13.6份、增稠剂6.2份、水100份。
优选地，所述有机氟硅改性丙烯酸酯乳液采用种子乳液聚合法制备。
优选地，在种子乳液聚合法制备有机氟硅改性丙烯酸乳液的过程中，所用单体按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯30-50份、丙烯酸丁酯10-20份、缩水甘油酯5-10份、丙烯酸6-18份、KH-5705-12份、1,3,5,7-四甲基四乙烯基环四硅氧烷3-5份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5-10份。
优选地，所述改性磷酸锌为磷酸铁锌、磷钼酸锌中的一种或者两种的组合。
优选地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的一种或者两种的组合。
优选地，所述成膜助剂选用聚乙二醇、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚中的一种或者多种的组合。
本发明中，采用了有机氟硅改性丙烯酸酯乳液为成膜物，其具有优异的透明性、成膜性、良好的耐油性和耐候性、机械稳定性和良好的粘附性，同时因为有机氟单体具有较高的热稳定性、化学惰性、耐腐蚀性和耐紫外老化性能，改性后的丙烯酸乳液耐水性、耐油性、耐候性、耐化学性等性能都得到了很大的提高，又因为有机硅单体的引入，使改性后的丙烯酸乳液的耐沾污性、耐高低温性和耐水性得到了提高；复合铁钛粉是一种新型防锈颜料，无污染，价格低廉，应用在改性丙烯酸体系中，形成的漆膜平整而无针孔和气孔，其中的纳米粉体微粒的分子结构发生了变异，使分子结构处于缺电子状态，其电子云发生了偏移，微粒带正电，与基体之间具有强的吸附力，提高了涂料与基体之间的附着力；云母可以显著提高漆膜的机械性能、增强韧性、抗附着力和抗水分穿透能力，提高漆膜的耐水和耐腐蚀性能；改性磷酸锌能与铁离子反应，在铁表面形成致密、硬度高、附着力强的钝化膜，从而抑制了阳极极化，具有较好的防腐蚀性能；由于氧化锌具有吸收紫外光的能力，它能与涂料中的羧酸根离子形成配位化合物从而降低涂膜中水的敏感性，因此氧化锌可以提高涂膜的耐候性和抗粉化性能力，氧化锌中的锌离子与阴极区的氢氧根反应，生成氢氧化锌从而起到阴极极化作用，同时可以与表面羟基、羧基络合，从而提高涂层的附着力和抗渗性；选择了复合铁钛粉、云母、改性磷酸锌和氧化锌配合使用作为防腐蚀填料，提高涂料耐水性和耐腐蚀性的同时能起到稳定体系pH值的作用；选用滑石粉、纳米二氧化钛和高岭土配合作为填料用在涂料中，可以起到骨架的作用，防止颜料沉底结块，防止涂料流挂和涂料龟裂，并提高涂膜的耐水性、耐磨性、耐久性、抗紫外线性能和涂刷性；2-氨基-2-甲基-1-丙醇可以使颜料分散更为充分，有利于提高光泽，同时与防腐蚀填料配合可以提高涂料的pH稳定性，有助于降低钢和铁的闪锈。
本发明中，通过选择合适的原料，调整原料的含量处于最优的比例，使各原料的性能相互协调配合，得到的水性防腐涂料耐水性和耐腐蚀性好，可以应用在户外和腐蚀环境中。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施方式中，本发明所述水性防腐涂料，其原料中，有机氟硅改性丙烯酸酯乳液的重量份为100份，复合铁钛粉的重量份可以为10.3、11、11.5、12.6、13、14、14.6、15.4、16.2、17、17.5、18、18.9、19、19.4份，云母的重量份可以为5.6、6.3、7.4、8、8.5、9、9.2、10.5、11、12、12.6份，改性磷酸锌的重量份可以为20.6、21、21.5、22、22.3、23、23.5、24、24.3、26、26.8、30、31、32.6、33、33.4、34、35、36、37.9、39、40、40.6、41、42、43、43.5、44、44.6份，氧化锌的重量份可以为3.6、4.5、5、5.6、6、6.2、7.6、8、8.3、9、9.5份，滑石粉的重量份可以为10.6、11、11.3、12、12.4、13、13.5、14、14.6、15、15.7、16.4、17、17.6、18、18.9、20、21、21.3、22.4、23、24、24.7份，高岭土的重量份可以为5.3、5.7、6、6.4、6.8份，纳米二氧化钛的重量份可以3.5、4、4.6、5.3、6、6.2、7、7.3、8.4、9、9.6、10、10.3、11.4、12、12.5、13、13.6、14、14.5份，2-氨基-2-甲基-1-丙醇的重量份可以为0.12、0.18、0.21、0.26、0.3、0.33、0.39、0.4、0.45、0.48份，消泡剂的重量份可以为0.25、0.3、0.4、0.5、0.56、0.6、0.7、0.89、1.0、1.1、1.15、1.2、1.26、1.4、1.56、1.7、1.8、1.9、1.95、2.0、2.1、2.2、2.3、2.45份，成膜助剂的重量份可以为10.6、11、11.3、12.4、13、13.3、14、14.5、15.6、16、16.4、17、17.6份，增稠剂的重量份可以为5.6、6、6.3、7.4、7.8份，水的重量份可以为80.6、81、82、83、84.5、85、86、87、88.6、90、91.3、92、93、94、94.8、95、96、97、98、99、101、102.6、103、105、106.8、108、109、110、112、113、115、116、118、118.9、119.6份。
实施例1
本发明所述水性防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉10份、云母13份、改性磷酸锌20份、氧化锌10份、滑石粉10份、高岭土7份、纳米二氧化钛3份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.5份、消泡剂0.2份、成膜助剂18份、增稠剂5份、水120份。
对本实施例中所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料进行性能检测，检测结果如表1所示。
表1 实施例1所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料性能检测结果
性能测试项目 实施例1 市售
粘度 50 45
表干时间(min) 25 45
实干时间(h) 10 18
附着力(级) 1 1
铅笔硬度 2H H
耐冲击性(Kg.cm) 53 50
柔韧性(mm) 2 3
耐水性 18天漆膜正常 14天漆膜轻微起泡
吸收率(％) 0.21 0.51
耐盐水性 14天少量起泡 12天起泡锈蚀
耐烟雾性 96h少量锈蚀 96h锈蚀严重
实施例2
本发明所述水性防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉20份、云母5份、改性磷酸锌45份、氧化锌3份、滑石粉25份、高岭土5份、纳米二氧化钛15份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.1份、消泡剂2.5份、聚乙二醇10份、增稠剂8份、水80份；其中，所述有机氟硅改性丙烯酸酯乳液采用种子乳液聚合法制备。
对本实施例中所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料进行性能检测，检测结果如表2所示。
表2 实施例2所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料性能检测结果
性能测试项目 实施例2 市售
粘度 48 45
表干时间(min) 22 45
实干时间(h) 13 18
附着力(级) 1 1
铅笔硬度 2H H
耐冲击性(Kg.cm) 52 50
柔韧性(mm) 2 3
耐水性 16天漆膜正常 14天漆膜轻微起泡
吸收率(％) 0.20 0.51
耐盐水性 15天少量起泡 12天起泡锈蚀
耐烟雾性 96h少量锈蚀 96h锈蚀严重
实施例3
本发明所述水性防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉15.4份、云母10.5份、磷酸铁锌10份、磷钼酸锌13份、氧化锌7.6份、滑石粉14份、高岭土6份、纳米二氧化钛5.3份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.39份、矿物油类消泡剂1.15份、丙二醇苯醚3份、醇酯十二12份、增稠剂7.4份、水103份；
其中，所述有机氟硅改性丙烯酸酯乳液采用种子乳液聚合法制备，在种子乳液聚合法制备有机氟硅改性丙烯酸乳液的过程中，所用单体按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯30份、丙烯酸丁酯20份、缩水甘油酯10份、丙烯酸6份、KH-5705份、1,3,5,7-四甲基四乙烯基环四硅氧烷5份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5份。
对本实施例中所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料进行性能检测，检测结果如表3所示。
表3 实施例3所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料性能检测结果
性能测试项目 实施例3 市售
粘度 46 45
表干时间(min) 30 45
实干时间(h) 15 18
附着力(级) 1 1
铅笔硬度 2H H
耐冲击性(Kg.cm) 51 50
柔韧性(mm) 2 3
耐水性 18天漆膜正常 14天漆膜轻微起泡
吸收率(％) 0.26 0.51
耐盐水性 14天少量起泡 12天起泡锈蚀
耐烟雾性 96h少量锈蚀 96h锈蚀严重
实施例4
本发明所述水性防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉17份、云母8份、磷钼酸锌22.2份、氧化锌8.9份、滑石粉17份、高岭土6.9份、纳米二氧化钛11份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.33份、有机硅类消泡剂2.3份、成膜助剂13份、增稠剂5.7份、水111份；
其中，所述有机氟硅改性丙烯酸酯乳液采用种子乳液聚合法制备，在种子乳液聚合法制备有机氟硅改性丙烯酸乳液的过程中，所用单体按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯50份、丙烯酸丁酯10份、缩水甘油酯5份、丙烯酸18份、KH-57012份、1,3,5,7-四甲基四乙烯基环四硅氧烷3份、甲基丙烯酸十二氟庚酯10份。
对本实施例中所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料进行性能检测，检测结果如表4所示。
表4 实施例4所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料性能检测结果
性能测试项目 实施例4 市售
粘度 50 45
表干时间(min) 29 45
实干时间(h) 14 18
附着力(级) 1 1
铅笔硬度 2H H
耐冲击性(Kg.cm) 54 50
柔韧性(mm) 2 3
耐水性 19天漆膜正常 14天漆膜轻微起泡
吸收率(％) 0.20 0.51
耐盐水性 16天少量起泡 12天起泡锈蚀
耐烟雾性 96h少量锈蚀 96h锈蚀严重
实施例5
本发明所述水性防腐涂料，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉15份、云母7份、磷酸铁锌29份、氧化锌4.6份、滑石粉19份、高岭土6.2份、纳米二氧化钛8份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.28份、矿物油类消泡剂0.6份、有机硅类消泡剂0.7份、聚乙二醇2份、丙二醇苯醚3份、醇酯十二5份、乙二醇丁醚3.6份、增稠剂6.2份、水100份；
其中，所述有机氟硅改性丙烯酸酯乳液采用种子乳液聚合法制备，在种子乳液聚合法制备有机氟硅改性丙烯酸乳液的过程中，所用单体按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯46份、丙烯酸丁酯13份、缩水甘油酯7份、丙烯酸14.6份、KH-57011份、1,3,5,7-四甲基四乙烯基环四硅氧烷3.9份、甲基丙烯酸十二氟庚酯6.9份。
对本实施例中所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料进行性能检测，检测结果如表5所示。
表5 实施例5所述水性防腐涂料和市售水性防腐涂料性能检测结果
性能测试项目 实施例5 市售
粘度 55 45
表干时间(min) 22 45
实干时间(h) 9 18
附着力(级) 1 1
铅笔硬度 2H H
耐冲击性(Kg.cm) 55 50
柔韧性(mm) 2 3
耐水性 20天漆膜正常 14天漆膜轻微起泡
吸收率(％) 0.19 0.51
耐盐水性 15天少量起泡 12天起泡锈蚀
耐烟雾性 96h少量锈蚀 96h锈蚀严重
从表1-5可知，本发明所述水性防腐涂料综合性能好，用于户外和腐蚀环境中，使用寿命长。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水性防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉10-20份、云母5-13份、改性磷酸锌20-45份、氧化锌3-10份、滑石粉10-18.9份、高岭土5-7份、纳米二氧化钛3-9.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.1-0.5份、消泡剂0.2-2.5份、成膜助剂10-18份、增稠剂5-8份、水80-120份；所述消泡剂为矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的一种或者两种的组合；所述成膜助剂选用聚乙二醇、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚中的一种或者多种的组合。
2.根据权利要求1所述水性防腐涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：有机氟硅改性丙烯酸酯乳液100份、复合铁钛粉12-16份、云母6-10份、改性磷酸锌25-32份、氧化锌4-7份、滑石粉16-18.9份、高岭土5.5-6.3份、纳米二氧化钛5-9.6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.2-0.36份、消泡剂0.8-1.6份、成膜助剂12-15份、增稠剂5.8-7份、水89-106份。
3.根据权利要求1-2中任一项所述水性防腐涂料，其特征在于，所述有机氟硅改性丙烯酸酯乳液采用种子乳液聚合法制备。
4.根据权利要求3所述水性防腐涂料，其特征在于，在种子乳液聚合法制备有机氟硅改性丙烯酸酯乳液的过程中，所用单体按重量份包括：甲基丙烯酸甲酯30-50份、丙烯酸丁酯10-20份、缩水甘油酯5-10份、丙烯酸6-18份、KH-570 5-12份、1,3,5,7-四甲基四乙烯基环四硅氧烷3-5份、甲基丙烯酸十二氟庚酯5-10份。
5.根据权利要求1-2中任一项所述水性防腐涂料，其特征在于，所述改性磷酸锌为磷酸铁锌、磷钼酸锌中的一种或者两种的组合。
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