CN104371449A - 一种铝粉金属防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝粉金属防腐涂料及其制备方法,该涂料以改性铝粉颜料,特别是二氧化硅包覆改性铝粉为基础,再配以其他无毒材料配制而成,涂料组分包括水性丙烯酸树脂、聚氨酯成膜剂、成膜助剂、润湿剂、乳化剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、偶联剂、pH调节剂、改性铝粉颜料、去离子水。在水性涂料中,改性的铝粉颜料分散均匀稳定,涂料的防腐效果好,特别是抗紫外线,适用于金属的防腐,尤其是室外的金属构件;并且不含溶剂,无毒环保,具有节约资源、保护环境的良好社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料,尤其涉及一种铝粉金属防腐涂料及其制备方法。
背景技术
颜料用的铝粉是鳞片状的粒子,具有金属色泽和屏蔽功能,它的表面光洁,能反射可见光、紫外光和红外光的60%-90%,铝粉分散在载体内发生漂浮运动,使自身与被载体涂装的底材平行,形成连续的铝粉层,而且这种铝粉层在载体膜内多层平行排列。各层铝粉之间的孔隙互相错开,切断了载体膜的毛细微孔,外界的水分、气体无法透过毛细孔到达底材,这种特点让铝粉有良好的物理屏蔽性。铝粉分散到载体后,众多的铝粉互相连接,大小粒子相互填补形成连续的金属膜,遮盖了底材,又反射做涂膜外的光线,是铝粉特有的遮盖力。因此,铝粉的形状、大小,以及铝粉在载体的分散情况都对其作用产生重要的影响,在涂料中对作为颜料的铝粉进行表面包覆处理,能提高涂料的性能。
由于铝粉是物理性的防腐颜料,对钢铁无钝化作用,防腐蚀效果不理想,在现有涂料中常常配合铬酸盐、磷酸盐对铝粉表面作钝化处理,才能取得较好的防腐蚀性能。在保护环境的条件下,取消有毒害的铬酸盐、磷酸盐颜料是铝粉涂料的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中铝粉需要充分发挥作用,又要无害改性的问题,提供一种铝粉金属防腐涂料。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
1. 一种铝粉金属防腐涂料,其中包括如下重量配比的原料:
水溶性丙烯酸树脂26-39、聚氨酯成膜剂3.5-4.5、成膜助剂2.1-1.9、润湿剂0.06-0.98、乳化剂0.6-1.9、增稠剂0.6-0.9、分散剂0.2-0.45、消泡剂0.02-0.18、偶联剂3.5-4.5、pH 调节剂0.06-0.13、改性铝粉颜料36-54、去离子水12-28。其中所述的改性铝粉颜料是一种鳞片状结构,其粒径为1000-3000目、径厚比为100-200;组成为:表面包覆层为二氧化硅,内部是铝粉。
2、本发明涂料的制备方法:
1)改性铝粉颜料的制备:采用正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂、用能同时溶解正硅酸乙酯和水的异丙醇为共溶剂,其中正硅酸乙酯加入量为铝粉质量的23%,水硅比为30,异丙醇的加入量为:是正硅酸乙酯体积的3倍;氨水催化剂加入量为反应体系总体积的0.02;混合物在搅拌下在38℃温度下反应6小时,通过正硅酸乙酯的水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉。包覆的二氧化硅层厚度均匀而连续、结构致密,有效地抵御酸介质的腐蚀。
2)按照上述比例称取原料,将改性铝粉颜料、改性树脂、润湿剂、分散剂搅拌均匀,然后加入水、乳化剂、成膜剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和偶联剂,再次搅拌均匀,然后采用高速剪切乳化机,乳化80 分钟,最后加入pH 调节剂,搅拌均匀,过滤包装制得涂料成品。
3、在本技术方案中,涂料的主要原料的作用:
1)改性铝粉颜料:用二氧化硅包覆铝粉,解决了铝粉涂料中的2个问题:普通铝粉在涂料中的分散性差,容易形成团聚;以及铝粉的耐候性差,容易被空气中的酸介质腐蚀的问题。而且二氧化硅包覆层是一种亲水性的惰性氧化物层,在水性涂料中,改性的铝粉颜料分散均匀稳定。
2)成膜助剂为市售AH-12 ,主要成分是酯类化合物,具有无毒环保的特性,对降低涂料的VOC效果显著。环保型成膜助剂AH-12是丙烯酸脂的强溶剂,水溶性小,低于水的挥发速度,容易被乳胶微粒吸收,形成优异的连续涂膜,从而赋予乳胶漆好的聚结性和展色性,同时具有良好的储存稳定性。环保型成膜助剂AH-12具有优异的聚结和偶合能力,对提高涂料涂膜的流平性、光泽度、丰满度等方面功效显著。另外,环保型成膜助剂AH-12对于颜料的加入,不但具有一定的湿润分散作用,还可以改善乳胶漆中颜料的均匀性及稳定性,对于涂料漆膜的耐擦洗性能、冻融稳定性、附着力、机械强度均有一定的促进作用。
4、本发明的效果:涂料以改性铝粉颜料,特别是二氧化硅改性铝粉为基础,再配以其他无毒材料配制而成,其防腐效果好,特别是抗紫外线,适用于金属的防腐,尤其是室外的金属构件;并且不含溶剂,无毒环保,具有节约资源、保护环境的良好社会效益。
具体实施方法:
以下结合具体实施例,对本发明作进一步的解释:
本发明中所采用的原料均可从市场购得或是本领域常用的材料:
1. 一种铝粉金属防腐涂料,其中包括如下重量配比的原料:
水溶性丙烯酸树脂26-39、聚氨酯成膜剂3.5-4.5、成膜助剂2.1-1.9、润湿剂0.06-0.98、乳化剂0.6-1.9、增稠剂0.6-0.9、分散剂0.2-0.45、消泡剂0.02-0.18、偶联剂3.5-4.5、pH 调节剂0.06-0.13、改性铝粉颜料36-54、去离子水12-28。其中所述的改性铝粉颜料是一种鳞片状结构,其粒径为1000-3000目、径厚比为100-200;组成为:表面包覆层为二氧化硅,内部是铝粉。
2、本发明的一个优选实施方案是,改性树脂为水溶性丙烯酸树脂;润湿剂为市售P-200、乳化剂为市售PS-800 ;成膜剂为聚氨酯;成膜助剂为市售AH-12;增稠剂为羟丙基甲基纤维素;分散剂是市售DH-306 ;消泡剂为市售SPG-20 ;偶联剂为钛酸酯;pH 调节剂为AMP-20。
这些助剂是涂料领域中常用的,可方便购得,并且都适用于水性涂料中,无毒环保。
3、本发明的制备方法:
1)改性铝粉颜料的制备:采用正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂、用能同时溶解正硅酸乙酯和水的异丙醇为共溶剂,其中正硅酸乙酯加入量为铝粉质量的23%,水硅比为30,异丙醇的加入量为:是正硅酸乙酯体积的3倍;氨水催化剂加入量为反应体系总体积的0.02;混合物在搅拌下在38℃温度下反应6小时,通过正硅酸乙酯的水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉。包覆的二氧化硅层厚度均匀而连续、结构致密,有效地抵御酸介质的腐蚀。
2)按照上述比例称取原料,将改性铝粉颜料、改性树脂、润湿剂、分散剂搅拌均匀,然后加入水、乳化剂、成膜剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和偶联剂,再次搅拌均匀,然后采用高速剪切乳化机,乳化80 分钟,最后加入pH 调节剂,搅拌均匀,过滤包装制得涂料成品。
4、本发明优选的一种制备方法是在改性铝粉颜料的制备时,将铝粉先分散在异丙醇,加入酞菁染料,如酞菁绿、酞菁蓝、酞菁红、酞菁黄中的一种或几种,再进行水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉,反应后获得彩色改性铝粉颜料,最后制备得不同颜色的防腐涂料,克服涂料单一银白色的不足,使涂料能满足更多环境对色彩的要求,扩大了适应范围。
Claims (4)
1.一种铝粉金属防腐涂料,其特征在于,其中包括如下重量配比的原料:
水溶性丙烯酸树脂26-39、聚氨酯成膜剂3.5-4.5、成膜助剂2.1-1.9、润湿剂0.06-0.98、乳化剂0.6-1.9、增稠剂0.6-0.9、分散剂0.2-0.45、消泡剂0.02-0.18、偶联剂3.5-4.5、pH 调节剂0.06-0.13、改性铝粉颜料36-54、去离子水12-28。
2.根据权利要求1所述的一种铝粉金属防腐涂料,其特征在于,所述的改性铝粉颜料是一种鳞片状结构的表面包覆二氧化硅层、内部是铝粉;其粒径为1000-3000目、径厚比为100-200。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝粉金属防腐涂料的制备方法,其特征在于,
1)改性铝粉颜料的制备:采用正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂、用能同时溶解正硅酸乙酯和水的异丙醇为共溶剂,其中正硅酸乙酯加入量为铝粉质量的23%,水硅比为30,异丙醇的加入量为:是正硅酸乙酯体积的3倍;氨水催化剂加入量为反应体系总体积的0.02;混合物在搅拌下在38℃温度下反应6小时,通过正硅酸乙酯的水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉;
2)按照权利要求1所述重量配比的原料比例称取原料,将改性铝粉颜料、改性树脂、润湿剂、分散剂搅拌均匀,然后加入水、乳化剂、成膜剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂和偶联剂,再次搅拌均匀,然后采用高速剪切乳化机,乳化80 分钟,最后加入pH 调节剂,搅拌均匀,过滤包装制得涂料成品。
4.根据权利要求3所述的一种铝粉金属防腐涂料的制备方法,其特征在于,优选的是在改性铝粉颜料的制备时,将铝粉先分散在异丙醇中,然后加入酞菁染料:酞菁绿或酞菁蓝或酞菁红或酞菁黄中的一种或几种,再进行水解、缩聚反应完成二氧化硅包覆铝粉,反应后获得彩色改性铝粉颜料,最后制备得不同颜色的防腐涂料。
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