CN104629549A - 有机蒙脱石改性水性氟碳树脂乳液防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

有机蒙脱石改性水性氟碳树脂乳液防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，由下列重量份的原料制成：氟碳树脂乳液55～63份、有机蒙脱石2～3份、钛酸钾1.1～2.1份、消泡剂0.6～0.9份、竹纤维1～3份、丙二醇5～7份、氧化锌6～9份、分散剂0.4～1.5份，颜填料25～30份，pH调节剂1.0～15份、水15～40份。制备方法为：首先将有机蒙脱石煅烧处理，加入钛酸钾、竹纤维研磨，然后加入氟碳树脂乳液、去离子水、分散剂、颜填料混合搅拌，然后加入消泡剂、丙二醇、氧化锌，制得。本发明的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，具有以下优点：干燥时间短、硬度高、附着力强、耐酸碱盐性能优异，具有更好的耐腐蚀性。

Description

有机蒙脱石改性水性氟碳树脂乳液防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防腐涂料技术领域，尤其涉及一种有机蒙脱石改性水性氟碳树脂乳液防腐涂料及其制备方法。
技术背景
近年来，随着人们环保意识的日益增强及国家对环境保护的重视，水性涂料成为涂料发展的重要方向和研究热点。当前我国由于金属腐蚀造成的经济损失已相当严重，经统计可达到国民经济总产值的4％以上，其中有相当一部分可通过防腐处理而避免。针对金属设备防腐最常使用的做法就是在金属表面进行耐腐蚀涂层处理，隔绝腐蚀介质与金属接触。当前防腐涂料总的发展趋势是开发绿色环保、节约资源、高性能防腐涂料。水性涂料因为具有来源广泛、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，已成为未来主要的发展方向。
水性氟碳树脂乳液是特种丙烯酸酯类、特种氟树脂共聚物阴离子型乳液，作为水性氟碳涂料的主要成膜材料，具有优异的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性。但是由于氟碳树脂的C-F键的键长短和键能大，从而导致附着性低，由此限制了氟碳树脂在实际生活中的应用，因此，我们用有机蒙脱石对氟碳树脂进行改性，进一步提高它的耐热、防腐及耐候性。
发明内容
针对现有防腐涂料的不足，本发明提供了一种有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，进一步提高了氟碳树脂乳液防腐涂料的耐热、防腐及耐候性等。
本发明的另一目的在于提供有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，由下列重量份的原料制成：氟碳树脂乳液50～68份、有机蒙脱石1～5份、钛酸钾0.5～3份、消泡剂0.5～1份、竹纤维1～5份、丙二醇3～9份、氧化锌3～10份、分散剂0.2～2份，颜填料20～35份，pH调节剂1.0～20份、水15～50份。
所述颜填料选自硫酸钡、磷酸锌、云母氧化铁。
所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐、聚羧酸铵盐。
所述消泡剂选自有机硅消泡剂、氟改性硅氧烷消泡剂。
所述pH调节剂为AMP-95。
所述水优选去离子水。
为了起到更好的效果，发明人进一步优化了方案，由下列重量份的原料组成：氟碳树脂乳液55～63份、有机蒙脱石2～3份、钛酸钾1.1～2.1份、消泡剂0.6～0.9份、竹纤维1～3份、丙二醇5～7份、氧化锌6～9份、分散剂0.4～1.5份，颜填料25～30份，pH调节剂1.0～15份、水15～40份。
所述有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料的制备方法，步骤如下：
(1)将有机蒙脱石于560～670℃下煅烧处理1～2h，取出冷却至常温加入钛酸钾、竹纤维研磨30～40min，然后加入氟碳树脂乳液(新派XWF-902常温自交联型氟碳乳液)、水、分散剂、颜填料混合搅拌均匀，转速1200r/min～1800r/min，然后超声研磨处理20～40min，得混合物；
(2)按比例称取消泡剂、丙二醇和氧化锌，加入上述得到的混合物中，搅拌均匀，转速为1000r/min～1500r/min；
(3)将步骤(2)得到的混合物进行压滤除杂；
(4)用pH调节剂调节混合物的pH为8～9，用适量的去离子水调节混合物的粘度≥80Pa·s，制得有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料。
所述颜填料选自硫酸钡、磷酸锌、云母氧化铁，这些颜填料作用是使涂膜具有所需的各种色彩和提供一定的遮盖力，提高涂膜的耐久性、硬度及防腐蚀性。
所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐、聚羧酸铵盐，不仅能提高乳胶漆的固体份而且还能赋予涂料良好的流动性和流平性，并且能最大限度地减少浮色发花和沉淀。
所述消泡剂选自有机硅消泡剂或氟改性硅氧烷消泡剂，具有表面张力低、消泡迅速、抑泡时间长、成本低、用量少、应用面广等特点。
所述pH调节剂选自AMP-95，AMP-95是一种多功能添加剂，可以有效控制pH值，提高耐擦拭性能、耐水性能和防腐蚀性，有效减低涂料气味。
本发明提供了一种有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，有机蒙脱石作为填料加入氟碳树脂乳液涂料中后，均匀分散到涂料中，从而使涂料具有纳米材料的一些优点。另外，有机蒙脱石的加入，使树脂体系粘度增加，导致氟碳树脂乳液与反应物接触困难，阻碍固化反应的进行，使得制得的氟碳树脂乳液的交联密度降低，抗降解性、耐酸碱性、防腐耐老化功能优异，用作涂料使用可提高涂膜的韧性及对金属底材的附着力，同时可在常温下固化，能够满足重防腐涂料施工要求。
本发明的有益效果：
1、本发明用有机蒙脱石对氟碳树脂乳液进行改性制得防腐涂料，因有机蒙脱石具有亲油性，均匀分散到涂料中，可以使涂料具有纳米材料的一些优点，同时使得防腐涂料的交联密度降低，抗降解性、耐酸碱性、防腐耐老化功能优异，进一步提高了涂膜的防腐蚀性及对金属底材的附着力。
2、本发明向涂料中加入竹纤维，因竹纤维具有良好的柔韧性和透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性，进一步提高了涂膜的韧性和防腐蚀性。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，以下通过具体的实施例来说明本申请中有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料的制备方法，但本发明不仅限于这些实施例。
下述实施例中，所用有机蒙脱石购自广州拓亿贸易有限公司，商品名为有机蒙脱石。所用竹纤维购自江阴市百鹿纺织贸易有限公司。所述氟碳树脂乳液为新派XWF-902常温自交联型氟碳乳液。其他未详尽描述的原料均为现有技术中常用的原料，可通过常规市场途径购买得到。
实施例1
(1)将有机蒙脱石2份于560℃下煅烧处理1h，取出冷却加入钛酸钾1.1份、竹纤维1份研磨30min，然后加入氟碳树脂乳液55份、去离子水15份、聚丙烯酸铵盐0.4份、硫酸钡13份、磷酸锌12份混合搅拌均匀，转速为1200r/min，然后超声研磨处理20min；
(2)按比例称取有机硅消泡剂0.6份、丙二醇5份和氧化锌6份加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1000r/min；
(3)将(2)得到的混合物进行压滤除杂；
(4)用AMP-95 1.0份调节混合物的pH为8，用去离子水40份调节混合物的粘度为90Pa.s，制得有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料。
实施例2
(1)将有机蒙脱石3份于670℃下煅烧处理2h，取出冷却加入钛酸钾2.1份、竹纤维3份研磨40min，然后加入氟碳树脂乳液63份、去离子水40份、聚丙烯酸铵盐1.5份、硫酸钡16份、磷酸锌14份混合搅拌均匀，转速为1800r/min，然后超声研磨处理40min；
(2)按比例称取有机硅消泡剂0.9份、丙二醇7份和氧化锌9份加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1500r/min；
(3)将(2)得到的混合物进行压滤除杂；
(4)用AMP-95 15份调节混合物的pH为9，用去离子水15份调节混合物的粘度为110Pa.s，制得有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料。
实施例3
(1)将有机蒙脱石2.2份于580℃下煅烧处理1.4h，取出冷却加入钛酸钾1.8份、竹纤维2份研磨35min，然后加入氟碳树脂乳液58份、去离子水20份、聚丙烯酸铵盐0.8份、硫酸钡14份、磷酸锌13份混合搅拌均匀，转速为1500r/min，然后超声研磨处理30min；
(2)按比例称取有机硅消泡剂0.7份、丙二醇6份和氧化锌7份加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1300r/min；
(3)将(2)得到的混合物进行压滤除杂；
(4)用AMP-95 3份调节混合物的pH为8.5，用去离子水20份调节混合物的粘度为100Pa·s，制得有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料。
实施例4
(1)将有机蒙脱石2.5份于600℃下煅烧处理1.5h，取出冷却加入钛酸钾2.0份、竹纤维2.2份研磨25min，然后加入氟碳树脂乳液60份、去离子水30份、聚丙烯酸铵盐1.0份、硫酸钡15份、磷酸锌13份混合搅拌均匀，转速为1600r/min，然后超声研磨处理35min；
(2)按比例称取有机硅消泡剂0.8份、丙二醇6.5份和氧化锌8份加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1200r/min；
(3)将(2)得到的混合物进行压滤除杂；
(4)用AMP-95 5份调节混合物的pH为8.4，用去离子水30份调节混合物的粘度为103Pa.s，制得有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料。
实施例5
(1)将有机蒙脱石2.8份于620℃下煅烧处理1.6h，取出冷却加入钛酸钾2.1份、竹纤维2.8份研磨38min，然后加入氟碳树脂乳液63份、去离子水35份、聚丙烯酸铵盐0.8份、聚羧酸铵盐0.7份、云母氧化铁19份、硫酸钡10份混合搅拌均匀，转速为1700r/min，然后超声研磨处理35min；
(2)按比例称取氟改性硅氧烷消泡剂0.9份、丙二醇7份和氧化锌9份加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1400r/min；
(3)将(2)得到的混合物进行压滤除杂；
(4)用AMP-95 10份调节混合物的pH为8.7，用去离子水35份调节混合物的粘度为95Pa·s，制得有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料。
对以上5个实施例产品的性能指标进行测试，结果见下表1。
表1 本发明实施例制得的氟碳漆与传统氟碳漆的性能对比
通过上表可以看出，相对于传统的氟碳漆，我们制得的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料干燥时间短、硬度高、附着力强、耐酸碱盐性能优异，具有更好的耐腐蚀性。

Claims (9)

1.一种有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：氟碳树脂乳液50～68份、有机蒙脱石1～5份、钛酸钾0.5～3份、消泡剂0.5～1份、竹纤维1～5份、丙二醇3～9份、氧化锌3～10份、分散剂0.2～2份，颜填料20～35份，pH调节剂1.0～20份、水15～50份。
2.根据权利要求1所述的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，其特征在于：所述颜填料选自硫酸钡、磷酸锌、云母氧化铁。
3.根据权利要求1所述的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，其特征在于：所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐、聚羧酸铵盐。
4.根据权利要求1所述的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，其特征在于：所述消泡剂选自有机硅消泡剂、氟改性硅氧烷消泡剂。
5.根据权利要求1所述的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，其特征在于：所述pH调节剂为AMP-95。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料，其特征在于：由下列重量份的原料组成：氟碳树脂乳液55～63份、有机蒙脱石2～3份、钛酸钾1.1～2.1份、消泡剂0.6～0.9份、竹纤维1～3份、丙二醇5～7份、氧化锌6～9份、分散剂0.4～1.5份，颜填料25～30份，pH调节剂1.0～15份、水15～40份。
7.权利要求1～6中任一项所述的有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将有机蒙脱石于一定温度下煅烧处理，取出冷却后加入钛酸钾、竹纤维，研磨，然后加入氟碳树脂乳液、去离子水、分散剂、颜填料，混合搅拌均匀后超声研磨处理；
(2)按比例称取消泡剂、丙二醇和氧化锌，加入上述得到的混合物中搅拌；
(3)将(2)得到的混合物进行压滤除杂；
(4)用pH调节剂调节混合物的pH为8～9，用适量的去离子水调节混合物的粘度≥80Pa·s，制得有机蒙脱石改性氟碳树脂乳液防腐涂料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，有机蒙脱石煅烧的温度为560～670℃，时间为1～2小时。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，加入钛酸钾、竹纤维后，研磨时间为30～40分钟，超声研磨处理时间为20～40分钟。
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