CN105368174A - 一种单液型金属防锈涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：苯丙乳液35～42份，填料15～20份，颜料3～6份，阻燃剂2～5份，助溶剂5～10份，成膜助剂2～4份，分散剂3～5份，抗划伤剂1～3份，去离子水60～70份，PFA？10～15份，硫酸铜6～8份。本发明还公开了该单液型金属防锈涂料的制备方法。本发明提供的单液型金属防锈涂料的耐曲折性较好，光泽度较高，同时还具有很强的耐腐蚀性。
Description
技术领域：
本发明涉及一种单液型金属防锈涂料。
背景技术：
金属防锈涂料，是可保护金属表面免受大气、海水等的化学或电化学腐蚀的涂料。在金属表面涂上防锈涂料能够有效避免大气中各种腐蚀性物质的直接入侵，最大化延长金属使用期限。按照防锈原理可分为物理性和化学性防锈漆两大类，前者靠颜料和漆料的适当配合，形成致密的漆膜以阻止腐蚀性物质的侵入，如铁红、铝粉、石墨防锈漆等；后者靠防锈颜料的化学抑锈作用，如红丹、锌黄防锈漆等，用于桥梁、船舶、管道等金属的防锈。金属防锈涂料的基料树脂一般有环氧树脂、丙烯酸树脂、聚苯胺树脂、聚氨酯树脂，现在市面上还出现了以苯丙乳液为基料的防锈涂料。苯丙乳液是苯乙烯-丙烯酸酯乳液的简写，由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得，其耐水、耐碱、耐洗擦性能以及耐户外老化性能较好。
例如，公开号为CN101659735B、公开日为2011.01.05、申请人为中海油常州涂料化工研究院的中国专利公开了“聚酯改性核壳自交联苯丙乳液及其制备方法和防腐蚀涂料”，该苯丙乳液的乳胶粒子，其壳层中引入具有多支化结构的含羧基的聚酯；壳层Tg为-30℃～0℃，核层Tg为10～80℃；构成乳胶粒子核层的单体中，含缩水甘油基的功能性单体占0.5～3％；构成乳胶粒子壳层的单体中，聚酯占5～20％，含羧基的功能性单体占1.5～5％；上述乳液的钙离子稳定性明显提高；含有上述苯丙乳液的防腐蚀涂料配方(以重量份计)：上述苯丙乳液40～50、钛铁粉10～30，铁红20，高岭土12～20，膨润土10～30，分散剂0.1～1。由于在乳胶粒子中引入了聚酯以及自交联结构明显提高了涂膜的致密性和硬度及综合防腐蚀性。不过，该涂料也存在一定的问题：其耐曲折性较差，光泽度也不高。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种单液型金属防锈涂料，其耐曲折性较好，光泽度较高，同时还具有很强的耐腐蚀性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：苯丙乳液35～42份，填料15～20份，颜料3～6份，阻燃剂2～5份，助溶剂5～10份，成膜助剂2～4份，分散剂3～5份，抗划伤剂1～3份，去离子水60～70份，PFA10～15份，硫酸铜6～8份。
优选地，本发明所述苯丙乳液为有机硅改性苯丙乳液。
优选地，本发明所述填料为硅灰石粉或高岭土。
优选地，本发明所述颜料为纳米硫酸钡。
优选地，本发明所述阻燃剂为超细活性氢氧化镁。
优选地，本发明所述助溶剂为丙二醇。
优选地，本发明所述成膜助剂为乙二醇乙醚。
优选地，本发明所述分散剂为聚异丁烯二酸盐。
优选地，本发明所述抗划伤剂为蜡粉。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述单液型金属防锈涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种单液型金属防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、助溶剂、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入分散剂、抗划伤剂，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入填料、颜料、阻燃剂、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入成膜助剂，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)PFA是可溶性聚四氟乙烯的英文简写，为少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物，具有非常好的耐腐蚀性，几乎对所有化学品都耐腐蚀，此外还具有很好的耐曲折性，因此，与苯丙乳液基体共混后可大大提高涂料的耐腐蚀性和耐曲折性。
2)硫酸铜是一种光泽度较好的无机材料，不过其表面呈亲水性，与苯丙乳液基体之间的相容性不佳，直接添加不容易均匀分散，而且会降低涂料的力学性能，得不偿失，所以本发明通过稀土偶联剂对其进行表面改性处理，稀土偶联剂通过其较强的配位络合能力在硫酸铜表面形成了偶联包覆，同时稀土偶联剂的高分子端与苯丙乳液基体之间的相容性较好，且具有较强的结合力，可形成交联点，进而改变了硫酸铜表面的亲水性，使得硫酸铜能均匀地分散，而且与苯丙乳液基体形成较好的界面结合，从而有效提高了涂料的光泽度，在力学性能方面也有所提升。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：有机硅改性苯丙乳液39份，硅灰石粉18份，纳米硫酸钡4份，超细活性氢氧化镁3.5份，丙二醇5份，乙二醇乙醚4份，聚异丁烯二酸盐3.5份，蜡粉1.5份，去离子水66份，PFA11份，硫酸铜6.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、丙二醇、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入聚异丁烯二酸盐、蜡粉，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入硅灰石粉、纳米硫酸钡、超细活性氢氧化镁、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入乙二醇乙醚，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
实施例2
单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：有机硅改性苯丙乳液35份，高岭土20份，纳米硫酸钡4.5份，超细活性氢氧化镁4份，丙二醇7份，乙二醇乙醚2.4份，聚异丁烯二酸盐5份，蜡粉2.5份，去离子水70份，PFA13份，硫酸铜6份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、丙二醇、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入聚异丁烯二酸盐、蜡粉，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入高岭土、纳米硫酸钡、超细活性氢氧化镁、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入乙二醇乙醚，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
实施例3
单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：有机硅改性苯丙乳液42份，硅灰石粉15份，纳米硫酸钡3.5份，超细活性氢氧化镁3份，丙二醇9份，乙二醇乙醚3.5份，聚异丁烯二酸盐4.5份，蜡粉2份，去离子水65份，PFA15份，硫酸铜7.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、丙二醇、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入聚异丁烯二酸盐、蜡粉，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入硅灰石粉、纳米硫酸钡、超细活性氢氧化镁、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入乙二醇乙醚，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
实施例4
单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：有机硅改性苯丙乳液40份，硅灰石粉17份，纳米硫酸钡6份，超细活性氢氧化镁2份，丙二醇6份，乙二醇乙醚3份，聚异丁烯二酸盐3份，蜡粉1份，去离子水69份，PFA10份，硫酸铜8份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、丙二醇、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入聚异丁烯二酸盐、蜡粉，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入硅灰石粉、纳米硫酸钡、超细活性氢氧化镁、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入乙二醇乙醚，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
实施例5
单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：有机硅改性苯丙乳液36份，高岭土16份，纳米硫酸钡3份，超细活性氢氧化镁5份，丙二醇8份，乙二醇乙醚2.5份，聚异丁烯二酸盐4份，蜡粉2.8份，去离子水60份，PFA12份，硫酸铜7份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、丙二醇、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入聚异丁烯二酸盐、蜡粉，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入高岭土、纳米硫酸钡、超细活性氢氧化镁、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入乙二醇乙醚，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
实施例6
单液型金属防锈涂料，其重量份组成包括：有机硅改性苯丙乳液38份，高岭土19份，纳米硫酸钡5份，超细活性氢氧化镁4.5份，丙二醇10份，乙二醇乙醚2份，聚异丁烯二酸盐4.4份，蜡粉3份，去离子水63份，PFA14份，硫酸铜7.7份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、丙二醇、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入聚异丁烯二酸盐、蜡粉，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入高岭土、纳米硫酸钡、超细活性氢氧化镁、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入乙二醇乙醚，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
将实施例1-6以及对比例的耐曲折性、光泽度以及耐腐蚀性分别进行测试，其中，
对比例为公开号为CN101659735B的中国专利；
耐曲折性用曲绕仪测试各涂料涂膜的曲折次数，曲折次数越大，耐曲折性越好；光泽度按照GB/T9754-2007进行测试；
耐腐蚀性测试过程为：将各涂料涂膜分别浸泡于6％盐酸、6％氢氧化钠、4％盐水中，测定涂膜的耐腐蚀时间。
测试结果如下表所示：
由上表可以看出，实施例1-6的曲折次数和光泽度均明显高于对比例，表现出较好的耐曲折性，耐盐酸时间、耐氢氧化钠时间、耐盐酸时间与对比例相差不大，表现出很强的耐腐蚀性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种单液型金属防锈涂料，其特征在于，其重量份组成包括：苯丙乳液35～42份，填料15～20份，颜料3～6份，阻燃剂2～5份，助溶剂5～10份，成膜助剂2～4份，分散剂3～5份，抗划伤剂1～3份，去离子水60～70份，PFA10～15份，硫酸铜6～8份。
2.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述苯丙乳液为有机硅改性苯丙乳液。
3.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述填料为硅灰石粉或高岭土。
4.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述颜料为纳米硫酸钡。
5.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述阻燃剂为超细活性氢氧化镁。
6.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述助溶剂为丙二醇。
7.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述成膜助剂为乙二醇乙醚。
8.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述分散剂为聚异丁烯二酸盐。
9.根据权利要求1所述的一种单液型金属防锈涂料，其特征在于：所述抗划伤剂为蜡粉。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种单液型金属防锈涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将稀土偶联剂加入丙醇中，分散均匀后制得质量浓度为1％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至90℃后恒温水浴搅拌40分钟，搅拌速度为5000rpm，停止搅拌后用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中90℃下干燥4小时，研磨后过筛，得到改性硫酸铜备用；
(2)称取各组分，将去离子水加入搅拌缸中，转速为1000rpm下加入苯丙乳液、助溶剂、PFA，搅拌20分钟后调节转速为600rpm，加入分散剂、抗划伤剂，搅拌10分钟后调节转速为1800rpm，加入填料、颜料、阻燃剂、步骤(1)制得的改性硫酸铜，加热至110℃，磁力搅拌3小时，用球磨机研磨2-3小时至细度为40-45μm后调节转速为700rpm，加入成膜助剂，搅拌6分钟，用100目网过滤，得到单液型金属防锈涂料。
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