CN105462484B - 一种高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料 - Google Patents
一种高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于涂料制备领域，特别涉及一种以聚天门冬氨酸酯为基础改性得到的底面合一防腐涂料。防腐涂料化学成分及质量百分比为，聚天门冬氨酸酯20％～35％、改性树脂10％～18％、消泡剂0.2％～0.8％、流平剂0.3％～0.5％、紫外光吸收剂0.5％～1.5％、颜料32％～42％、填料10％～25％、溶剂5％～10％、固化剂20％～29％、消光剂1％～5％。本发明涂料具有优异的耐候性、保光性、保色性、耐候性、高固体含量，符合绿色环保涂料要求，无需配套使用底漆、中间漆，底面合一，一次成膜厚度可达150um～375um，减少施工费用。
Description
技术领域
本发明属于涂料制备领域，特别涉及一种以聚天门冬氨酸酯为基础改性得到的底面合一防腐涂料。
背景技术
据国家统计局数据，2014年我国规模以上企业涂料总产量1648万吨。居世界第一，溶剂型涂料占比50％。目前国内涂料企业生产的大多数为低固体份溶剂型涂料，有机挥发物VOC含量高达50％～60％。年排放VOC总量在450万吨以上。面对近几年我国多地出现的持续性雾霾，国家密集出台了一系列的环保政策法规，研究制定了环境管理和治理政策措施。2015年3月1日国家税务总局对我国涂料生产企业VOC含量超＞420g/L的涂料增收了4％的VOC消费税。对涂装企业也将征收排污税。因此，节能减排、环境友好、科技创新，加大结构调整，推动产业升级，将是涂料行业关注的焦点，是涂料生产企业当前所必须面对解决的问题，谁先转型谁将抢占市场至高点。
近几年，国内防腐涂料市场底面合一涂料的开发欣欣向荣。环氧底面合一涂料、氯化橡胶底面合一涂料、聚氨酯底面合一涂料，这些品种的面世解决了涂装企业一次涂装“成活”，减少浪费、减少施工费用，漆膜物理机械性能良好，耐酸、碱、盐类化学物质、耐候，但是综合性能还不是十分理想，还存在涂料不挥发物含量低、耐候不耐磨、耐磨不耐候等一些缺点；并且由于涂料固含量高，还加入了一定量的填料，会导致涂料储存稳定性不佳、易产生沉淀的问题。
因此开发一种固体含量高、储存稳定性好，既要耐磨性好，又要有优异的耐候性，保光、保色好的聚天门冬氨酸酯底面合一涂料，该涂料符合高性能、高固体份、绿色环保、生态的4E原则，必将为企业、为社会创造良好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明提供一种高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料，其化学成分及质量百分比为，聚天门冬氨酸酯20％～35％、改性树脂10％～18％、颜料32％～42％、填料10％～25％、溶剂5％～10％、固化剂20％～29％，其余为助剂，
作为优选：上述防腐涂料的化学成分及质量百分比为，聚天门冬氨酸酯20％～35％、改性树脂10％～18％、消泡剂0.2％～0.8％、流平剂0.3％～0.5％、紫外光吸收剂0.5％～1.5％、颜料32％～42％、填料10％～25％、溶剂5％～10％、固化剂20％～29％、消光剂1％～5％，
其中，聚天门冬氨酸酯树脂为拜耳NH1520、NH1420，本发明选用的聚天门冬氨酸酯树脂为无溶剂100％固含量的耐候性聚脲树脂，具有不同分子量的刚性结构以及柔韧性结构的规则品种，经合理选用搭配，在化学交联反应过程中，利用IPN互穿网络技术，形成的高分子聚合物具有刚柔相济的大分子结构，再配以活性化学防锈颜料、耐候颜料、填料，赋予涂膜优异的耐候性、耐盐雾性能、防腐性能以及优良的物理机械力学性能；
改性树脂为拜耳Desmophen670BA含羟基聚酯树脂，本发明使用的改性树脂，具有优异的耐候性，平均分子量大，树脂液粘度大，提供化学交联反应中的大分子链段，改进了聚天门冬氨酸酯分子量小的不足；
颜料为二氧化钛、三聚磷酸铝、磷钼酸锌、酞青绿、炭黑中的一种或几种的组合，
填料为矽比科603硅微粉、金刚砂、沉淀硫酸钡、滑石粉、氧化锌中的一种或几种的组合，
消光剂为格雷斯ED—50或上海金西改性树脂组合物JX5818，该消光剂为加入了一种特殊单体的羟基聚丙烯酸酯树脂，具有明显的消光效果，有利于提高漆膜的保光、保色性，
紫外光吸收剂为汽巴精化5151，
固化剂为拜耳无溶剂HDI-三聚体N3300、N3600、N3390中的一种或几种的组合，
消泡剂为有机硅类消泡剂，
流平剂为氟改性聚丙烯酸酯类流平剂或延长溶剂释放时间的醋酸丁酸纤维素。
本发明还提供了一种上述高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料的制备工艺，具体步骤为：
(1)颜填料的预处理
将颜料、填料加入到溶质质量分数6％～15％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，加入的颜料、填料的总质量为聚乙烯吡咯烷酮水溶液质量的4％～8％，于45～60℃下搅拌2至4小时，过滤并烘干，
作为优选：选择纳米级的并含有金属元素的颜料、填料(例如纳米氧化锌、磷钼酸锌)进行预处理，
本步骤中将颜料、填料进行预处理的目的在于：利用聚乙烯吡咯烷酮PVP的吡啶环能够对颜填料中的金属有较强的吸引力，使PVP而与颜填料产生络合，另一方面基于聚乙烯吡咯烷酮PVP上的官能团能够与后续加入的改性树脂长链上的部分羟基作用或发生交联反应，从而使PVP以“化学桥接”的方式将改性树脂和颜填料事先一定程度地结合，促进了后续涂料制备及储存过程中颜填料在有机体系中的分散性，也节省了分散剂的使用；
(2)按照各组分配比，将聚天门冬氨酸酯、改性树脂、溶剂、助剂、经过步骤(1)预处理的颜填料混合均匀，作为A组分，
具体操作为：在配料罐中先加入溶剂、改性树脂、聚天门冬氨酸酯树脂、消泡剂、流平剂，低速搅拌分散5～10min，在搅拌情况下加入经过步骤(1)预处理的颜料和填料，高速分散20～30min，再加入紫外光吸收剂、消光剂后搅拌均匀，中控检测合格，经振动筛过滤包装，
作为优选：步骤(2)中，首先将溶剂、改性树脂、经过步骤(1)预处理的颜料和填料混合搅拌20～30min，再加入聚天门冬氨酸酯和助剂继续混合搅拌5～10min即可；
(3)将固化剂分装，作为B组分。
本发明的防腐涂料使用在钢板及钢铁制品表面，形成一层涂膜保护层，从而保护钢材耐腐蚀，适用于钢结构、贮罐管道、钢结构建筑物表面防护。
本发明为底面合一、高固体份、双组份、自干型、防腐性能好、耐候性能优异、一次成膜厚(150～375um(干膜))、符合环保要求的聚天门冬氨酸酯底面合一涂料，可调制任意颜色，施工方便，在0℃以上均可施工，可满足钢结构长效防腐的需求。
具体实施方式
以下各实施例、对比例中，所选用的组分的信息如表1所示：
表1
实施例1
(1)颜填料的预处理
将38重量份颜料、10重量份填料加入到溶质质量分数10％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，加入的颜料、填料的总质量为聚乙烯吡咯烷酮水溶液质量的8％，于50℃下搅拌4小时，过滤并70℃烘干；
(2)首先将溶剂9重量份、改性树脂16重量份、经过步骤(1)预处理的颜料和填料混合搅拌25min，再加入聚天门冬氨酸酯(NH1520为20重量份、NH1420为8重量份)、消泡剂0.4重量份、流平剂0.4重量份、紫外光吸收剂1重量份、消光剂3.5重量份，继续混合搅拌10min，作为A组分；
(3)将24.5重量份固化剂分装，作为B组分。
实施例2至7
制备工艺同实施例1，涂料体系中各组分含量如表2(按重量份数计算)：
表2
比较例1
涂料中各组分的情况如实施例1，仅仅是制备工艺中未对填料和颜料进行预处理，具体制备工艺如下：
将溶剂9重量份、改性树脂16重量份、颜料38重量份、填料10重量份混合搅拌25min，再加入聚天门冬氨酸酯(NH1520为20重量份、NH1420为8重量份)、消泡剂0.4重量份、流平剂0.4重量份、紫外光吸收剂1重量份、消光剂3.5重量份，继续混合搅拌10min，作为A组分；
将24.5重量份固化剂分装，作为B组分。
比较例2
涂料中各组分的情况如实施例2，仅仅是制备工艺中未对填料和颜料进行预处理，具体制备工艺参考对比例1。
比较例3
涂料中各组分的情况仅在实施例1的基础上添加了0.5重量份的分散剂BYK-110，但是制备工艺中未对填料和颜料进行预处理，具体制备工艺如下：
将溶剂9重量份、改性树脂16重量份、颜料38重量份、填料10重量份混合搅拌25min，再加入聚天门冬氨酸酯(NH1520为20重量份、NH1420为8重量份)、消泡剂0.4重量份、流平剂0.4重量份、紫外光吸收剂1重量份、消光剂3.5重量份、分散剂0.5重量份，继续混合搅拌10min，作为A组分；
将24.5重量份固化剂分装，作为B组分。
上述各实施例、对比例中组分A的储存性能检测情况如表3所示：
表3
将上述实施例1至4、各对比例中的组分A、B混合充分，在5℃条件下成膜，成膜厚度为150um，漆膜在标准状态下干燥7天后，对膜层进行性能检测，具体请见表4：
表4
比较例4
仅将实施例1中“NH1520为20重量份、NH1420为8重量份”替换为“SOVERMOL750树脂为28重量份”，其余组分、涂料的制备工艺、固化成膜工艺不变。
组分A储存性能经检测(50℃一个月)为“轻微沉底”；膜层性能具体请见表5。
比较例5
仅将实施例2中“改性树脂DESMOPHEN670BA含羟基聚酯树脂18重量份”替换为“拜耳A870BA羟基聚丙烯酸树脂18重量份”，其余组分、涂料的制备工艺、固化成膜工艺不变。
组分A储存性能经检测(50℃一个月)为“沉底”；膜层性能具体请见表5。
比较例6
仅将实施例3中“改性树脂DESMOPHEN670BA含羟基聚酯树脂16重量份”替换为“上海金西5827羟基聚丙烯酸酯16重量份”，其余组分、涂料的制备工艺、固化成膜工艺不变。
组分A储存性能经检测(50℃一个月)为“沉底”；膜层性能具体请见表5。
表5
Claims (6)
1.一种高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料的制备方法，其特征在于：
所述的防腐涂料化学成分及质量百分比具体为，聚天门冬氨酸酯20％～35％、改性树脂10％～18％、消泡剂0.2％～0.8％、流平剂0.3％～0.5％、紫外光吸收剂0.5％～1.5％、颜料32％～42％、填料10％～25％、溶剂5％～10％、固化剂20％～29％、消光剂1％～5％，
其中，所述的改性树脂为拜耳Desmophen670BA，所述的流平剂为延长溶剂释放时间的醋酸丁酸纤维素；
所述制备方法为，
(1)颜填料的预处理
将颜料、填料加入到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，搅拌后进行过滤并烘干；
(2)按照各组分配比，将聚天门冬氨酸酯、改性树脂、溶剂、助剂、经过步骤(1)预处理的颜填料混合均匀，作为A组分；
(3)将固化剂分装，作为B组分。
2.如权利要求1所述的高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述的聚天门冬氨酸酯树脂为拜耳NH1520或NH1420。
3.如权利要求1所述的高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述的消光剂为格雷斯ED—50或上海金西改性树脂组合物JX5818。
4.如权利要求1所述的高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述的固化剂为拜耳无溶剂HDI-三聚体N3300、N3600、N3390中的一种或几种的组合。
5.如权利要求1所述的高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的填料为纳米氧化锌，所述的颜料为磷钼酸锌。
6.如权利要求1所述的高固含聚天门冬氨酸酯耐候底面合一防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，首先将溶剂、改性树脂、经过步骤(1)预处理的颜料和填料混合搅拌20～30min，再加入聚天门冬氨酸酯和助剂继续混合搅拌5～10min。
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