CN106221458A - 一种钢结构专用防腐水漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料组合物技术领域，尤其是涉及水性防锈漆技术领域，具体公开了一种钢结构专用防腐水漆，由基料、助剂和颜填料组成，其中基料由重量百分比为30‑40%的水性环氧改性丙烯酸乳液和10‑15%水性单组份自交联氟硅丙乳液混拼构成，助剂由中和剂、去离子水、润湿分散剂、消泡剂、成膜助剂、防闪锈剂、增稠剂和防沉剂构成。本发明还公开了该防腐水漆的制备方法，将各组分分步骤添加混合制得。本发明防腐水漆不使用有机溶剂，不含有毒重金属，无毒无刺激气味,对人体无害,不污染环境，同时具有优异的防腐性、耐候性和耐水性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料组合物技术领域，尤其是涉及水性防锈漆技术领域。
背景技术
钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是现代主要的建筑结构类型之一，全球每年的钢材产量超过10亿吨，估计每年因腐蚀报废的钢铁设备约相当于年产量的30%，其中约1/3由于无法回收而永久的损失掉了，所带来的经济损失高达万亿美元，除了大量钢结构处于户外遭受大气腐蚀以外，在海岸周边及化工生产中的金属设备受到酸、碱、盐能腐蚀性介质的侵蚀尤为严重，这不仅需投入大量的财力和人力进行常年性的防腐蚀维护，而且还有潜在的安全隐患，采用涂料涂装防止金属腐蚀是最广泛、最有效、最经济的手段，
目前钢结构用漆主要是溶剂型涂料，其中醇酸油性漆是最常用的产品。油性漆中含有大量的有机挥发物（VOC），对大气环境造成污染，所以研制使用寿命长、价格低廉、安全无毒、节能环保、施工方便、适用范围广的新型水性钢构防腐涂料十分必要，有利于绿色经济和循环经济的发展，符合可持续发展的要求。
现有的国内钢结构使用的单组份水性涂料在耐水性（300h）与防腐性能（耐盐雾240小时）要求较难达到。水性丙烯酸乳液涂料具有良好的耐候性、干燥速度快，但易产生热粘冷脆现象，抗回粘性、耐热性不佳。而环氧树脂具有强度高、附着力好、耐盐雾性和耐化学品性优异的特性，被广泛应用，但其户外耐候性较差，且为双组份产品，施工时较麻烦，价格较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钢结构专用防腐水漆，不使用有机溶剂，不含有毒重金属，无毒无刺激气味,对人体无害,不污染环境，同时具有优异的防腐性、耐候性和耐水性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种钢结构专用防腐水漆，由基料、助剂和颜填料组成，按重量百分比计，各原料组分如下：
所述基料的组分：30-40%水性环氧改性丙烯酸乳液、10-15%水性单组份自交联氟硅丙乳液；
所述助剂的组分：0.5-1.5%的中和剂、10-20%的去离子水、0.5-2%的润湿分散剂、0.1-0.5%的消泡剂、3-5%的成膜助剂、1-2%的防闪锈剂、1-3%的增稠剂、1-2%的防沉剂；
所述颜填料的组分：6-20%的着色颜料、5-10%的防锈颜料、5-15%的填料。
一种钢结构专用防腐水漆，按重量百分比计，其原料组分如下：
30%的水性环氧改性丙烯酸乳液、10%的水性单组份自交联氟硅丙乳液、0.5%的中和剂、13.3%的去离子水、1.3%的润湿分散剂、0.2%的消泡剂、3%的成膜助剂、2%的防闪锈剂、2%的增稠剂、1.7的防沉剂、15%的着色颜料、9%的防锈颜料、12%的填料。
一种钢结构专用防腐水漆，按重量百分比计，其原料组分如下：
39%的水性环氧改性丙烯酸乳液、13%的水性单组份自交联氟硅丙乳液、1%的中和剂、13%的去离子水、1.1%的润湿分散剂、0.3%的消泡剂、3.7%的成膜助剂、1.5%的防闪锈剂、2.1%的增稠剂、1.3的防沉剂、10%的着色颜料、6%的防锈颜料、8%的填料。
作为优选，如前所述的防腐水漆，所述的水性环氧改性丙烯酸乳液为同德化工公司的WPA5812型号产品，所述的水性单组份自交联氟硅丙乳液为北京佰源化工有限公司的有机氟硅改性丙烯酸酯共聚物的水相分散体BY-5605B。
中和剂为二甲基乙醇胺、氨水、多功能胺AMP-95中的一种或几种；成膜助剂为醇酯十二、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的一种或者几种。
润湿分散剂为聚羧酸钠盐、聚羧酸铵盐、高分子型分散剂中的一种或几种；消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂；防沉剂为膨润土、改性聚酰胺蜡型防沉剂、硅酸镁锂钠型防沉剂中的一种或几种。
着色颜料为钛白粉、炭黑、氧化铁红中的一种或几种；填料为超细滑石粉、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙中的一种或者几种。
作为优选，防锈颜料为离子包裹的钙磷钼酸盐复合物，防闪锈剂为氨基羧酸盐型防闪锈剂。
如上所述防腐水漆的制备方法，包括如下步骤：
步骤a，按照各原料组分配比将所述去离子水、中和剂、润湿分散剂、消泡剂加入备料锅中；
步骤b，将所述备料锅中的组分混合物搅拌均匀，再按所述配比加入颜填料和防沉剂，经高速分散，形成均匀漆浆；
步骤c，将所述均匀漆浆研磨，研磨至细度不大于25微米；
步骤d，将研磨合格的漆浆加入到调漆罐中，搅拌状态下，加入水性环氧改性丙烯酸乳液、水性单组份自交联氟硅丙乳液，搅拌均匀后再加入成膜助剂、消泡剂和防闪锈剂，最后加入增稠剂，调整漆液的粘度到规定粘度，制得所述防腐水漆。
进一步地，所述步骤b中，高速分散的时间在20分钟以上。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明钢结构专用防腐水漆通过选用水性环氧改性丙烯酸乳液和水性单组份自交联氟硅丙乳液混拼作为成膜物质，水性环氧改性丙烯酸乳液兼具丙烯酸乳液和环氧乳液的优点，使本发明产品具有优异的防腐性能和耐候性，与各种基材具有很好的附着力，水性单组份自交联氟硅丙乳液是一种核壳型自交联乳液，成膜性能优良，使漆膜致密、且透气率低，大大提高了漆膜的耐水性和干燥速度，漆膜的耐水性达到300h，耐盐雾性达到240h。
本发明钢结构专用防腐水漆以水为稀释剂，不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛以及有毒重金属,无毒无刺激气味,对人体无害,不污染环境。
本发明钢结构专用防腐水漆添加了环保型的防锈颜料和抗闪锈剂，离子包裹的钙磷钼酸盐复合物类防锈颜料，其释放的钼酸根离子吸附于金属表面并与亚铁离子形成复合物，在空气中氧气的作用下亚铁离子转变为三价铁离子，在金属表面形成一层不溶性复合物钝化膜，从而起到防腐作用。氨基羧酸盐类抗闪锈剂，对人体无害，其与金属表面发生作用，并在金属表面形成一层致密的分子膜，阻止电化学腐蚀反应链中的水、空气等腐蚀性物质与金属进一步发生电化学反应，抑制腐蚀的发生。
具体实施方式
实施例
以生产成品钢结构专用防腐水漆10kg计算，各原料组分分别按相应的重量百分比取料，各实施例的原料组分配比见表1。
表1中，A为水性环氧改性丙烯酸乳液，B为水性单组份自交联氟硅丙乳液，且A选自同德化工公司的WPA5812型号产品，B选自北京佰源化工有限公司的有机氟硅改性丙烯酸酯共聚物的水相分散体BY-5605B。
表1中，防锈颜料为离子包裹的钙磷钼酸盐复合物，防闪锈剂为氨基羧酸盐型防闪锈剂。
实施例1、2所用中和剂为二甲基乙醇胺，实施例3所用中和剂为氨水，实施例4、5所用中和剂为多功能胺AMP-95。
实施例1、2所用成膜助剂为醇酯十二，实施例3-5所用成膜助剂依次为丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚。
实施例1所用润湿分散剂为聚羧酸钠盐、实施例2-4所用润湿分散剂为高分子型分散剂，实施例5所用润湿分散剂为聚羧酸铵盐。
实施例1-3所用消泡剂为有机硅类消泡剂，实施例4、5所用消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂。
实施例1、2所用防沉剂为改性聚酰胺蜡型防沉剂，实施例3所用防沉剂为膨润土，实施例4、5所用防沉剂为硅酸镁锂钠型防沉剂。
实施例1-5所用着色颜料为氧化铁红；填料为轻质碳酸钙。
实施例1-5成品的制备方法按如下步骤：
步骤a，按照配比将去离子水、中和剂、分散剂、消泡剂一次加入备料锅中；
步骤b，将加入到备料锅中的配料进行低速搅拌，直至搅拌均匀后，按照原料配比加入颜填料、防锈颜料、防沉剂，高速分散20分钟以上，形成均匀漆浆；
步骤c，将均匀漆浆进行研磨，研磨至细度不大于25微米；
步骤d，将研磨合格的漆浆加入到调漆罐中，在中速搅拌下，加入水性环氧改性丙烯酸乳液、水性单组份自交联氟硅丙乳液，搅拌均匀后加入成膜助剂、消泡剂、防闪锈剂，最后用增稠剂将漆液的粘度调到规定粘度，制得钢结构专用防腐水漆。
本发明钢结构专用防腐水漆相比于现有技术防腐涂料的测试数据见下表表2。
以上对本发明进行了详细介绍，本发明中应用具体个例对本发明的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可对本发明进行若干改进，这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种钢结构专用防腐水漆，其特征在于：由基料、助剂和颜填料组成，按重量百分比计，各原料组分如下：
所述基料的组分：30-40%水性环氧改性丙烯酸乳液、10-15%水性单组份自交联氟硅丙乳液；
所述助剂的组分：0.5-1.5%的中和剂、10-20%的去离子水、0.5-2%的润湿分散剂、0.1-0.5%的消泡剂、3-5%的成膜助剂、1-2%的防闪锈剂、1-3%的增稠剂、1-2%的防沉剂；
所述颜填料的组分：6-20%的着色颜料、5-10%的防锈颜料、5-15%的填料。
2.根据权利要求１所述的防腐水漆，其特征在于，按重量百分比计，其原料组分如下：
30%的水性环氧改性丙烯酸乳液、10%的水性单组份自交联氟硅丙乳液、0.5%的中和剂、13.3%的去离子水、1.3%的润湿分散剂、0.2%的消泡剂、3%的成膜助剂、2%的防闪锈剂、2%的增稠剂、1.7的防沉剂、15%的着色颜料、9%的防锈颜料、12%的填料。
3.根据权利要求１所述的防腐水漆，其特征在于，按重量百分比计，其原料组分如下：
39%的水性环氧改性丙烯酸乳液、13%的水性单组份自交联氟硅丙乳液、1%的中和剂、13%的去离子水、1.1%的润湿分散剂、0.3%的消泡剂、3.7%的成膜助剂、1.5%的防闪锈剂、2.1%的增稠剂、1.3的防沉剂、10%的着色颜料、6%的防锈颜料、8%的填料。
4.根据权利要求１-3中任一所述的防腐水漆，其特征在于，所述的水性环氧改性丙烯酸乳液为同德化工公司的WPA5812型号产品，所述的水性单组份自交联氟硅丙乳液为北京佰源化工有限公司的有机氟硅改性丙烯酸酯共聚物的水相分散体BY-5605B。
5.根据权利要求4所述的防腐水漆，其特征在于，中和剂为二甲基乙醇胺、氨水、多功能胺AMP-95中的一种或几种；成膜助剂为醇酯十二、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚中的一种或者几种。
6.根据权利要求4所述的防腐水漆，其特征在于，润湿分散剂为聚羧酸钠盐、聚羧酸铵盐、高分子型分散剂中的一种或几种；消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚硅氧烷共聚物型消泡剂；防沉剂为膨润土、改性聚酰胺蜡型防沉剂、硅酸镁锂钠型防沉剂中的一种或几种。
7.根据权利要求4所述的防腐水漆，其特征在于，着色颜料为钛白粉、炭黑、氧化铁红中的一种或几种；填料为超细滑石粉、沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙中的一种或者几种。
8.根据权利要求4所述的防腐水漆，其特征在于，防锈颜料为离子包裹的钙磷钼酸盐复合物，防闪锈剂为氨基羧酸盐型防闪锈剂。
9.如权利要求1-8中任一所述防腐水漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a，按照各原料组分配比将所述去离子水、中和剂、润湿分散剂、消泡剂加入备料锅中；
步骤b，将所述备料锅中的组分混合物搅拌均匀，再按所述配比加入颜填料和防沉剂，经高速分散，形成均匀漆浆；
步骤c，将所述均匀漆浆研磨，研磨至细度不大于25微米；
步骤d，将研磨合格的漆浆加入到调漆罐中，搅拌状态下，加入水性环氧改性丙烯酸乳液、水性单组份自交联氟硅丙乳液，搅拌均匀后再加入成膜助剂、消泡剂和防闪锈剂，最后加入增稠剂，调整漆液的粘度到规定粘度，制得所述防腐水漆。
10.根据权利要求9所述的防腐水漆的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，高速分散的时间在20分钟以上。
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