CN106280808A - 一种金属表面速成有机防腐保护膜 - Google Patents

一种金属表面速成有机防腐保护膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机涂料领域，公开了一种金属表面速成有机防腐保护膜，由有机防腐保护涂料固化而成，所述有机防腐保护涂料包括以下质量份的组份：丙烯酸乳液40‑50份，肌醇六磷酸酯5‑15份，水合硅酸镁铝填料5‑15份，氧化铁红3‑7份，抗菌颗粒3‑7份，复合增粘剂2‑4份，颜料3‑7份，分散剂0.5‑1.5份，消泡剂0.5‑1.5份，乙醇3‑7份，水10‑20份。本发明与金属表面的结合力强，成膜后不起泡，耐腐蚀、老化性能好，而且还具有抗菌性。

Description

一种金属表面速成有机防腐保护膜
技术领域
本发明涉及有机涂料领域，尤其涉及一种金属表面速成有机防腐保护膜。
背景技术
涂于金属表面的防锈涂料，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的避免大气中各种腐蚀性物质的直接入侵，使得最大化的延长金属使用期限。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。
但是现有的金属防锈涂料也存在一些缺陷，比如防锈涂料在金属表面的结合力较差，容易脱落；且容易腐蚀和老化，持久性较差。此外，对于一些特殊领域的金属制品来说，还需要一定的抗菌性能。这些都是现有的金属涂料所欠缺的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金属表面速成有机防腐保护膜。本发明的有机防腐保护膜与金属表面的结合力强，成膜后不起泡，耐腐蚀、老化性能好，而且还具有抗菌性。
本发明的具体技术方案为：一种金属表面速成有机防腐保护膜，由有机防腐保护涂料固化而成，所述有机防腐保护涂料包括以下质量份的组份：丙烯酸乳液40-50份，肌醇六磷酸酯5-15份，水合硅酸镁铝填料5-15份，氧化铁红3-7份，抗菌颗粒3-7份，复合增粘剂2-4份，颜料3-7份，分散剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1.5份，乙醇3-7份，水10-20份。
本发明以丙烯酸乳液作为成膜物质，在金属表面固化后能够形成致密的膜层，该膜层能够阻止腐蚀性物质的侵入。肌醇六磷酸酯天然提取物，水溶性好，具有金属螯合能力，它能够在金属表面与金属迅速螯合，形成一层致密的单分子络合物保护膜，可有效抑制金属表面的腐蚀。抗菌颗粒赋予其涂料抗菌性能，复合增粘剂与涂料中其他组份复配后，能够增强涂料与金属的粘结力，克服了现有的金属防锈涂料结合力差的缺点。
作为优选，所述丙烯酸乳液的固含量为45-55％。
作为优选，所述水合硅酸镁铝填料、氧化铁红、抗菌颗粒的粒径均小于10微米。
作为进一步优选，所述水合硅酸镁铝填料、氧化铁红、抗菌颗粒的粒径均在0.1-1微米之间。上述粒径下的组份分散性好，成膜性好。
作为优选，所述抗菌颗粒的制备方法为：将γ-环糊精溶于水中制得浓度为2-6wt％的γ-环糊精溶液，向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.5-1倍的贝壳粉并搅拌均匀，继续向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.2-0.6倍的硝酸银，分散均匀后，滴加稀盐酸使γ-环糊精溶液的pH值控制在3-5，转移至无光环境中，在65-75℃下加热2-4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钠溶液中，向氢氧化钠溶液中添加质量为不溶物2-4％的硼氢化钠，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银γ-环糊精-贝壳粉复合物；将纤维素溶于水中制得质量浓度为2-4％的纤维素溶液，向纤维素溶液中添加质量为纤维素0.3-0.5倍的载银γ-环糊精-贝壳粉复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液在-16℃中进行冷冻，1-2天后取出并进行解冻，得到纤维素水凝胶，用乙醇对纤维素水凝胶进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶；最后先后经过超临界流体干燥和研磨，得到抗菌颗粒。
本发明方法制得的抗菌颗粒，与单一的抗菌剂相比，具有载银量大，载银牢度高，抗菌效果好，分散性好，交联性好的特点。在制备过程中，γ-环糊精首先与贝壳粉混合分散，形成絮凝装混合物，再进行载银操作，由于γ-环糊精对银具有较好的络合能力，而贝壳粉结构中含有发达的微细纳米孔道，能够对银粒子、纳米银单质进行吸附，两种基体以不同方式进行载银，载银量大，负载牢度高。最后与纤维素混合，互相交联，制备成载银的气凝胶抗菌颗粒。该抗菌颗粒与涂料配方中其他组份能够发生较好的交联，从而分散稳定性较好。
作为优选，所述贝壳粉经过煅烧处理，煅烧后粉碎成0.1-1微米之间。
作为优选，所述复合增粘剂的制备方法为：将羟基硅油HO(CH3SiCH3)4H与正丁基三甲氧基硅烷按摩尔比1:1-2在钛酸四异丙酯的催化下进行反应，反应温度为100-110℃下反应3-5小时后，并在真空度-0.08至-0.09MPa下脱低分子1-2h得到增粘剂A；将相对分子质量为80000-120000的聚酚氧树脂与增粘剂A等质量混合均匀，得到复合增粘剂。
上述方法制得的复合增粘剂，一方面与金属表面结合的粘附极强，另一方面涂料成膜后的耐水性、耐磨性、耐腐蚀性、耐老化性较好，延长涂料成膜后的寿命。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的有机防腐保护膜与金属表面的结合力强，成膜后不起泡，耐腐蚀、老化性能好，而且还具有抗菌性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种金属表面速成有机防腐保护膜，由有机防腐保护涂料固化而成，所述有机防腐保护涂料包括以下质量份的组份：丙烯酸乳液45份，肌醇六磷酸酯10份，水合硅酸镁铝填料10份，氧化铁红5份，抗菌颗粒5份，复合增粘剂3份，颜料5份，分散剂4份，消泡剂4份，乙醇5份，水15份。
其中，所述丙烯酸乳液的固含量为50％。所述水合硅酸镁铝填料、氧化铁红、抗菌颗粒的粒径均在0.1-1微米之间。
其中，所述抗菌颗粒的制备方法为：将γ-环糊精溶于水中制得浓度为4wt％的γ-环糊精溶液，向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.75倍的贝壳粉(经过煅烧处理，煅烧后粉碎成0.1-1微米之间)并搅拌均匀，继续向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.4倍的硝酸银，分散均匀后，滴加稀盐酸使γ-环糊精溶液的pH值控制在4，转移至无光环境中，在70℃下加热3h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钠溶液中，向氢氧化钠溶液中添加质量为不溶物3％的硼氢化钠，调节pH至7.5，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银γ-环糊精-贝壳粉复合物；将纤维素溶于水中制得质量浓度为3％的纤维素溶液，向纤维素溶液中添加质量为纤维素0.4倍的载银γ-环糊精-贝壳粉复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液在-16℃中进行冷冻，1.5天后取出并进行解冻，得到纤维素水凝胶，用乙醇对纤维素水凝胶进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶；最后先后经过超临界流体干燥和研磨，得到抗菌颗粒。
其中，所述复合增粘剂的制备方法为：将羟基硅油HO(CH3SiCH3)4H与正丁基三甲氧基硅烷按摩尔比1:1.5在钛酸四异丙酯的催化下进行反应，反应温度为105℃下反应4小时后，并在真空度-0.085MPa下脱低分子1.5h得到增粘剂A；将相对分子质量为100000的聚酚氧树脂与增粘剂A等质量混合均匀，得到复合增粘剂。
实施例2
一种金属表面速成有机防腐保护膜，由有机防腐保护涂料固化而成，所述有机防腐保护涂料包括以下质量份的组份：丙烯酸乳液40份，肌醇六磷酸酯5份，水合硅酸镁铝填料15份，氧化铁红3份，抗菌颗粒7份，复合增粘剂2份，颜料7份，分散剂1.5份，消泡剂1.5份，乙醇7份，水11份。
其中，所述丙烯酸乳液的固含量为55％。所述水合硅酸镁铝填料、氧化铁红、抗菌颗粒的粒径均在0.1-1微米之间。
其中，所述抗菌颗粒的制备方法为：将γ-环糊精溶于水中制得浓度为2wt％的γ-环糊精溶液，向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.5倍的贝壳粉(经过煅烧处理，煅烧后粉碎成0.1-1微米之间)并搅拌均匀，继续向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.2倍的硝酸银，分散均匀后，滴加稀盐酸使γ-环糊精溶液的pH值控制在3，转移至无光环境中，在65℃下加热4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钠溶液中，向氢氧化钠溶液中添加质量为不溶物2％的硼氢化钠，调节pH至7，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银γ-环糊精-贝壳粉复合物；将纤维素溶于水中制得质量浓度为2％的纤维素溶液，向纤维素溶液中添加质量为纤维素0.3倍的载银γ-环糊精-贝壳粉复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液在-16℃中进行冷冻，1天后取出并进行解冻，得到纤维素水凝胶，用乙醇对纤维素水凝胶进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶；最后先后经过超临界流体干燥和研磨，得到抗菌颗粒。
其中，所述复合增粘剂的制备方法为：将羟基硅油HO(CH3SiCH3)4H与正丁基三甲氧基硅烷按摩尔比1:1在钛酸四异丙酯的催化下进行反应，反应温度为100℃下反应5小时后，并在真空度-0.08MPa下脱低分子2h得到增粘剂A；将相对分子质量为80000的聚酚氧树脂与增粘剂A等质量混合均匀，得到复合增粘剂。
实施例3
一种金属表面速成有机防腐保护膜，由有机防腐保护涂料固化而成，所述有机防腐保护涂料包括以下质量份的组份：丙烯酸乳液50份，肌醇六磷酸酯5份，水合硅酸镁铝填料5份，氧化铁红6份，抗菌颗粒3份，复合增粘剂4份，颜料3份，分散剂0.5份，消泡剂0.5份，乙醇3份，水20份。
其中，所述丙烯酸乳液的固含量为45-55％。所述水合硅酸镁铝填料、氧化铁红、抗菌颗粒的粒径均在0.1-1微米之间。
其中，所述抗菌颗粒的制备方法为：将γ-环糊精溶于水中制得浓度为6wt％的γ-环糊精溶液，向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精1倍的贝壳粉(经过煅烧处理，煅烧后粉碎成0.1-1微米之间)并搅拌均匀，继续向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.6倍的硝酸银，分散均匀后，滴加稀盐酸使γ-环糊精溶液的pH值控制在5，转移至无光环境中，在75℃下加热2h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钠溶液中，向氢氧化钠溶液中添加质量为不溶物4％的硼氢化钠，调节pH至8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银γ-环糊精-贝壳粉复合物；将纤维素溶于水中制得质量浓度为2-4％的纤维素溶液，向纤维素溶液中添加质量为纤维素0.5倍的载银γ-环糊精-贝壳粉复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液在-16℃中进行冷冻，2天后取出并进行解冻，得到纤维素水凝胶，用乙醇对纤维素水凝胶进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶；最后先后经过超临界流体干燥和研磨，得到抗菌颗粒。
其中，所述复合增粘剂的制备方法为：将羟基硅油HO(CH3SiCH3)4H与正丁基三甲氧基硅烷按摩尔比1:2在钛酸四异丙酯的催化下进行反应，反应温度为110℃下反应3小时后，并在真空度-0.09MPa下脱低分子1h得到增粘剂A；将相对分子质量为120000的聚酚氧树脂与增粘剂A等质量混合均匀，得到复合增粘剂。
对实施例1制得的有机防腐保护涂料在铜表面涂覆固化后进行各项性能测试。按GB/T1720方法进行附着力试验，测试结果为附着力1级；按GB/T1771方法进行盐雾试验(50微米膜厚)，测试结果为200h。按GB/T9274-88甲法进行耐碱(0.1mol/NaOH)试验，测试结果为大于24h。

Claims (7)

1.一种金属表面速成有机防腐保护膜，其特征在于：由有机防腐保护涂料固化而成，所述有机防腐保护涂料包括以下质量份的组份：丙烯酸乳液40-50份，肌醇六磷酸酯5-15份，水合硅酸镁铝填料5-15份，氧化铁红3-7份，抗菌颗粒3-7份，复合增粘剂2-4份，颜料3-7份，分散剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1.5份，乙醇3-7份，水10-20份。
2.如权利要求1所述的一种金属表面速成有机防腐保护膜，其特征在于，所述丙烯酸乳液的固含量为45-55％。
3.如权利要求1所述的一种金属表面速成有机防腐保护膜，其特征在于，所述水合硅酸镁铝填料、氧化铁红、抗菌颗粒的粒径均小于10微米。
4.如权利要求3所述的一种金属表面速成有机防腐保护膜，其特征在于，所述水合硅酸镁铝填料、氧化铁红、抗菌颗粒的粒径均在0.1-1微米之间。
5.如权利要求1所述的一种金属表面速成有机防腐保护膜，其特征在于，所述抗菌颗粒的制备方法为：将γ-环糊精溶于水中制得浓度为2-6wt％的γ-环糊精溶液，向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.5-1倍的贝壳粉并搅拌均匀，继续向γ-环糊精溶液中添加质量为γ-环糊精0.2-0.6倍的硝酸银，分散均匀后，滴加稀盐酸使γ-环糊精溶液的pH值控制在3-5，转移至无光环境中，在65-75℃下加热2-4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钠溶液中，向氢氧化钠溶液中添加质量为不溶物2-4％的硼氢化钠，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银γ-环糊精-贝壳粉复合物；将纤维素溶于水中制得质量浓度为2-4％的纤维素溶液，向纤维素溶液中添加质量为纤维素0.3-0.5倍的载银γ-环糊精-贝壳粉复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液在-16℃中进行冷冻，1-2天后取出并进行解冻，得到纤维素水凝胶，用乙醇对纤维素水凝胶进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶；最后先后经过超临界流体干燥和研磨，得到抗菌颗粒。
6.如权利要求1所述的一种金属表面速成有机防腐保护膜，其特征在于，所述贝壳粉经过煅烧处理，煅烧后粉碎成0.1-1微米之间。
7.如权利要求1所述的一种金属表面速成有机防腐保护膜，其特征在于，所述复合增粘剂的制备方法为：将羟基硅油HO(CH3SiCH3)4H与正丁基三甲氧基硅烷按摩尔比1:1-2在钛酸四异丙酯的催化下进行反应，反应温度为100-110℃下反应3-5小时后，并在真空度-0.08至-0.09MPa下脱低分子1-2h得到增粘剂A；将相对分子质量为80000-120000的聚酚氧树脂与增粘剂A等质量混合均匀，得到复合增粘剂。
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