CN107523209B - 一种水性非晶合金防腐漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种水性非晶合金防腐漆及其制备方法，水性非晶合金防腐漆包括片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂，粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂80‑90份、消泡剂2‑2.5份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂1.5‑2份、中和剂0.1‑0.3份、流平剂0.4‑0.7份、去离子水4‑15份。本发明满足实际需求中对水性防腐涂料耐盐雾性能的进一步提高，同时，也提高了水性防腐涂料对耐高温性能的要求。

Description

一种水性非晶合金防腐漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐漆涂料领域，特别是指一种水性非晶合金防腐漆及其制备方法。
背景技术
非晶合金是指固态条件下原子的三维空间呈拓扑无序状排列，而且在一定的温度范围内保持相对稳定的状态，又称为金属玻璃。非晶合金作为一种新型材料，在国内外已收到愈来愈广泛的重视。非晶合金内部原子排列缺乏周期性，具有长程无序、短程有序的特征。由于合金内部不存在晶界、位错、层错等晶体缺陷，因此具有比传统晶态合金更加优良的性能，如高强度(6.0GPa)、高弹性(2％)、高断裂韧性(KC＝200MPam1/2)、低弹性模量(E-20GPa)、耐腐蚀、耐磨损等，显示出广阔的应用前景，得到了极大地关注和广泛地研究。目前，国外热喷涂非晶合金涂层已经开始商业化推广，而国内基本仍处于对非晶合金涂层材料制备工艺及耐腐蚀、耐磨损性能的理论研究阶段，实际应用较少。
随着涂料工业和涂装工艺向低污染化发展，水性涂料正在日益兴起。水性涂料以水作为分散介质，降低了涂料的生产成本，并且减少了有机溶剂对环境造成的危害与污染，有利于降低大气污染，安全环保，消除了施工时发生火灾的危险性，保障了操作人员的身体健康，便于工厂采取安全措施和运输，同时又便于施工工具的清洗。同时，水性涂料对材质表面适应性非常好，在潮湿环境同样可以施工，涂层附着力、硬度等机械性能优异，并且水性工业涂料在防腐防锈、耐酸碱等性能上也有突出表现。以非晶合金材料为代表的各类新材料的应用会使水性涂料发挥着独特的性能，因此非常具有研制开发的必要，亦具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的就在于将非晶合金材料应用在水性防腐涂料中，而提供一种水性非晶合金防腐漆，以满足实际需求中对水性防腐涂料耐盐雾性能的进一步提高，同时，也提高了水性防腐涂料对耐高温性能的要求。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种水性非晶合金防腐漆，包括片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂，粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂80-90份、消泡剂2-2.5份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂1.5-2份、中和剂0.1-0.3份、流平剂0.4-0.7份、去离子水4-15份。
所述粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为(6-10):3。
所述粘合剂的制备方法为：将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂和去离子水在常温下混合均匀。
所述片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备方法如下：
(1)按以下原子百分比称取原料，Al 70％-75％，Zn 25％-30％，Ce 0-5％；
(2)将步骤(1)中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20-30min，浇注后得母合金；
(3)步骤(2)中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末；
(4)步骤(3)中的锌铝基非晶合金粉末经磨球法得锌铝基非晶合金超微细粉。
所述步骤(1)中Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce。
所述步骤(2)中，真空条件为(2-5)×10-3Pa条件下充入0.04-0.08Mpa的氩气，加热的温度为750-850℃。
所述步骤(3)中，雾化法的条件为在压力6-10MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化。
所述步骤(4)中，磨球法的球料比为(13-18):1，球磨机的转速为(100-200)r/min。
所述的一种水性非晶合金防腐的制备方法，步骤为：将片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂在常温下按比例混匀即得水性非晶合金防腐漆。
经检测，该水性非晶合金防腐漆具有防锈功能可带锈施工，涂层耐盐雾试验500h以上不起泡、不生锈；400℃高温30分钟涂层完好。适用于中等防腐工程(包括船舶、集装箱、海洋平台、岸基建筑、桥梁、各类大型油品贮罐、塔架、管道、设备)的建造和修补。
本技术方案能产生的有益效果：
(1)本发明的水性非晶合金防腐漆可带锈施工，被涂工件只需将浮锈打磨处理后即可施工，施工后，涂膜与锈蚀部位发生络合反应形成致密膜层牢牢附着在工件表面，大大提高了涂膜对锈蚀工件的附着力，而通过添加除锈剂等助剂配制的涂料易出现附着力不佳等弊病。
(2)本发明的水性非晶合金防腐漆不仅具有防腐、耐高温等性能，其片状锌铝基非晶合金超微细粉的引用使得涂层也具有减震、热反射以及消声的特殊功能。
附图说明
图1为冷板涂防腐漆500h盐雾试验后的结果图；其中A为本发明的水性非晶合金防腐漆，B为带锈防锈漆1在500h盐雾试验后的结果图，C为带锈防锈漆2在500h盐雾试验后的结果图。
具体实施方式
一种水性非晶合金防腐漆，包括片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂，粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂80-90份、消泡剂2-2.5份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂1.5-2份、中和剂0.1-0.3份、流平剂0.4-0.7份、去离子水4-15份。
所述粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为(6-10):3。
所述粘合剂的制备方法为：将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂和去离子水在常温下混合均匀。
所述片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备方法如下：
(1)按以下原子百分比称取原料，Al 70％-75％，Zn 25％-30％，Ce 0-5％；
(2)将步骤(1)中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20-30min，浇注后得得母合金；
(3)步骤(2)中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末；
(4)步骤(3)中的锌铝基非晶合金粉末经磨球法得锌铝基非晶合金超微细粉。
所述步骤(1)中Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce。
所述步骤(2)中，真空条件为(2-5)×10-3Pa条件下充入0.04-0.08Mpa的氩气，加热的温度为750-850℃。
所述步骤(3)中，雾化法的条件为在压力6-10MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化。
所述步骤(4)中，磨球法的球料比为(13-18):1，球磨机的转速为(100-200)r/min。
所述的一种水性非晶合金防腐的制备方法，步骤为：将片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂在常温下按比例混匀即得水性非晶合金防腐漆。
实施例1
本实施例的水性非晶合金防腐漆的制备方法如下：
1、片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备：
(1)按以下原子百分比称取原料，Al 75％，Zn 20％；Ce 5％，Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce；
(2)将步骤(1)中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20min，浇注后得得母合金，真空条件为4×10-3Pa条件下充入0.07Mpa的氩气，加热的温度为780℃；
(3)步骤(2)中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末，雾化法的条件为在压力9MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化；
(4)步骤(3)中的锌铝基非晶合金粉末经磨球法得锌铝基非晶合金超微细粉，磨球法的球料比为17:1，球磨机的转速为180r/min。
2、水性非晶合金防腐漆的制备
本实施例的水性非晶合金防腐漆由片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂组成，其中粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂80份、消泡剂2份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂1.5份、中和剂0.3份、流平剂0.7份、去离子水15份；其中粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为7:3。
水性非晶合金防腐漆的制备方法为：
①将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂、去离子水按照上述比例在常温下混合均匀，得粘合剂。
②将粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉在常温下按照质量比7:3进行混合，即得水性非晶合金防腐漆。
实施例1的水性非晶合金防腐漆的产品测试如下：
将实施例1的水性非晶合金防腐漆喷涂于试板上，常温干燥24小时后漆膜实干，试板放置7天后测试其涂料主要常规技术指标，其数据如下：
Figure BDA0001418689350000041
实施例2
本实施例的水性非晶合金防腐漆的制备方法如下：
1、片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备：
(1)按以下原子百分比称取原料，Al 75％，Zn 20％；Ce 5％，Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce；
(2)将步骤(1)中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20min，浇注后得得母合金，真空条件为4×10-3Pa条件下充入0.068Mpa的氩气，加热的温度为780℃；
(3)步骤(2)中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末，雾化法的条件为在压力9MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化；
(4)步骤(3)中的锌铝基非晶合金粉末经磨球法得锌铝基非晶合金超微细粉，磨球法的球料比为14:1，球磨机的转速为180r/min。
2、水性非晶合金防腐漆的制备
本实施例的水性非晶合金防腐漆由片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂组成，其中粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂90份、消泡剂2.5份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂2份、中和剂0.3份、流平剂0.7份、去离子水4份；其中粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为6:3。
水性非晶合金防腐漆的制备方法为：
①将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂、去离子水按照上述比例在常温下混合均匀，得粘合剂。
②将粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉在常温下按照质量比6:3进行混合，即得水性非晶合金防腐漆。
实施例2的水性非晶合金防腐漆的产品测试如下：
将实施例2的水性非晶合金防腐漆喷涂于试板上，常温干燥24小时后漆膜实干，试板放置7天后测试其涂料主要常规技术指标，其数据如下：
Figure BDA0001418689350000051
实施例3
水性非晶合金防腐漆的制备方法如下：
1、片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备：
(1)按以下原子百分比称取原料，Al 75％，Zn 20％；Ce 5％，Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce；
(2)将步骤(1)中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20min，浇注后得得母合金，真空条件为3×10-3Pa条件下充入0.06Mpa的氩气，加热的温度为800℃；
(3)步骤(2)中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末，雾化法的条件为在压力8MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化；
(4)步骤(3)中的锌铝基非晶合金粉末经磨球法得锌铝基非晶合金超微细粉，磨球法的球料比为15:1，球磨机的转速为150r/min。
2、水性非晶合金防腐漆的制备
本实施例的水性非晶合金防腐漆由片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂组成，其中粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂82份、消泡剂2.5份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂1.5份、中和剂0.1份、流平剂0.4份、去离子水13份；其中粘合剂和片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为10:3。
水性非晶合金防腐漆的制备方法为：
①将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂、去离子水按照上述比例在常温下混合均匀，得粘合剂。
②将粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉在常温下按照质量比10:3进行混合，即得水性非晶合金防腐漆。
实施例3的水性非晶合金防腐漆的产品测试如下：
将实施例3的水性非晶合金防腐漆喷涂于试板上，常温干燥24小时后漆膜实干，试板放置7天后测试其涂料主要常规技术指标，其数据如下：
Figure BDA0001418689350000061
实施例4
水性非晶合金防腐漆的制备方法如下：
1、片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备：
(1)按以下原子百分比称取原料，Al 75％，Zn 20％；Ce 5％，Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce；
(2)将步骤(1)中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20min，浇注后得得母合金，真空条件为2×10-3Pa条件下充入0.04Mpa的氩气，加热的温度为750℃；
(3)步骤(2)中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末，雾化法的条件为在压力6MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化；
(4)步骤(3)中的锌铝基非晶合金粉末经磨球法得锌铝基非晶合金超微细粉，磨球法的球料比为13:1，球磨机的转速为100r/min。
2、水性非晶合金防腐漆的制备
本实施例的水性非晶合金防腐漆由片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂组成，其中粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂85份、消泡剂2.3份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂1.2份、中和剂0.3份、流平剂0.7份、去离子水10份；其中粘合剂和片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为8:3。
水性非晶合金防腐漆的制备方法为：
①将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂、去离子水按照上述比例在常温下混合均匀，得粘合剂。
②将粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉在常温下按照质量比8:3进行混合，即得水性非晶合金防腐漆。
实施例4的水性非晶合金防腐漆的产品测试如下：
将实施例4的水性非晶合金防腐漆喷涂于试板上，常温干燥24小时后漆膜实干，试板放置7天后测试其涂料主要常规技术指标，其数据如下：
Figure BDA0001418689350000071
实施例5
水性非晶合金防腐漆的制备方法如下：
1、片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备：
(1)按以下原子百分比称取原料，Al 75％，Zn 20％；Ce 5％，Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce；
(2)将步骤(1)中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20min，浇注后得得母合金，真空条件为5×10-3Pa条件下充入0.08Mpa的氩气，加热的温度为850℃；
(3)步骤(2)中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末，雾化法的条件为在压力10MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化；
(4)步骤(3)中的锌铝基非晶合金粉末经磨球法得锌铝基非晶合金超微细粉，磨球法的球料比为18:1，球磨机的转速为200r/min。
2、水性非晶合金防腐漆的制备
本实施例的水性非晶合金防腐漆由片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂组成，其中粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂87份、消泡剂2.5份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂2份、中和剂0.3份、流平剂0.7份、去离子水7份；其中粘合剂和片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为9:3。
水性非晶合金防腐漆的制备方法为：
①将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂、去离子水按照上述比例在常温下混合均匀，得粘合剂。
②将粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉在常温下按照质量比9:3进行混合，即得水性非晶合金防腐漆。
实施例5的水性非晶合金防腐漆的产品测试如下：
将实施例5的水性非晶合金防腐漆喷涂于试板上，常温干燥24小时后漆膜实干，试板放置7天后测试其涂料主要常规技术指标，其数据如下：
Figure BDA0001418689350000081
对比例
本发明的水性非晶合金防腐漆与市场两款带锈防锈漆进行500小时耐盐雾平行对照试验结果如图1所示：
Figure BDA0001418689350000082
由图1可知，A组试片在500小时盐雾试验后没有起泡、脱落、生锈等现象，而B组、C组试片都有不同程度的损坏，可判定A组试片所用本发明的水性非晶合金防腐漆可达到500小时以上耐盐雾的性能要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水性非晶合金防腐漆，其特征在于：包括片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂，粘合剂包括以下重量份的原料：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂80-90份、消泡剂2-2.5份、防闪锈助剂0.5份、润湿分散剂1.5-2份、中和剂0.1-0.3份、流平剂0.4-0.7份、去离子水4-15份；
所述粘合剂与片状锌铝基非晶合金超微细粉的质量比为（6-10）:3；
所述粘合剂的制备方法为：将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、消泡剂、防闪锈助剂、润湿分散剂、中和剂、流平剂和去离子水在常温下混合均匀；
所述片状锌铝基非晶合金超微细粉的制备方法如下：
（1）按以下原子百分比称取原料，Al 70%-75%，Zn 25%-30%，Ce 0-5%；
（2）将步骤（1）中的原料在真空条件下，经加热形成合金液并保温20-30min，浇注后得母合金；
（3）步骤（2）中的母合金经气体雾化法制得锌铝基非晶合金粉末；
（4）步骤（3）中的锌铝基非晶合金粉末经球磨法得片状锌铝基非晶合金超微细粉；
所述步骤（2）中，真空条件为（2-5）×10-3Pa条件下充入0.04-0.08Mpa的氩气，加热的温度为750-850℃。
2.根据权利要求1所述的水性非晶合金防腐漆，其特征在于：所述步骤（1）中Al为高纯金属元素Al，Zn为高纯金属元素Zn，Ce为高纯金属元素Ce。
3.根据权利要求1所述的水性非晶合金防腐漆，其特征在于：所述步骤（3）中，雾化法的条件为在压力6-10MPa的条件下采用高纯氩气下进行雾化。
4.根据权利要求1所述的水性非晶合金防腐漆，其特征在于：所述步骤（4）中，球磨法的球料比为（13-18）:1，球磨机的转速为100-200r/min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种水性非晶合金防腐漆，其特征在于步骤为：将片状锌铝基非晶合金超微细粉和粘合剂在常温下按比例混匀即得水性非晶合金防腐漆。
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