CN107987635A - 一种应用于钢材的外面漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种应用于钢材的外面漆及其制备方法，所述外面漆包含以下重量份数的组分：丙烯酸分散液45～70份，聚合物水溶液1.0～1.5份，疏水性液态碳氢化合物1.0～15份，聚醚乳液0.1～1.5份，乙二醇醚0.1～5.0份，颜料10～25份，硅酸镁填料5～15份，亲水性二氧化硅0.1～1.5份，水0.0～5.0份。丙烯酸分散液为水性纯丙烯酸、水性苯乙烯丙烯酸、水性改性丙烯酸、水性丙烯酸脂肪族聚氨酯混合物、水性丙烯酸脂肪族聚氨酯共聚物中的一种或几种。本发明的外面漆VOC低于70g/lt，水性且能用水稀释，干燥快，适合喷涂，或用滚筒滚涂、刷子涂刷。丙烯酸分散液在中间漆上具有很强的粘附力。本发明中采用的大多数组分都溶于水，对环境无害。

Description

一种应用于钢材的外面漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备领域，特别涉及一种应用于钢材的外面漆及其制备方法。
背景技术
钢材是用于建造诸如桥梁、集装箱、钢箱、钢管等的材料，需要在其内，外面涂装高标准的涂漆系统，以保护钢材免于生锈。大多数的重防腐系统的外用中间漆是一种环氧/胺基型，具有较高的VOC(挥发性有机化合物含量)。对于该种中间漆的喷涂应用，也必须添加有机溶剂，以降低其粘度。
所有这些各种有机溶剂都可能污染空气、水，并且易燃、有害。在喷涂应用领域，VOC的总含量可达到400g/ltr或更多。该种用于重防腐系统的中间漆是基于环氧固体型，并且用胺基类固化剂固化。两种产品都溶于各种挥发性有机溶剂中，但不溶于水。
传统的水性面漆在重防腐系统领域是没有应用的，其耐磨性和可弯曲性不够强大。大多数这些水性面漆在低防腐要求领域是有用的。
发明内容
本发明针对重防腐防护的外用水性和水稀释环氧中间漆的不足，提供一种应用于钢材的外面漆及其制备方法及其制备方法。
本发明一方面提供了一种应用于钢材的外面漆及其制备方法，其包含以下组分：丙烯酸分散液、聚合物水溶液、疏水性液态碳氢化合物、聚醚乳液、乙二醇醚、颜料、硅酸镁填料、亲水性二氧化硅和水。所述丙烯酸分散液为自交联型，其固体含量按重量计在35～50％之间，且无溶剂，MFT(最低漆膜形成温度)应在10～35℃之间。聚合物水溶液用于脱去体系中的气泡。水性外面漆在制备过程中受搅拌等工序的影响，或者在刷涂过程中，难免混入气泡，采用聚合物水溶液可将其中的气泡快速消除，避免其影响产品的性能发挥。本发明在配方中有一些疏水成分使外面漆在高湿度环境中抵御水分对金属的侵蚀，疏水成分可以是疏水性液态碳氢化合物。为了使疏水性液态碳氢化合物在一个水性或水稀释的配方稳定混合，加入少量的乙二醇醚作为溶剂，这种溶剂可以用水稀释，同时对疏水性液态碳氢化合物有亲和力。基于这种亲和力，就可以把疏水性液态碳氢化合物加入到水性产品中，并获得稳定的混合。
进一步地，以上各组份的重量份数如下：丙烯酸分散液45～70份，聚合物水溶液1.0～1.5份，疏水性液态碳氢化合物1.0～15份，聚醚乳液0.1～1.5份，乙二醇醚0.1～5.0份，颜料10～25份，硅酸镁填料5～15份，亲水性二氧化硅0.1～1.5份，水0.0～5.0份。疏水性液态碳氢化合物在1.0～15.0份最合适，如果含量低于1.0份，在面对高湿度环境时，防腐蚀效果差；如果超过15.0份，将会影响水性外面漆的干燥时间、硬度以及与水的稀释，使水性外面漆干燥时间变长、硬度降低，与水稀释更加困难，从而提高了对混合设备的要求，增加了生产成本。疏水性液态碳氢化合物在该用量范围内，水性外面漆的硬度、柔韧性和干燥时间不变。以上各组分在上述用量范围内互相配合，才可使水性外面漆发挥最佳的性能效果。聚醚乳液一方面能够降低水性外面漆的表面张力，使其快速流平，另一方面消除水性外面漆中混入的气泡。丙烯酸分散液在中间漆上具有很强的粘附力，配合底漆、中间漆，防腐性能非常高。
在一个优选的实施例中，丙烯酸分散液65.0份，聚合物水溶液1.0份，疏水性液态碳氢化合物3.0份，聚醚乳液1.0份，乙二醇醚3.5份，颜料15.9份，硅酸镁填料8.0份，亲水性二氧化硅0.6份，水2.0份。
进一步地，丙烯酸分散液为水性纯丙烯酸、水性苯乙烯丙烯酸、水性改性丙烯酸、水性丙烯酸脂肪族聚氨酯混合物、水性丙烯酸脂肪族聚氨酯共聚物中的一种或几种。上述丙烯酸分散液具有抗黄变性，用于防止外面漆褪色。
优选地，聚合物水溶液中的聚合物为聚丙烯酸钠，有机改性聚丙烯酸脂、改性脂肪酸衍生物中的一种或几种。
优选地，聚醚乳液为有机改性的硅氧烷、聚醚硅氧烷共聚物、脱气聚合物、有机聚合物无硅中的一种或几种。乙二醇醚为二丙烯乙二醇甲醚、丁基乙二醇、丙基乙二醇、二丙烯乙二醇丁醚、丙烯乙二醇-n-丁醚中的一种或几种。颜料为二氧化钛、二氧化钛改性锆、铝后续处理的二氧化钛、硅后续处理的二氧化钛、有机聚合物后续处理的二氧化钛中的一种或几种。硅酸镁填料为滑石粉，颗粒直径≤5μm。所述水为去除矿物质的水。
本发明外面漆中的部分原料来源如下：
原料 供应商
水性纯丙烯酸 新秀化学(烟台)有限公司
水性苯乙烯丙烯酸 新秀化学(烟台)有限公司
水性改性丙烯酸 新秀化学(烟台)有限公司
水性丙烯酸脂肪族聚氨酯混合物 新秀化学(烟台)有限公司
水性丙烯酸脂肪族聚氨酯共聚物 新秀化学(烟台)有限公司
有机改性聚丙烯酸酯 新秀化学(烟台)有限公司
改性脂肪酸衍生物 山东玖胜生物
疏水性液态碳氢化合物 南京古田化工有限公司
有机改性硅氧烷 江苏三木化工股份有限公司
聚醚硅氧烷共聚物 江苏三木化工股份有限公司
脱气聚合物 江苏三木化工股份有限公司
有机聚合物无硅 江苏三木化工股份有限公司
丙烯乙二醇-n-丁醚 江苏怡达化学股份有限公司
二氧化钛改性锆 杜邦(中国)研发管理有限公司
铝后续处理的二氧化钛 杜邦(中国)研发管理有限公司
硅后续处理的二氧化钛 杜邦(中国)研发管理有限公司
有机聚合物后续处理的二氧化钛 杜邦(中国)研发管理有限公司
亲水性二氧化硅 南京汉宝工业原料有限公司
本发明另一方面还提供了一种应用于钢材的外面漆及其制备方法的制备方法，其包括如下步骤：
先将丙烯酸分散液注入到容器中，然后添加聚合物水溶液，搅拌速度为300～400r/min，再添加疏水性液态碳氢化合物，搅拌速度为300～400r/min；添加聚醚乳液，搅拌速度为200～300r/min，分散3～4min；添加乙二醇醚，搅拌速度为300～400r/min。在添加乙二醇醚前，按3.5:12的比例将他们与水混合；添加颜料，搅拌速度为300～400r/min，分散5～10min；添加硅酸镁的填料，搅拌速度为300～400r/min，分散5～10min；添加亲水性二氧化硅，搅拌速度为100～200r/min；将混合物以600～800r/min的速度分散30～40min得到外面漆；控制颗粒直径≤35μm。
上述应用于钢材的外面漆及其制备方法应用前钢材必须经过喷砂处理。钢材喷砂应达到瑞典标准Sa2.5。
本发明的有益效果是：
(1)本发明降低了VOC(有机溶剂含量)，VOC低于70g/lt，它不仅仅是水性，而且能用水稀释，干燥快，适合喷涂，或用滚筒滚涂、刷子涂刷。在制备过程中用到的工具和设备也可用水冲洗。
(2)丙烯酸分散液在中间漆上具有很强的粘附力，配合底漆、中间漆，防腐性能非常高。
(3)水性面漆符合单组份涂漆的发明要求，采用的大多数组分都溶于水，对环境无害。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
外面漆包含以下重量份数的组分：水性纯丙烯酸45.0份、聚丙烯酸钠1.0份、疏水性液态碳氢化合物3.0份、有机改性硅氧烷1.0份、二丙二醇甲醚3.5份、二氧化钛15.9份、硅酸镁填料8.0份、亲水性二氧化硅0.6份、水2.0份。
实施例2
外面漆包含以下重量份数的组分：水性纯丙烯酸65.0份、聚丙烯酸钠1.0份、疏水性液态碳氢化合物3.0份、有机改性硅氧烷1.0份、二丙二醇甲醚3.5份、二氧化钛15.9份、硅酸镁填料8.0份、亲水性二氧化硅0.6份、水2.0份。
实施例3
外面漆包含以下重量份数的组分：水性纯丙烯酸70.0份、聚丙烯酸钠1.0份、疏水性液态碳氢化合物3.0份、有机改性硅氧烷1.0份、二丙二醇甲醚3.5份、二氧化钛15.9份、硅酸镁填料8.0份、亲水性二氧化硅0.6份、水2.0份。
将上述实施例制备的产品进行性能测定，将实验数据列出。
实施例4
外面漆包含以下重量份数的组分：水性纯丙烯酸70.0份、聚丙烯酸钠1.0份、疏水性液态碳氢化合物15份、有机改性硅氧烷1.0份、二丙二醇甲醚3.5份、二氧化钛15.9份、硅酸镁填料8.0份、亲水性二氧化硅0.6份、水2.0份。
将上述实施例制备的产品进行性能测定，将实验数据列出。
实施例5
外面漆包含以下重量份数的组分：水性纯丙烯酸70.0份、聚丙烯酸钠1.5份、疏水性液态碳氢化合物3.0份、有机改性硅氧烷1.0份、二丙二醇甲醚3.5份、二氧化钛15.9份、硅酸镁填料8.0份、亲水性二氧化硅0.6份、水2.0份。
将上述实施例制备的产品进行性能测定，将实验数据列出。
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 (8)

1.一种应用于钢材的外面漆，其特征在于，包含以下重量份数的组分：丙烯酸分散液45～70份，聚合物水溶液1.0～1.5份，疏水性液态碳氢化合物1.0～15份，聚醚乳液0.1～1.5份，乙二醇醚0.1～5.0份，颜料10～25份，硅酸镁填料5～15份，亲水性二氧化硅0.1～1.5份，水0.0～5.0份。
2.如权利要求1所述的应用于钢材的外面漆，其特征在于，包含以下重量份数的组分：丙烯酸分散液65.0份，聚合物水溶液1.0份，疏水性液态碳氢化合物3.0份，聚醚乳液1.0份，乙二醇醚3.5份，颜料15.9份，硅酸镁填料8.0份，亲水性二氧化硅0.6份，水2.0份。
3.如权利要求1所述的应用于钢材的外面漆，其特征在于，所述丙烯酸分散液为水性纯丙烯酸、水性苯乙烯丙烯酸、水性改性丙烯酸、水性丙烯酸脂肪族聚氨酯混合物、水性丙烯酸脂肪族聚氨酯共聚物中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的应用于钢材的外面漆，其特征在于，所述聚合物水溶液中的聚合物为聚丙烯酸钠，有机改性聚丙烯酸脂、改性脂肪酸衍生物中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的应用于钢材的外面漆，其特征在于，所述聚醚乳液为有机改性的硅氧烷、聚醚硅氧烷共聚物、脱气聚合物、有机聚合物无硅中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的应用于钢材的外面漆，其特征在于，所述乙二醇醚为二丙烯乙二醇甲醚、丁基乙二醇、丙基乙二醇、二丙烯乙二醇丁醚、丙烯乙二醇-n-丁醚中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的应用于钢材的外面漆，其特征在于，所述颜料为二氧化钛、二氧化钛改性锆、铝后续处理的二氧化钛、硅后续处理的二氧化钛、有机聚合物后续处理的二氧化钛中的一种或几种。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的应用于钢材的外面漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将丙烯酸分散液注入到容器中，然后添加聚合物水溶液，搅拌速度为300～400r/min，再添加含有疏水基团的液体疏水性液态碳氢化合物，搅拌速度为300～400r/min；添加聚醚乳液，搅拌速度为200～300r/min，分散3～4min；添加乙二醇醚，搅拌速度为300～400r/min；在添加乙二醇醚前，按3.5:12的比例将他们与水混合；添加颜料，搅拌速度为300～400r/min，分散5～10min；添加硅酸镁的填料，搅拌速度为300～400r/min，分散5～10min；添加亲水性二氧化硅，搅拌速度为100～200r/min；将混合物以600～800r/min的速度分散30～40min得到外面漆；控制颗粒直径≤35μm。
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CN101117501A (zh) * 2007-09-12 2008-02-06 王敏吉 水性锤纹漆
CN104830182A (zh) * 2015-05-14 2015-08-12 珠海市澜诺新材料科技有限公司 自洁不粘透明罩光漆

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