CN108084828A - 一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域，用于灯杆的高耐候镀锌涂料包括以下重量份的原料：丙烯酸树脂、凹凸棒土、硅藻土、轻质碳酸钙、增韧剂、消泡剂、催干剂、流平剂、硬脂酸、受阻胺类抗氧剂、防结皮剂、偶联剂、锌粉和去离子水；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料；(2)制备改性锌粉；(3)混合；(4)搅拌、过滤出料。本发明制得的用于灯杆的高耐候镀锌涂料具有防护性好和高耐候的优点。

Description

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料及其制备方法。

背景技术

灯杆大部分由钢材制成，钢材在运输、安装过程中易造成局部破损，破损部位会成为腐蚀源。另外，在酸雨条件下灯杆也非常容易腐蚀。对于腐蚀的灯杆，通常使用常规的醇酸涂料、环氧涂料、聚氨酯涂料等进行维修。醇酸涂料、丙烯酸涂料为单组分涂料，使用方便，但防护性能差，一般使用寿命约为三年。环氧涂料、聚氨酯涂料具有较好的防护性能，但它们都是双组分涂料，需要按比例把两组分混合、搅拌均匀后才能使用，而且具有适用期要求，超过适用期的涂料不能使用，易造成浪费；此外，现有的灯杆涂料在制作过程中会产生化学废水，污染工作环境，影响工人的身体健康。

为此，需要研制一种防护性好的高耐候灯杆涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料及其制备方法，制得的用于灯杆的高耐候镀锌涂料具有防护性好和高耐候的优点。

本发明提供了如下的技术方案：

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂5-25份、凹凸棒土2-4份、硅藻土4-6份、轻质碳酸钙3-5份、增韧剂0.6-1.2份、消泡剂0.3-0.7份、催干剂0.7-1.3份、流平剂0.3-0.5份、硬脂酸0.1-0.2份、受阻胺类抗氧剂0.3-0.5份、防结皮剂4-6份、偶联剂0.2-0.6份、锌粉75-93份和去离子水1-65份；

所述锌粉是微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物，微米级锌粉粒度为30～40um，纳米级锌粉粒度为20～100nm，纳米级锌粉在微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物中的含量为10％～45％；

所述锌粉是经过氟硅烷偶联剂改性处理的锌粉，氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷之一或两种以上的混合物。

优选地，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂15份、凹凸棒土3份、硅藻土5份、轻质碳酸钙4份、增韧剂0.9份、消泡剂0.5份、催干剂1份、流平剂0.4份、硬脂酸0.15份、受阻胺类抗氧剂0.4份、防结皮剂5份、偶联剂0.4份、锌粉84份和去离子水33份。

优选地，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

优选地，所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或两种以上混合物。

优选地，所述催干剂为二月桂酸二丁基锡或环烷酸盐催干剂。

优选地，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷或烷基改性有机硅氧烷。

优选地，所述受阻胺类抗氧剂为萘胺、二苯胺和对苯二胺中的一种或两种以上混合物。

优选地，所述防结皮剂为甲乙酮肟。

优选地，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷和3-氨丙基三甲基硅烷中的一种或两种以上混合物。

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照用于灯杆的高耐候镀锌涂料原料的重量份数称取原料；

(2)在反应釜中加入去离子水，在搅拌状态加入去离子水质量的0.1％～10％氟硅烷偶联剂，再按去离子水质量的5％～50％加入锌粉，加热到25℃～100℃，反应0.5h～3h；反应物离心后，取出粉体，用去离子水小心漂洗2～5次，再在100℃～120℃温度下烘干0.5h～6h，然后研磨成粉末，制成改性锌粉；

(3)将凹凸棒土、硅藻土和轻质碳酸钙加入搅拌机中，制成混合料；

(4)将丙烯酸树脂、去离子水、混合料、增韧剂、消泡剂、催干剂、流平剂、硬脂酸、受阻胺类抗氧剂、防结皮剂、偶联剂依次加入到反应釜中，在500rpm～1000rpm转速下分散10～60min；然后缓慢加入改性锌粉，再800rpm～1500rpm分散20min～120min，过滤后出料，制成用于灯杆的高耐候镀锌涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明制得的用于灯杆的高耐候镀锌涂料具有防护性好、高耐候的优点。

2、本发明中添加了硅藻土，硅藻土具有防晒性好、质轻、无毒、强度高、抗高温、孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热、增稠以及提高附着力的优点；由于它具有较大的孔体积，能使涂膜缩短干燥时间；还可减少树脂的用量，降低成本，有优良的延伸性和以及内磨性有较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度等方面优质作用。

3、本发明中添加了轻质碳酸钙，轻质碳酸钙能够提高涂料的耐磨性、耐热性和使涂料不易沉降。

4、本发明中添加了凹凸棒土，凹凸棒土是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，其具有粘性、可塑性、质轻、吸水强、干燥后收缩小、增稠性好、悬浮性好、触变性好、流平性好、绝热性好和耐候性好的优点。

5、本发明中所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，能够降低涂料的脆性，提高其韧性，能够降低涂料的脆性，提高其韧性。

6、本发明中所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或两种以上混合物，能够降低涂料表面的张力，抑制泡沫产生或消除已产生的泡沫。

7、本发明中所述催干剂为二月桂酸二丁基锡或环烷酸盐催干剂，能够加速涂料涂刷产生的漆膜的氧化、聚合和干燥，达到快干的目的。

8、本发明中所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷或烷基改性有机硅氧烷，能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。

9、本发明中所述受阻胺类抗氧剂为萘胺、二苯胺和对苯二胺中的一种或两种以上混合物，该受阻胺类抗氧剂通过捕捉过氧自由基来阻止或抑制链引发反应和链增长反应，从而终止自由基链式反应，达到防止氧化的目的。

10、本发明中所述防结皮剂为甲乙酮肟，用来防止涂料结皮关系到涂料的干燥。

11、本发明中所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷和3-氨丙基三甲基硅烷中的一种或两种以上混合物，该偶联剂能够提高涂料的界面结合力。

具体实施方式

实施例1

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料，包括以下重量的原料：丙烯酸树脂15kg、凹凸棒土3kg、硅藻土5kg、轻质碳酸钙4kg、增韧剂0.9kg、消泡剂0.5kg、催干剂1kg、流平剂0.4kg、硬脂酸0.15kg、受阻胺类抗氧剂0.4kg、防结皮剂5kg、偶联剂0.4kg、锌粉84kg和去离子水33kg；

锌粉是微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物，微米级锌粉粒度为30～40um，纳米级锌粉粒度为20～100nm，纳米级锌粉在微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物中的含量为10％～45％；

锌粉是经过氟硅烷偶联剂改性处理的锌粉，氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷的混合物。

增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体。

消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚的混合物。

催干剂为二月桂酸二丁基锡。

流平剂为聚二甲基硅氧烷。

受阻胺类抗氧剂为萘胺、二苯胺和对苯二胺中的混合物。

防结皮剂为甲乙酮肟。

偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷和3-氨丙基三甲基硅烷的混合物。

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照用于灯杆的高耐候镀锌涂料原料的重量称取原料；

(2)在反应釜中加入去离子水，在搅拌状态加入去离子水质量的0.1％～10％氟硅烷偶联剂，再按去离子水质量的5％～50％加入锌粉，加热到25℃～100℃，反应0.5h～3h；反应物离心后，取出粉体，用去离子水小心漂洗2～5次，再在100℃～120℃温度下烘干0.5h～6h，然后研磨成粉末，制成改性锌粉；

(3)将凹凸棒土、硅藻土和轻质碳酸钙加入搅拌机中，制成混合料；

(4)将丙烯酸树脂、去离子水、混合料、增韧剂、消泡剂、催干剂、流平剂、硬脂酸、受阻胺类抗氧剂、防结皮剂、偶联剂依次加入到反应釜中，在500rpm～1000rpm转速下分散10～60min；然后缓慢加入改性锌粉，再800rpm～1500rpm分散20min～120min，过滤后出料，制成用于灯杆的高耐候镀锌涂料。

实施例2

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料，包括以下重量的原料：丙烯酸树脂5kg、凹凸棒土2kg、硅藻土4kg、轻质碳酸钙3kg、增韧剂0.6kg、消泡剂0.3kg、催干剂0.7kg、流平剂0.3kg、硬脂酸0.1kg、受阻胺类抗氧剂0.3kg、防结皮剂4kg、偶联剂0.2kg、锌粉75kg和去离子水1kg；

锌粉是微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物，微米级锌粉粒度为30～40um，纳米级锌粉粒度为20～100nm，纳米级锌粉在微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物中的含量为10％～45％；

锌粉是经过氟硅烷偶联剂改性处理的锌粉，氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷之一或两种以上的混合物。

增韧剂为甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物。

消泡剂为乳化硅油。

催干剂为环烷酸盐催干剂。

流平剂为聚二甲基硅氧烷。

防结皮剂为甲乙酮肟。

偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照用于灯杆的高耐候镀锌涂料原料的重量称取原料；

(2)在反应釜中加入去离子水，在搅拌状态加入去离子水质量的0.1％～10％氟硅烷偶联剂，再按去离子水质量的5％～50％加入锌粉，加热到25℃～100℃，反应0.5h～3h；反应物离心后，取出粉体，用去离子水小心漂洗2～5次，再在100℃～120℃温度下烘干0.5h～6h，然后研磨成粉末，制成改性锌粉；

(3)将凹凸棒土、硅藻土和轻质碳酸钙加入搅拌机中，制成混合料；

(4)将丙烯酸树脂、去离子水、混合料、增韧剂、消泡剂、催干剂、流平剂、硬脂酸、受阻胺类抗氧剂、防结皮剂、偶联剂依次加入到反应釜中，在500rpm～1000rpm转速下分散10～60min；然后缓慢加入改性锌粉，再800rpm～1500rpm分散20min～120min，过滤后出料，制成用于灯杆的高耐候镀锌涂料。

实施例3

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料，包括以下重量的原料：丙烯酸树脂25kg、凹凸棒土4kg、硅藻土6kg、轻质碳酸钙5kg、增韧剂1.2kg、消泡剂0.7kg、催干剂1.3kg、流平剂0.5kg、硬脂酸0.2kg、受阻胺类抗氧剂0.5kg、防结皮剂6kg、偶联剂0.6kg、锌粉93kg和去离子水65kg；

锌粉是微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物，微米级锌粉粒度为30～40um，纳米级锌粉粒度为20～100nm，纳米级锌粉在微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物中的含量为10％～45％；

锌粉是经过氟硅烷偶联剂改性处理的锌粉，氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷之一或两种以上的混合物。

增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

催干剂为二月桂酸二丁基锡。

流平剂为烷基改性有机硅氧烷。

受阻胺类抗氧剂为对苯二胺。

防结皮剂为甲乙酮肟。

偶联剂为γ-甲基丙烯酸酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照用于灯杆的高耐候镀锌涂料原料的重量称取原料；

(2)在反应釜中加入去离子水，在搅拌状态加入去离子水质量的0.1％～10％氟硅烷偶联剂，再按去离子水质量的5％～50％加入锌粉，加热到25℃～100℃，反应0.5h～3h；反应物离心后，取出粉体，用去离子水小心漂洗2～5次，再在100℃～120℃温度下烘干0.5h～6h，然后研磨成粉末，制成改性锌粉；

(3)将凹凸棒土、硅藻土和轻质碳酸钙加入搅拌机中，制成混合料；

(4)将丙烯酸树脂、去离子水、混合料、增韧剂、消泡剂、催干剂、流平剂、硬脂酸、受阻胺类抗氧剂、防结皮剂、偶联剂依次加入到反应釜中，在500rpm～1000rpm转速下分散10～60min；然后缓慢加入改性锌粉，再800rpm～1500rpm分散20min～120min，过滤后出料，制成用于灯杆的高耐候镀锌涂料。

将实施例1、实施例2和实施例3制得的用于灯杆的高耐候镀锌涂料喷涂灯杆检测结果如下：

从表中数据比较可以看出，本发明的优点是：本发明制得的用于灯杆的高耐候镀锌涂料具有防护性好和高耐候的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (10)

1.一种用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂5-25份、凹凸棒土2-4份、硅藻土4-6份、轻质碳酸钙3-5份、增韧剂0.6-1.2份、消泡剂0.3-0.7份、催干剂0.7-1.3份、流平剂0.3-0.5份、硬脂酸0.1-0.2份、受阻胺类抗氧剂0.3-0.5份、防结皮剂4-6份、偶联剂0.2-0.6份、锌粉75-93份和去离子水1-65份；

所述锌粉是微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物，微米级锌粉粒度为30～40um，纳米级锌粉粒度为20～100nm，纳米级锌粉在微米级锌粉与纳米级锌粉的混合物中的含量为10％～45％；

所述锌粉是经过氟硅烷偶联剂改性处理的锌粉，氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟-N-辛基硅烷之一或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：丙烯酸树脂15份、凹凸棒土3份、硅藻土5份、轻质碳酸钙4份、增韧剂0.9份、消泡剂0.5份、催干剂1份、流平剂0.4份、硬脂酸0.15份、受阻胺类抗氧剂0.4份、防结皮剂5份、偶联剂0.4份、锌粉84份和去离子水33份。

3.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于：所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

4.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于：所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或两种以上混合物。

5.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于：所述催干剂为二月桂酸二丁基锡或环烷酸盐催干剂。

6.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于：所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷或烷基改性有机硅氧烷。

7.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于：所述受阻胺类抗氧剂为萘胺、二苯胺和对苯二胺中的一种或两种以上混合物。

8.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于：所述防结皮剂为甲乙酮肟。

9.根据权利要求1所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和锆类偶联剂中的一种或两种以上混合物。

10.一种如权利要求1—9任意一项所述的用于灯杆的高耐候镀锌涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照用于灯杆的高耐候镀锌涂料原料的重量份数称取原料；

(2)在反应釜中加入去离子水，在搅拌状态加入去离子水质量的0.1％～10％氟硅烷偶联剂，再按去离子水质量的5％～50％加入锌粉，加热到25℃～100℃，反应0.5h～3h；反应物离心后，取出粉体，用去离子水小心漂洗2～5次，再在100℃～120℃温度下烘干0.5h～6h，然后研磨成粉末，制成改性锌粉；

(3)将凹凸棒土、硅藻土和轻质碳酸钙加入搅拌机中，制成混合料；

(4)将丙烯酸树脂、去离子水、混合料、增韧剂、消泡剂、催干剂、流平剂、硬脂酸、受阻胺类抗氧剂、防结皮剂、偶联剂依次加入到反应釜中，在500rpm～1000rpm转速下分散10～60min；然后缓慢加入改性锌粉，再800rpm～1500rpm分散20min～120min，过滤后出料，制成用于灯杆的高耐候镀锌涂料。