CN108250901B - 高性能水性转锈漆树脂及水性转锈漆 - Google Patents

高性能水性转锈漆树脂及水性转锈漆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高性能水性转锈漆树脂，由自制环氧脂和改性丙烯酸树脂及氧化锌催化剂制得。本发明还公开了该高性能水性转锈漆树脂的制备方法，还公开了含该高性能水性转锈漆树脂的水性转锈漆及制备方法。本发明为克服已有缺点提供一种高性能水性转锈漆树脂带锈防锈涂料，用此树脂调成的高性能水性转锈漆具有生产、使用简单，良好的耐候性、遮盖力和很强的附着力，安全、环保的优异效果。

Description

高性能水性转锈漆树脂及水性转锈漆
技术领域
本发明属于属于化工材料以及化工材料制备的技术领域，具体涉及一种高性能水性转锈漆树脂及水性转锈漆。
背景技术
高性能水性转锈漆树脂以及转锈漆市场巨大, 广泛用于钢结构、石油设施、隧道、桥梁、船舶、码头港机设施、高速公路设施、铁路设施冶金及化工等设备的制造和维修，可用于涂装前的去锈防锈底漆处理；也可单独作为去锈防锈漆使用。目前市场主导的防锈漆主要为油性漆,防锈效果虽能满足市场需求,但因为使用了大量有机溶剂环保性无法达到要求。水性转锈漆,主要以水为溶剂,使用高性能树脂, 不含对人体有害的物质,没有挥发性气体产生,具有无毒无味无污染的特点，真正实现了绿色环保,顺应产业发展的潮流。
目前的水性带绣防锈漆存在一些缺点，例如为了提高漆膜表面性能添加了水溶性树脂（如CN1456603A,CN1456600A等），由于树脂性能的局限性导致干燥速度缓慢。
发明内容
本发明有二个目标，第一个目标是克服现有技术存在的一些缺点和不足，提供一种高性能水性转锈漆树脂及其制备方法。本发明的第二个目标是提供一种利用上述方法制备的树脂制备高性能水性转锈漆。
高性能水性转锈漆树脂, 由质量比7-11:9-13的自制环氧脂和改性丙烯酸树脂，及总质量0.1-0.2%的氧化锌催化剂制得。
进一步，所述的自制环氧脂制备方法如下：
将环氧树脂、亚麻油酸、四丁基溴化铵加入反应釜，将温度升至120℃保温，体系呈浅黄色，粘度会逐渐增大，2h后测酸值，当酸价≦1 mgKOH/g时，慢慢加入乙二醇丁醚，搅拌均匀，降温至80℃，过滤备用。
进一步，所述的自制环氧脂中，各原料以质量百分比计：环氧树脂：60-70%，亚麻油酸：9-12%，四丁基溴化铵：0.5-1.5%，乙二醇丁醚：15-22%，各原料含量百分数之和等于100%。
进一步，所述的改性丙烯酸树脂制备方法如下：
称取配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、乙烯基三异丙氧基硅烷、烷基丙烯酸磷酸酯、丙烯酸三氟乙酯、正十二硫醇、过氧化苯甲酰，均匀混合；
称取配方量的乙二醇丁醚加入到四口烧瓶，升温至105℃，取1/3的单体混合液加入四口烧瓶中打底，待温度稳定到105℃时开始滴加剩余单体，3-4h单体全部滴完，保温2h后出料，即得水性丙烯酸树脂。
进一步，所述的改性丙烯酸树脂制备方法中，各原料组成，以质量百分比计：
组分 质量百分比（%）
甲基丙烯酸甲酯 25-30
丙烯酸丁酯 10-17
有机硅单体 0.5-2
磷酸酯单体 0.5-2
有机氟单体 3-9
丙烯酸-2-乙基己酯EHA 7-12
甲基丙烯酸丁酯 3-9
丙烯酸 4-10
过氧化苯甲酰 0.5-3
正十二硫醇 0.5-3
乙二醇丁醚 20-30
其中所用的有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或多种。磷酸酯单体为烷基丙烯酸酯磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯中的一种或多种。氟单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸三氟乙酯中的一种或多种。
高性能水性转锈漆树脂的制备方法,方法如下：
取配方量的自制环氧脂、改性丙烯酸树脂及催化剂加入到四口烧瓶中油浴加热，升温至110℃，并保温30min，再升温120℃，反应，直至酸值到规定的数值，然后降温至80℃，然后按100%的中和度用二甲基乙醇胺中和，并加水至固体份40%，过滤出料，即得高性能水性转锈漆树脂WBD-88。
水性转锈漆，应用上述所述的高性能水性转锈漆树脂。
水性转锈漆，应用上述制备方法所得的高性能水性转锈漆树脂。
水性转锈漆，将分散好的B组份加入到A组份中，即可制得；
所述的A组分以质量百分比计，百分比之和等于100%，配方如下：
序号 组分 用量（质量百分比%）
1 去离子水 10-17
2 BYK190 0.5-2
3 黄色粉 8-15
4 硫酸钡 7-13
5 云母粉 3-8
6 迪高810 0.1-0.3
7 BYK349 0.1-0.5
8 德谦179 0.3-1
9 WBD-88水性转锈漆树脂 45-60
10 德谦102 0.1-0.5
制作工艺如下：a、将1-6混合分散均匀、研磨细度＜20um；b、将6-10项加入研磨好浆料中搅拌均匀；得到 A组分；
所述的B组份以质量百分比计，百分比之和等于100%，配方如下：
序号 组分 用量（%）
1 去离子水 80-90
2 单宁酸 10-20
制作工艺如下：将1、2混合搅拌均匀。
进一步，所述的水性转锈漆中， A,B组分质量比为100:30。
本发明为克服已有缺点提供一种高性能水性转锈漆树脂带锈防锈涂料，用此树脂调成的高性能水性转锈漆具有生产、使用简单，良好的耐候性、遮盖力和很强的附着力，安全、环保的优异效果。本发明在树脂组分设计上进行了创新, 可以明显提升树脂的附着力、硬度、耐酸碱等耐候性能，漆满足水性转锈漆的各项性能，产品适用于已生锈的塔架、管道、锅炉、护栏等钢结构作转锈漆使用。这样的高性能水性转锈漆树脂目前没有报道。
本发明制得的高性能水性转锈漆树脂具有如下技术指标：
表1 WBD-88水性转锈漆树脂指标
项目 指标 备注
固体份 40.0±2%
粘度 3000-6000mPa×s 25℃
酸值 30-40mgKOH/g
利用合成的WBD-88水性转锈漆树脂，制成中黄防锈漆后，经检测在各方面的性能上都能满足现有对转锈漆要求的各项性能，具有良好的耐候性、环保性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术人员可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1自制环氧脂制备
按表2配制原料。
表2 环氧酯合成配方
序号 原料 数量（克）
1 环氧E-12树脂 67.9
2 亚麻油酸 11.4
3 四丁基溴化铵 0.95
4 乙二醇丁醚 19.75
总计 100
合成工艺：将配方量环氧树脂、亚麻油酸、催化剂加入反应釜，将温度升至120℃保温，体系呈浅黄色，粘度会逐渐增大，2h后测酸值，当酸价≦1 mgKOH/g时，慢慢加入乙二醇丁醚，搅拌均匀，降温至80℃，过滤备用。
实施例2 改性丙烯酸树脂制备
按表3配制原料。
表3水性丙烯酸树脂配方
组分 数量（克）
甲基丙烯酸甲酯 28.8
丙烯酸丁酯 15.1
有机硅单体 1
磷酸酯单体 1
有机氟单体 5
丙烯酸-2-乙基己酯EHA 9.1
甲基丙烯酸丁酯 5.1
丙烯酸 7.6
过氧化苯甲酰 1.5
正十二硫醇 1.5
乙二醇丁醚 24.3
总计 100
合成工艺：称取28.8g的甲基丙烯酸甲酯，15.1g的丙烯酸丁酯，9.1g的丙烯酸-2-乙基己酯，5.g的甲基丙烯酸丁酯，7.6g的丙烯酸，1g乙烯基三异丙氧基硅烷，1g烷基丙烯酸磷酸酯，5g丙烯酸三氟乙酯，1.5g的正十二硫醇，1.5g的过氧化苯甲酰，均匀混合。称取24.3g乙二醇丁醚加入到四口烧瓶，升温至105℃，取1/3的单体混合液加入四口烧瓶中打底，待温度稳定到105℃时开始滴加剩余单体，3-4h单体全部滴完，保温2h后出料。
实施例3水性转锈漆树脂的制备
质量比为50：50的实施例1和2种合成的环氧酯和水性丙烯酸树脂，并加入总质量0.15%的氧化锌催化剂。
合成工艺：各取500克环氧酯树脂和水性丙烯酸树脂、1.5克氧化锌催化剂加入到2升四口烧瓶中油浴加热，升温至110℃，并保温30min，再升温120℃，反应，直至酸值到规定的数值，然后降温至80℃，然后按100%的中和度用二甲基乙醇胺中和，并加水至固体份40%，过滤出料，即得WBD-88水性转锈漆树脂。
实施例4 水性转锈漆制备
水性中黄转锈漆包括以下A,B组分， A组分、B组分配比为100:30（质量比）。
表 4 A组份
序号 组分 用量（质量百分比%）
1 去离子水 15.9
2 BYK190 1
3 黄色粉 10
4 硫酸钡 10
5 云母粉 5
6 迪高810 0.1
7 BYK349 0.3
8 德谦179 0.5
9 WC-03金博树脂 57
10 德谦102 0.2
制作工艺如下：将1‐6混合分散均匀5分钟、研磨细度＜20um；缓慢将6-10项加入研磨好浆料中搅拌均匀15分钟，得到 A组分。
表5 B组份
序号 组分 用量（%）
1 去离子水 27g(90)
2 单宁酸 3g(10)
制作工艺如下：将1、2混合搅拌均匀10分钟。
水性中黄转锈漆配制工艺：将分散好的B组份缓慢加入到A组份中搅拌均匀10分钟，制成成品水性中黄转锈漆。基本性能如下表6所示，涂膜性能如下表7所示。
表6 水性中黄转锈漆基本性能
序号 项 目 技 术 指 标 测 试 方 式
1 涂料外观 均匀无异物 目测
2 颜色 黄色 目测
3 pH值 6‐7 pH测试仪
4 粘度 60‐70秒（涂#4/25℃） GB/T 1723
5 固体份 ≥40 GB/T 6740
6 比重 1.3-1.5 GB/T 6750
7 储存时间 5‐40℃条件下半年无异
表7涂膜性能参数
序号 项 目 技 术 指 标 测 试 方 式
1 干膜厚度 50‐60um GB/T 13452.2
2 光泽 20‐40% GB/T 1743
3 附着力 ＜1级 GB/T 9286
4 耐盐雾 ＞200小时 GB/T 1771
水性中黄转锈漆使用说明：（1）涂装方式：喷涂、刷涂、淋涂、浸涂都可，施工环境在＞5℃、＜85%RH；（2）干燥条件：70‐90℃*30分钟或常温自干；（3）适用于已生锈的塔架、管道、锅炉、护栏等项目；（4）施工前要清洁表面的灰尘，以免影响其性能；（5）施工粘度喷涂在45‐55秒/25℃，刷涂在50‐60秒/25℃，具体以实际施工条件为准。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.高性能水性转锈漆树脂, 其特征在于，由质量比7-11:9-13的自制环氧酯和改性丙烯酸树脂，及上述两种树脂总质量0.1-0.2%的氧化锌催化剂制得；
所述的自制环氧酯制备方法如下：
将环氧树脂、亚麻油酸、四丁基溴化铵加入反应釜，将温度升至120℃保温，体系呈浅黄色，粘度会逐渐增大，2h后测酸值，当酸价≦1 mgKOH/g时，慢慢加入乙二醇丁醚，搅拌均匀，降温至80℃，过滤备用；
所述的自制环氧酯中，各原料以质量百分比计：环氧树脂：60-70%，亚麻油酸：9-12%，四丁基溴化铵：0.5-1.5%，乙二醇丁醚：15-22%，各原料含量百分数之和等于100%；
所述的改性丙烯酸树脂制备方法如下：
称取配方量的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、乙烯基三异丙氧基硅烷、烷基丙烯酸磷酸酯、丙烯酸三氟乙酯、正十二硫醇、过氧化苯甲酰，均匀混合；称取配方量的乙二醇丁醚加入到四口烧瓶，升温至105℃，取1/3的单体混合液加入四口烧瓶中打底，待温度稳定到105℃时开始滴加剩余单体，3-4h单体全部滴完，保温2h后出料，即得改性丙烯酸树脂；
所述的改性丙烯酸树脂制备方法中，各原料组成，以质量百分比计：
甲基丙烯酸甲酯25-30%、丙烯酸丁酯10-17%、有机硅单体0.5-2%、磷酸酯单体0.5-2%、有机氟单体3-9%、丙烯酸-2-乙基己酯EHA 7-12%、甲基丙烯酸丁酯3-9%、丙烯酸4-10%、过氧化苯甲酰0.5-3%、正十二硫醇0.5-3%、乙二醇丁醚20-30%。
2.根据权利要求1所述的高性能水性转锈漆树脂的制备方法, 其特征在于，方法如下：
取配方量的自制环氧酯、改性丙烯酸树脂及催化剂加入到四口烧瓶中油浴加热，升温至110℃，并保温30min，再升温120℃，反应，直至酸值到规定的数值，然后降温至80℃，然后按100%的中和度用二甲基乙醇胺中和，并加水至固体份40%，过滤出料，即得高性能水性转锈漆树脂。
3.水性转锈漆，其特征在于，应用权利要求1所述的高性能水性转锈漆树脂。
4.水性转锈漆，其特征在于，应用权利要求2制备方法所得的高性能水性转锈漆树脂。
5.水性转锈漆，其特征在于，将分散好的B组份加入到A组份中，即可制得；
所述的A组分以质量百分比计，百分比之和等于100%，配方如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
所述的组分9为权利要求1所述的高性能水性转锈漆树脂；制作工艺如下：a、将1‐6混合分散均匀、研磨细度＜20μm；b、将6‐10项加入研磨好浆料中搅拌均匀；得到 A组分；
所述的的B组份以质量百分比计，百分比之和等于100%，配方如下：
Figure 433010DEST_PATH_IMAGE002
制作工艺如下：将1、2混合搅拌均匀。
6.根据权利要求5所述的水性转锈漆，其特征在于，A,B组分质量比为100:30。
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