CN108359349A - 一种水性防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性防腐涂料及其制备方法，所述制备方法包括下述步骤：(1)将环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液、γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、颜料、阻燃剂搅拌混合，得到混合液A；(2)将累托石、三聚磷酸铝、水搅拌混合，得到混合液B；(3)将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂搅拌混合，即得。本发明水性防腐涂料及其制备方法，通过发明原料之间的相互配合，本发明的防腐蚀涂料具有防腐蚀、耐磨、阻燃性和耐擦洗性、使用寿命长且同时具有抵御细菌的作用，同时具有优异的阻燃特性；对于金属底材表面的处理无严格要求，施工性能好，大大减低了施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，尤其涉及一种水性防腐涂料及其制备方法。
背景技术
目前，我国每年金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的3-5％，损失超过火灾、风灾和地震造成损失的总和。长期以来，为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多措施，如金属的电化学保护法、腐蚀介质处理法、覆盖层保护法等等。但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护，涂料防腐以其施工简便、经济适用、不受设备面积、形状的约束以及具有一定的装饰效果等特点而被广泛的应用。
申请号为201310470651.2的中国专利公开了一种水性防腐蚀涂料，其特征在于：包括以下组分，双酚A/F型环氧树脂、聚酰胺-胺、硼硅酸钙盐、二氧化钛、硫酸钡、云母、去离子水，所述的硼硅酸钙盐是由碳酸钙、二氧化硅、硼酸按质量比为4：5：1混合24小时后，置于铂金坩埚中在1350～1500摄氏度度熔融0.5～2小时，倒入去离子水中淬冷成硼硅酸钙盐碎片，用超声破碎机研碎过100目筛得到硼硅酸钙盐粉末。
申请号为201310372633.0的中国专利公开了一种金属防腐蚀涂料，其按下列原料按照重量配比搅拌制成：100-110份环氧树脂、20-30份丙烯酸树脂、10-15份二苯醚树脂、15-18份二甲苯、15-25份氧化铈、6-10份正丁醇、8-12份聚苯并咪唑、10-12份KH-550、10-15份滑石粉、3-8份二甲基乙醇胺、6-10份二壬基萘磺酸钡和50-60份水。
目前市面上在钢材表面涂敷的防腐蚀涂层大多数是溶剂型涂料，而这类涂料中很多的防腐效果并不明显；而剩下其它的涂料尽管它们具有抑制腐蚀的作用，但由于它们含有对人体易造成损害的有害气体和重金属，造成了环境污染问题，同时溶剂易燃、易爆的特点给环境带来了不安全的隐患。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种水性防腐涂料及其制备方法。
技术方案如下：
一种水性防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、颜料、阻燃剂搅拌混合，得到混合液A；
(2)将累托石、三聚磷酸铝、水搅拌混合，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂搅拌混合，即得。
进一步地，一种水性防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将60-70重量份环氧树脂乳液、20-30重量份水性聚氨酯乳液、0.5-1.5重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、20-40重量份颜料、3-13重量份阻燃剂以转速为200-500r/min搅拌混合30-60min，得到混合液A；
(2)将5-10重量份功能化累托石、3-7重量份三聚磷酸铝、15-40重量份水以转速为200-500r/min搅拌混合30-60min，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入5-10重量份成膜助剂、2-4重量份分散剂、0.5-1重量份消泡剂以转速为200-500r/min搅拌混合30-60min，即得。
所述颜料为氧化铁黑或氧化铁红或铬黄或磷钼酸锌或磷酸钛。
所述阻燃剂为溴化柠檬烯和/或溴化水芹烯。在本发明一个实施方式中，所述阻燃剂由60-70wt％溴化柠檬烯和30-40wt％溴化水芹烯组成。
所述分散剂为六偏磷酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
成膜助剂为丙二醇丁醚或二丙二醇甲醚。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述功能化累托石的制备方法是：将400-600g累托石在微波功率为300-700W、微波频率为2400-2500MHz下进行微波处理5-15min；将50-150g氯化铝、40-60g钛酸四丁酯加入到2000-3000mL乙醇中以转速为100-300r/min搅拌5-15min，然后在转速为200-500r/min搅拌下加入200-300mL水合肼乙醇溶液，继续以转速为200-500r/min搅拌40-60min，得到反应液；然后将微波处理后的累托石加入到反应液中以转速为200-500r/min搅拌3-6h，以转速为5000-8000r/min离心分离15-25min，将沉淀在温度为80-90℃干燥5-15min，然后在温度为450-550℃煅烧3-5h，即得功能化累托石。
所述水合肼乙醇溶液中水合肼的质量分数为5-15％。
一种水性防腐涂料，采用上述方法制备得到。
技术效果：
本发明水性防腐涂料及其制备方法，通过对原料进行优选和处理，同时发明原料之间的相互配合，本发明的防腐蚀涂料具有防腐蚀、耐磨、阻燃性和耐擦洗性、使用寿命长且同时具有抵御细菌的作用，同时具有优异的阻燃特性；对于金属底材表面的处理无严格要求，施工性能好，大大减低了施工成本。
具体实施方式
耐燃时间：按照GB/T15442.2-1995进行测试。
附着力测试：参照GB/T1720-1979，划圈仪测定法，涂层对底材粘合的牢度即附着力，按圆滚线划痕范围内的涂层完整程度评定，以级表示。
耐酸性实验：参照GB/T1763-79，在马口铁板上(铁板规格50×100×0.2mm)涂水性防腐涂料，制备样板3块，作平行实验，待涂层实干后，于恒温恒湿条件下测定。配制30％质量分数浓度的H2SO4溶液于烧杯中，将样板的2/3垂直浸入温度为25±1℃的H2SO4介质中，加盖，定期补水。浸入H2SO4介质中的样板每24h观察一次，每次检查样板需经自来水冲洗，用滤纸将水珠吸干后，观察并记录涂层开始失光、变色、起泡、锈点、脱落的时间。
耐黄变性：按IOS 11507：1997测试。
实施例中环氧树脂乳液按照申请号为201510025443.0的中国专利中实施例3所示方法制备。
实施例中水性聚氨酯乳液按照申请号为201410359017.6的中国专利中实施例一所示方法制备。
实施例中γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷
实施例中三聚磷酸铝由山东豪耀新材料有限公司提供，CAS号：13939-25-8，粒度为100目。
实施例中氧化铁红由徐州恒隆颜料有限公司提供，等级为一等品，粒度为325目。
实施例中溴化柠檬烯按照申请号为03824726.7的中国专利中实施例1所示方法制备。
实施例中六偏磷酸钠由重庆川东化工(集团)有限公司提供，等级为工业级。
实施例中丙二醇丁醚，CAS号：29387-86-8。
实施例中二甲基硅油由美国道康宁提供，型号为PMX-200，黏度为12500CS。
实施例中累托石由灵寿县汇亨矿产品加工厂提供，粒度为2000目。
实施例中氯化铝，CAS号：7446-70-0。
实施例中钛酸四丁酯，CAS：5593-70-4。
实施例中乙醇，CAS：64-17-5。
实施例中水合肼，CAS：10217-52-4。
实施例中溴化水芹烯按照申请号为03824726.7的中国专利中实施例2所示方法制备。
实施例1
水性防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将65重量份环氧树脂乳液、25重量份水性聚氨酯乳液、1重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、30重量份颜料、6重量份阻燃剂以转速为300r/min搅拌混合40min，得到混合液A；
(2)将8重量份累托石、5重量份三聚磷酸铝、25重量份去离子水以转速为300r/min搅拌混合50min，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入8重量份成膜助剂、3重量份分散剂、0.8重量份消泡剂以转速为300r/min搅拌混合40min，即得水性防腐涂料。
所述颜料为氧化铁红。
所述阻燃剂为溴化柠檬烯。
所述分散剂为六偏磷酸钠。
成膜助剂为丙二醇丁醚。
所述消泡剂为二甲基硅油。
实施例2
水性防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将65重量份环氧树脂乳液、25重量份水性聚氨酯乳液、1重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、30重量份颜料、6重量份阻燃剂以转速为300r/min搅拌混合40min，得到混合液A；
(2)将8重量份功能化累托石、5重量份三聚磷酸铝、25重量份去离子水以转速为300r/min搅拌混合50min，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入8重量份成膜助剂、3重量份分散剂、0.8重量份消泡剂以转速为300r/min搅拌混合40min，即得水性防腐涂料。
所述颜料为氧化铁红。
所述阻燃剂为溴化柠檬烯。
所述分散剂为六偏磷酸钠。
成膜助剂为丙二醇丁醚。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述功能化累托石的制备方法是：将500g累托石在微波功率为500W、微波频率为2450MHz下进行微波处理8min；将100g氯化铝、50g钛酸四丁酯加入到2500mL乙醇中以转速为150r/min搅拌10min，然后在转速为300r/min搅拌下加入250mL水合肼乙醇溶液，继续以转速为300r/min搅拌50min，得到反应液；然后将微波处理后的累托石加入到反应液中以转速为300r/min搅拌4h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为85℃干燥10min，然后在温度为500℃煅烧4h，即得功能化累托石。
所述水合肼乙醇溶液中水合肼的质量分数为10％。
实施例3
水性防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将65重量份环氧树脂乳液、25重量份水性聚氨酯乳液、1重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、30重量份颜料、6重量份阻燃剂以转速为300r/min搅拌混合40min，得到混合液A；
(2)将8重量份功能化累托石、5重量份三聚磷酸铝、25重量份去离子水以转速为300r/min搅拌混合50min，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入8重量份成膜助剂、3重量份分散剂、0.8重量份消泡剂以转速为300r/min搅拌混合40min，即得水性防腐涂料。
所述颜料为氧化铁红。
所述阻燃剂为溴化柠檬烯。
所述分散剂为六偏磷酸钠。
成膜助剂为丙二醇丁醚。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述功能化累托石的制备方法是：将100g氯化铝、50g钛酸四丁酯加入到2500mL乙醇中以转速为150r/min搅拌10min，然后在转速为300r/min搅拌下加入250mL水合肼乙醇溶液，继续以转速为300r/min搅拌50min，得到反应液；然后将500g累托石加入到反应液中以转速为300r/min搅拌4h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为85℃干燥10min，然后在温度为500℃煅烧4h，即得功能化累托石。
所述水合肼乙醇溶液中水合肼的质量分数为10％。
实施例4
水性防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将65重量份环氧树脂乳液、25重量份水性聚氨酯乳液、1重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、30重量份颜料、6重量份阻燃剂以转速为300r/min搅拌混合40min，得到混合液A；
(2)将8重量份功能化累托石、5重量份三聚磷酸铝、25重量份去离子水以转速为300r/min搅拌混合50min，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入8重量份成膜助剂、3重量份分散剂、0.8重量份消泡剂以转速为300r/min搅拌混合40min，即得水性防腐涂料。
所述颜料为氧化铁红。
所述阻燃剂为溴化水芹烯。
所述分散剂为六偏磷酸钠。
成膜助剂为丙二醇丁醚。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述功能化累托石的制备方法是：将500g累托石在微波功率为500W、微波频率为2450MHz下进行微波处理8min；将100g氯化铝、50g钛酸四丁酯加入到2500mL乙醇中以转速为150r/min搅拌10min，然后在转速为300r/min搅拌下加入250mL水合肼乙醇溶液，继续以转速为300r/min搅拌50min，得到反应液；然后将微波处理后的累托石加入到反应液中以转速为300r/min搅拌4h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为85℃干燥10min，然后在温度为500℃煅烧4h，即得功能化累托石。
所述水合肼乙醇溶液中水合肼的质量分数为10％。
实施例5
水性防腐涂料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将65重量份环氧树脂乳液、25重量份水性聚氨酯乳液、1重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、30重量份颜料、6重量份阻燃剂以转速为300r/min搅拌混合40min，得到混合液A；
(2)将8重量份功能化累托石、5重量份三聚磷酸铝、25重量份去离子水以转速为300r/min搅拌混合50min，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入8重量份成膜助剂、3重量份分散剂、0.8重量份消泡剂以转速为300r/min搅拌混合40min，即得水性防腐涂料。水性防腐涂料性能测试结果：附着力为1级；耐黄变性(UVA 168小时)，ΔE为0.2；30％H2SO4为2965h；耐燃时间为46min。
所述颜料为氧化铁红。
所述阻燃剂由65wt％溴化柠檬烯和35wt％溴化水芹烯组成。
所述分散剂为六偏磷酸钠。
成膜助剂为丙二醇丁醚。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述功能化累托石的制备方法是：将500g累托石在微波功率为500W、微波频率为2450MHz下进行微波处理8min；将100g氯化铝、50g钛酸四丁酯加入到2500mL乙醇中以转速为150r/min搅拌10min，然后在转速为300r/min搅拌下加入250mL水合肼乙醇溶液，继续以转速为300r/min搅拌50min，得到反应液；然后将微波处理后的累托石加入到反应液中以转速为300r/min搅拌4h，以转速为6000r/min离心分离20min，将沉淀在温度为85℃干燥10min，然后在温度为500℃煅烧4h，即得功能化累托石。
所述水合肼乙醇溶液中水合肼的质量分数为10％。
测试例1
将实施例1-4制备的水性防腐涂料进行性能测试，具体结果见表1。
表1：测试结果表
本发明实施例2通过对累托石进行功能化处理，发现水性防腐涂料性能得到明显提高，其原因可能是累托石是一种晶体结构特殊的铝硅酸盐矿物，功能化处理不仅提高了累托石的分散性和抗紫外性、阻燃性，还提高了累托石与涂料体系的相容性。
Claims (10)
1.一种水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将环氧树脂乳液、水性聚氨酯乳液、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、颜料、阻燃剂搅拌混合，得到混合液A；
(2)将累托石、三聚磷酸铝、水搅拌混合，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入成膜助剂、分散剂、消泡剂搅拌混合，即得。
2.一种水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将60-70重量份环氧树脂乳液、20-30重量份水性聚氨酯乳液、0.5-1.5重量份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、20-40重量份颜料、3-13重量份阻燃剂以转速为200-500r/min搅拌混合30-60min，得到混合液A；
(2)将5-10重量份功能化累托石、3-7重量份三聚磷酸铝、15-40重量份水以转速为200-500r/min搅拌混合30-60min，得到混合液B；
(3)将混合液A加入混合液B中，再加入5-10重量份成膜助剂、2-4重量份分散剂、0.5-1重量份消泡剂以转速为200-500r/min搅拌混合30-60min，即得。
3.如权利要求2所述水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述颜料为氧化铁黑或氧化铁红或铬黄或磷钼酸锌或磷酸钛。
4.如权利要求2所述水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂为溴化柠檬烯和/或溴化水芹烯。
5.如权利要求2所述水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
6.如权利要求2所述水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：成膜助剂为丙二醇丁醚或二丙二醇甲醚。
7.如权利要求2所述水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为二甲基硅油。
8.如权利要求2所述水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述功能化累托石的制备方法是：将400-600g累托石在微波功率为300-700W、微波频率为2400-2500MHz下进行微波处理5-15min；将50-150g氯化铝、40-60g钛酸四丁酯加入到2000-3000mL乙醇中以转速为100-300r/min搅拌5-15min，然后在转速为200-500r/min搅拌下加入200-300mL水合肼乙醇溶液，继续以转速为200-500r/min搅拌40-60min，得到反应液；然后将微波处理后的累托石加入到反应液中以转速为200-500r/min搅拌3-6h，以转速为5000-8000r/min离心分离15-25min，将沉淀在温度为80-90℃干燥5-15min，然后在温度为450-550℃煅烧3-5h，即得功能化累托石。
9.如权利要求8所述水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述水合肼乙醇溶液中水合肼的质量分数为5-15％。
10.一种水性防腐涂料，采用权利要求1-9中任一项所述方法制备而成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180803 |