CN110041830A - 一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及重防腐涂料领域，公开了一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法。以质量份计，该水性重防腐涂料原料组成为：40‑60份碳钛笼树脂、8‑15份防锈颜填料、20‑30份去离子水、2‑3份定向排列剂、1‑3份分散剂、1‑2份消泡剂、0.5‑1份增稠剂以及0.5‑1份流平剂。所选用的金属鳞片如铝鳞片、锌铝合金鳞片或固体含量大于70%的水性铝银浆等在涂料中兼具阴极保护和物理屏蔽的双重作用，极大提高了涂膜的防腐蚀性能。本发明制备得到的重防腐涂料是一种新型碳钛笼水性涂料，该涂料耐腐蚀性能优异，附着力强，既可以单独使用也可以作为面漆与其他中漆、底漆配合使用。

Description

一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及重防腐涂料领域，特别涉及一种具有双重防腐途径的金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法。
背景技术
重防腐涂料服役环境条件苛刻，多使用于海洋和化工领域，对腐蚀性能要求极高，其具有两个主要特征：长效性和厚膜化。重防腐涂料一般需要多层施工，包括底漆、中间漆和面漆同时配套使用。目前，传统重防腐涂料在生产中的应用主要为有机溶剂型重防腐涂料。防锈颜填料方面，传统滑石粉、钛白粉等非金属填料对涂料防腐蚀作用单一，而锌粉等金属填料虽可以起到阴极保护作用，但其屏蔽性能不足，且占比在60%-85%之间，对漆膜性能产生较大影响，在施工和使用过程中排放的有机挥发气体（VOC）含量较高，对环境和人体造成威胁，不符合健康和环保要求。
近年来，水性涂料以环境友好型涂料被广泛关注，其产业已经具备一套较为成熟的研发、检测和生产体系，已经占据部分涂料市场。但相较于重防腐性能要求，其耐候性和防腐蚀性能仍有一定差距，还不能完全满足重防腐涂料的要求。所以，研制一种即具有优异重防腐性能又健康环保的水性涂料有着重要意义。
发明内容
为解决上述技术难题，本发明提供一种金属鳞片型水性重防腐涂料及其制备方法，该水性涂料各项性能优异，具有较好的耐候性、防腐蚀性以及耐水耐油性，并且VOC含量极低，致密性好，能较好地适用于重防腐工况。
本发明还提供一种环境友好型水性重防腐涂料的制备方法。
本发明为实现制备采用以下技术方案：
一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，包括以下重量份原料;
40-60份碳钛笼树脂；
8-15份防锈颜填料；
20-30份去离子水；
2-3份定向排列剂；
1-3份分散剂；
1-2份消泡剂；
0.5-1份增稠剂；
0.5-1份流平剂。
进一步地，所述碳钛笼树脂为一种纳米笼状聚集体接枝高分子超支化聚合物树脂。
进一步地，所述防锈颜填料为铝鳞片、锌铝合金鳞片或固体含量大于70%的水性铝银浆或含有金属鳞片及其衍生产品中的一种，其中铝鳞片或锌铝合金鳞片的厚度应小于0.1微米，鳞片直径与厚度之比大于100。
进一步地，定向排列剂为S-322、XH-199或其他水性银粉定向剂中的一种。
进一步地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮K-30或聚乙二醇中的一种。
进一步地，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠或有机膨润土中的一种。
进一步地，所述流平剂为丙烯酯类流平剂KYC-616或有机硅类流平剂中的一种。进一步地，所述消泡剂为DF-2307或水性有机硅类消泡剂中的一种。
本发明还提供一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述比例准确称取防锈颜填料、分散剂，投入搅拌罐中，再加入去离子水和消泡剂后在搅拌器中250-450r/min搅拌5-10分钟，使颜填料有效润湿分散；
（2）在步骤（1）的搅拌罐中继续加入上述比例碳钛笼树脂、分散剂、流平剂和定向排列剂，以150-200r/min搅拌10-20分钟，保证混合分散均匀，得到均质预聚体乳液；
（3）在步骤（2）制得的均质预聚体乳液混合物中加入增稠剂或去离子水调节黏度至涂-4杯18s-24s，再调节PH值至7-9，用200目滤布过滤后即得水性重防腐涂料。
本发明有益之处在于：
（1）本发明选用的碳钛笼树脂为纳米碳钛接枝改性丙烯酸树脂，是一种纳米笼状聚集体接枝高分子超支化聚合物，具有超高分子量和超低VOC含量，以去离子水作为溶剂，具有一定的自修复能力，同时有效弥补了传统水性丙烯酸树脂防腐蚀性能不强、稳定性不够以及交联程度不高等缺陷。
（2）本发明选用的片状超细金属鳞片主要作防锈颜填料，其在涂料中相互搭接堆叠，构成致密的导电网络结构，相较钛白粉、锌粉等填料，其电化学保护和物理屏蔽作用效果得到增强，同时该涂料耐候性和金属光泽度都较强，是一种底面合一涂料。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作详细说明；
实施例皆为优选方案，不对本发明限定。
实施例1
一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，包括以下重量份原料：
50份碳钛笼树脂；
15份水性铝银浆；
2份聚乙烯吡咯烷酮K-30；
0.5份羧甲基纤维素钠；
1份DF-2307；
0.5份KYC-616；
2份XH-199；
25份去离子水。
制备方法为：
（1）按上述比例准确称取水性铝银浆、聚乙烯吡咯烷酮K-30，投入搅拌罐中，再加入去离子水和消泡剂，然后在搅拌机中350r/min搅拌5分钟，使水性铝银浆分散均匀；
（2）在步骤（1）的搅拌罐中继续加入上述比例碳钛笼树脂、DF-2307、KYC-616、XH-199，以200r/min搅拌10分钟，保证混合分散均匀，得到均质预聚体乳液；
（3）在步骤（2）制得的均质预聚体乳液混合物中加入羧甲基纤维素钠或去离子水调节黏度至涂-4杯22s，再调节PH值至8，用200目滤布进行过滤，即得水性重防腐涂料。
实施例2
60份碳钛笼树脂；
15份水性铝银浆；
3份聚乙烯吡咯烷酮K-30；
0.7份羧甲基纤维素钠；
1份DF-2307；
0.6份KYC-616；
2份XH-199；
20份去离子水。
制备方法为：
（1）按上述比例准确称取水性铝银浆、聚乙烯吡咯烷酮K-30，投入搅拌罐中，再加入去离子水和消泡剂，然后在搅拌机中350r/min搅拌5分钟，使水性铝银浆分散均匀；
（2）在步骤（1）的搅拌罐中继续加入上述比例碳钛笼树脂、DF-2307、KYC-616、XH-199，以200r/min搅拌10分钟，保证混合分散均匀，得到均质预聚体乳液；
（3）在步骤（2）制得的均质预聚体乳液混合物中加入羧甲基纤维素钠或去离子水调节黏度至涂-4杯22s，再调节PH值至8，用200目滤布进行过滤，即得水性重防腐涂料。
实施例3
60份碳钛笼树脂；
10份银粉；
2份聚乙烯吡咯烷酮K-30；
0.7份羧甲基纤维素钠；
1份DF-2307；
0.6份KYC-616；
1.5份XH-199；
20份去离子水。
制备方法为：
（1）按上述比例准确称取银粉、聚乙烯吡咯烷酮K-30，投入搅拌罐中，再加入去离子水和消泡剂，然后在搅拌机中350r/min搅拌5分钟，使水性铝银浆分散均匀；
（2）在步骤（1）的搅拌罐中继续加入上述比例碳钛笼树脂、DF-2307、KYC-616、XH-199，以200r/min搅拌10分钟，保证混合分散均匀，得到均质预聚体乳液；
（3）在步骤（2）制得的均质预聚体乳液混合物中加入羧甲基纤维素钠或去离子水调节黏度至涂-4杯22s，再调节PH值至8，用200目滤布进行过滤，即得水性重防腐涂料。
实施例4
40份碳钛笼树脂；
10份水性铝银浆；
1份聚乙烯吡咯烷酮K-30；
1份羧甲基纤维素钠；
1份DF-2307；
0.6份KYC-616；
2份XH-199；
25份去离子水。
制备方法为：
（1）按上述比例准确称取水性铝银浆、聚乙烯吡咯烷酮K-30，投入搅拌罐中，再加入去离子水和消泡剂，然后在搅拌机中350r/min搅拌5分钟，使水性铝银浆分散均匀；
（2）在步骤（1）的搅拌罐中继续加入上述比例碳钛笼树脂、DF-2307、KYC-616、XH-199，以200r/min搅拌10分钟，保证混合分散均匀，得到均质预聚体乳液；
（3）在步骤（2）制得的均质预聚体乳液混合物中加入羧甲基纤维素钠或去离子水调节黏度至涂-4杯22s，再调节PH值至8，用200目滤布进行过滤，即得水性重防腐涂料。
实施例5
40份碳钛笼树脂；
10份水性铝银浆；
2份聚乙烯吡咯烷酮K-30；
0.8份羧甲基纤维素钠；
1份DF-2307；
1份KYC-616；
2份XH-199；
20份去离子水。
制备方法为：
（1）按上述比例准确称取水性铝银浆、聚乙烯吡咯烷酮K-30，投入搅拌罐中，再加入去离子水和消泡剂，然后在搅拌机中350r/min搅拌5分钟，使水性铝银浆分散均匀；
（2）在步骤（1）的搅拌罐中继续加入上述比例碳钛笼树脂、DF-2307、KYC-616、XH-199，以200r/min搅拌10分钟，保证混合分散均匀，得到均质预聚体乳液；
（3）在步骤（2）制得的均质预聚体乳液混合物中加入羧甲基纤维素钠或去离子水调节黏度至涂-4杯22s，再调节PH值至8，用200目滤布进行过滤，即得水性重防腐涂料。
综合上述5个实施例，针对不同实施例制备获得的水性重防腐涂料的性能进行多个物理项目的性能测试，分别为贮存状态、表干时间、实干时间、铅笔硬度、附着力、耐冲击、耐水性以及耐中性盐雾这些主要物理项目，测试结果如下表1所示：
表1 各实施例主要物理性能测试结果
本发明的金属鳞片型水性重防腐涂料主要性能参考指标见下表2所示：
表2金属鳞片型水性重防腐涂料主要性能参考指标
根据上表2所示，该金属鳞片型水性重防腐涂料的多个物理项目性能测试是通过目测和国标相关权威的检测方法对应技术指标得出，结合表1的性能测试结果，5个实施例中防腐涂料的贮存状态均优于无结块、轻微沉淀，混合均匀的技术指标，表干时间和实干时间分别大于技术指标的1h和18h，耐油性、耐水性和耐盐雾分别大于技术指标的1级、1级和1100h，5个实施例中其余物理项目的平均检测结果基本与技术指标维持平衡，因此通过本发明的制备方法制得的金属鳞片型单组份水性重防腐涂料具备高耐油性、耐水性、耐盐雾性和高自修复能力以及高度稳定性。
上述仅为本发明的部分实施例，不能代表本发明所有要求范围，并非对本发明作任何形式上的局限，任何该领域和本专业技术人员非创新性的在该发明技术方案范围内的更改及修饰等等效实施例皆属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述组份为以下质量份原料：
40-60份碳钛笼树脂；
8-15份防锈颜填料；
20-30份去离子水；
2-3份定向排列剂；
1-3份分散剂；
1-2份消泡剂；
0.5-1份增稠剂；
0.5-1份流平剂。
2.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述碳钛笼树脂为纳米笼状聚集体接枝高分子超支化聚合物树脂。
3.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述防锈颜填料为铝鳞片、锌铝合金鳞片或固体含量大于70%的水性铝银浆或含有金属鳞片及其衍生产品中的一种，其中铝鳞片或锌铝合金鳞片的厚度应小于0.1微米，鳞片直径与厚度之比大于100。
4.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述定向排列剂为S-322或XH-199或其他水性银粉定向剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮K-30或聚乙二醇中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠或有机膨润土中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述流平剂为丙烯酯类流平剂KYC-616或有机硅类流平剂中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述消泡剂为DF-2307或水性有机硅类消泡剂中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）按上述比例准确称取防锈颜填料、分散剂，投入搅拌罐中，再加入去离子水和消泡剂后在搅拌器中250-450r/min搅拌5-10分钟，使防锈颜填料有效润湿分散；
（2）在步骤（1）的搅拌罐中继续加入上述比例碳钛笼树脂、分散剂、流平剂和定向排列剂，以150-200r/min搅拌10-20分钟，保证混合分散均匀，得到均质预聚体乳液；
（3）在步骤（2）制得的均质预聚体乳液混合物中加入增稠剂或去离子水调节黏度至涂-4杯18s-24s，再调节PH值至7-9，用200目滤布过滤后即得水性重防腐涂料。
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