CN110885617A - 锈转化涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锈转化涂料及其制备方法，锈转化涂料包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂35～50份、锈转化剂2～6份、三聚磷酸铝5～10份、磷酸锌3～5份、纳米气相二氧化硅3～6份、纳米氧化石墨烯0.005～0.01份、润湿分散剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.4份、pH调节剂0.3～0.5份、成膜助剂1～2份和水20～30份。利用无机纳米改性聚合物树脂中的无机纳米粒子的渗透性将具有螯合功能的锈转化剂渗入到锈蚀部位，使其与铁锈进行螯合配位，将铁锈转化为稳定的物质，并阻止铁锈继续发展。本发明的锈转化涂料的制备过程简单，成本低，适于批量化生产。

Description

锈转化涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种锈转化涂料及其制备方法。
背景技术
钢铁基材由于其自身特性，在自然条件下会发生腐蚀，不但影响其外观，更会造成重大安全事故。现有技术通常采用防腐涂料对钢铁基材进行处理，基于屏蔽和阴极防护的原理，保证钢铁基材不被腐蚀。在钢铁基材涂装前，一定要严格进行表面除锈处理。目前的除锈处理主要有机械除锈和化学除锈两种方式，工序复杂，并且对环境都会造成一定的破坏。特别是针对既有的钢铁基材建筑物，只能采用人工除锈的方式，除锈效果很难达到要求，导致后续涂装效果无法达到预期。
带锈涂装是目前解决上述问题的一种方式，近年来已出现不同类型的水性锈转化涂料，具有良好的施工性和环境友好性。其主要是对一些浮锈能够起到稳定或转化作用，对于锈蚀较严重的部位，锈转化涂料无法渗透；并且涂料中含有水份，会与未反应的铁锈发生反应，造成锈蚀进一步严重，导致涂层整体破坏，从而失去对钢铁基材的防护作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种锈转化涂料及其制备方法，能快速使铁锈完成转化，形成钝化保护膜。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种锈转化涂料，包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂35～50份、锈转化剂2～6份、三聚磷酸铝5～10份、磷酸锌3～5份、纳米气相二氧化硅3～6份、纳米氧化石墨烯0.005～0.01份、润湿分散剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.4份、pH调节剂0.3～0.5份、成膜助剂1～2份和水20～30份。
本发明采用的另一技术方案为：
锈转化涂料的制备方法，将0.05～0.2重量份的消泡剂、0.5～1重量份的润湿分散剂、2～6重量份的锈转化剂与10～20重量份的水混合，得到第一混合液；将5～10重量份的三聚磷酸铝和3～5重量份的磷酸锌加入到所述第一混合液中，然后加入3～6重量份的纳米气相二氧化硅，得到第二混合液；将所述第二混合液研磨至细度小于30μm，然后加入0.005～0.01重量份的纳米氧化石墨烯，得到第三混合液；然后向所述第三混合液中依次加入35～50重量份的无机纳米改性聚合物树脂、1～2重量份的成膜助剂、0.5～1重量份的增稠剂、剩余的消泡剂和剩余的水，得到第四混合液；向所述第四混合液中加入0.3～0.5重量份的pH调节剂，得到所述锈转化涂料。
本发明的有益效果在于：利用无机纳米改性聚合物树脂中的无机纳米粒子的渗透性将具有螯合功能的锈转化剂渗入到锈蚀部位，使其与铁锈进行螯合配位，将铁锈转化为稳定的物质，并阻止铁锈继续发展。本发明的锈转化涂料的制备过程简单，成本低，适于批量化生产。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于：利用无机纳米改性聚合物树脂中的无机纳米粒子的渗透性将具有螯合功能的锈转化剂渗入到锈蚀部位，使其与铁锈进行螯合配位，将铁锈转化为稳定的物质，并阻止铁锈继续发展。
一种锈转化涂料，包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂35～50份、锈转化剂2～6份、三聚磷酸铝5～10份、磷酸锌3～5份、纳米气相二氧化硅3～6份、纳米氧化石墨烯0.005～0.01份、润湿分散剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.4份、pH调节剂0.3～0.5份、成膜助剂1～2份和水20～30份。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：利用无机纳米改性聚合物树脂中的无机纳米粒子的渗透性将具有螯合功能的锈转化剂渗入到锈蚀部位，使其与铁锈进行螯合配位，将铁锈转化为稳定的物质，并阻止铁锈继续发展。三聚磷酸铝和磷酸锌是防腐颜料，通过在被涂物表面形成卓越的纯化物膜，能有效的改善涂膜附着力，提高耐盐雾性、防腐蚀性以及防起泡性。纳米气相二氧化硅分散后可以在体系形成三维网状结构，阻止磷酸锌沉降，作为防沉助剂。纳米氧化石墨烯具有高铺展性，可以有效地阻隔外界环境杂质、腐蚀物质等向金属基材渗透和扩散，并形成致密的保护层，保护层具有防腐效果好、涂层厚度低、附着力高、重量轻、机械性能好、耐盐雾性能极佳、寿命长久且成本低等优势。润湿分散剂、增稠剂、消泡剂、pH调节剂和成膜助剂均可采用涂料中常用的润湿分散剂、增稠剂、消泡剂、pH调节剂和成膜助剂。
进一步的，所述无机纳米改性聚合物树脂为无机纳米粒子改性的环氧树脂或丙烯酸树脂。
由上述描述可知，聚合物树脂基体可以根据需要选择环氧树脂类或丙烯酸树脂类。无机纳米粒子可以是纳米SiO2、TiO2等。
进一步的，所述锈转化剂为三聚磷酸盐、磷酸单乙醇胺、磷酸三乙醇胺、乙二胺四乙酸盐、十二烷基膦酸盐、羟基膦酸盐和羟基亚乙基二膦酸盐中的至少一种。
由上述描述可知，可以根据需要选择锈转化剂的种类。
本发明涉及的另一技术方案为：
锈转化涂料的制备方法，将0.05～0.2重量份的消泡剂、0.5～1重量份的润湿分散剂、2～6重量份的锈转化剂与10～20重量份的水混合，得到第一混合液；将5～10重量份的三聚磷酸铝和3～5重量份的磷酸锌加入到所述第一混合液中，然后加入3～6重量份的纳米气相二氧化硅，得到第二混合液；将所述第二混合液研磨至细度小于30μm，然后加入0.005～0.01重量份的纳米氧化石墨烯，得到第三混合液；然后向所述第三混合液中依次加入35～50重量份的无机纳米改性聚合物树脂、1～2重量份的成膜助剂、0.5～1重量份的增稠剂、剩余的消泡剂和剩余的水，得到第四混合液；向所述第四混合液中加入0.3～0.5重量份的pH调节剂，得到所述锈转化涂料。
由上述描述可知，本发明的锈转化涂料的制备过程简单，成本低，适于批量化生产。
进一步的，还包括对所述锈转化涂料进行过滤处理。
由上述描述可知，过滤处理可以除去涂料中的杂质。
实施例一
本发明的实施例一为：
一种锈转化涂料，包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂35～50份、锈转化剂2～6份、三聚磷酸铝5～10份、磷酸锌3～5份、纳米气相二氧化硅3～6份、纳米氧化石墨烯0.005～0.01份、润湿分散剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.4份、pH调节剂0.3～0.5份、成膜助剂1～2份和水20～30份。本实施例中，所述无机纳米改性聚合物树脂为无机纳米粒子改性的环氧树脂或丙烯酸树脂。所述锈转化剂为三聚磷酸盐、磷酸单乙醇胺、磷酸三乙醇胺、乙二胺四乙酸盐、十二烷基膦酸盐、羟基膦酸盐和羟基亚乙基二膦酸盐中的至少一种。
本实施例的锈转化涂料的制备方法为：将0.05～0.2重量份的消泡剂、0.5～1重量份的润湿分散剂、2～6重量份的锈转化剂与10～20重量份的水混合，得到第一混合液。为了使第一混合液混合均匀，可在500rpm的转速下搅拌一段时间。将5～10重量份的三聚磷酸铝和3～5重量份的磷酸锌加入到所述第一混合液中，提高转速至1000～1500rpm，然后边搅拌边加入3～6重量份的纳米气相二氧化硅，得到第二混合液，将所述第二混合液研磨至细度小于30μm。然后降低转速至500～600rpm，加入0.005～0.01重量份的纳米氧化石墨烯，得到第三混合液。纳米氧化石墨烯为在水中分散好的浆料(浆料中的水不计入重量)，加入纳米氧化石墨烯之后，可以搅拌5～10min。然后向所述第三混合液中依次加入35～50重量份的无机纳米改性聚合物树脂、1～2重量份的成膜助剂、0.5～1重量份的增稠剂、剩余的消泡剂和剩余的水，得到第四混合液。在得到第四混合液的过程中，可以边搅拌边加入原料。向所述第四混合液中加入0.3～0.5重量份的pH调节剂，得到所述锈转化涂料。本实施例中，还包括对所述锈转化涂料进行过滤处理。
实施例二
本发明的实施例二为：
一种锈转化涂料，包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂40份、锈转化剂3份、三聚磷酸铝10份、磷酸锌5份、纳米气相二氧化硅6份、纳米氧化石墨烯0.008份、润湿分散剂1份、增稠剂0.5份、消泡剂0.4份、pH调节剂0.3份、成膜助剂1.2份和水30份。本实施例中，所述无机纳米改性聚合物树脂为无机纳米粒子改性的环氧树脂或丙烯酸树脂。所述锈转化剂为三聚磷酸盐、磷酸单乙醇胺、磷酸三乙醇胺、乙二胺四乙酸盐、十二烷基膦酸盐、羟基膦酸盐和羟基亚乙基二膦酸盐中的至少一种。
本实施例的锈转化涂料的制备方法为：将0.2重量份的消泡剂、1重量份的润湿分散剂、3重量份的锈转化剂与20重量份的水混合，得到第一混合液。为了使第一混合液混合均匀，可在500rpm的转速下搅拌一段时间。将10重量份的三聚磷酸铝和5重量份的磷酸锌加入到所述第一混合液中，提高转速至1000～1500rpm，然后边搅拌边加入6重量份的纳米气相二氧化硅，得到第二混合液，将所述第二混合液研磨至细度小于30μm。然后降低转速至500～600rpm，加入0.008重量份的纳米氧化石墨烯，得到第三混合液。纳米氧化石墨烯为在水中分散好的浆料(浆料中的水不计入重量)，加入纳米氧化石墨烯之后，可以搅拌5～10min。然后向所述第三混合液中依次加入40重量份的无机纳米改性聚合物树脂、1.2重量份的成膜助剂、0.5重量份的增稠剂、剩余的消泡剂和剩余的水，得到第四混合液。在得到第四混合液的过程中，可以边搅拌边加入原料。向所述第四混合液中加入0.3重量份的pH调节剂，得到所述锈转化涂料。本实施例中，还包括对所述锈转化涂料进行过滤处理。
实施例三
本发明的实施例三为：
一种锈转化涂料，包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂50份、锈转化剂6份、三聚磷酸铝5份、磷酸锌3份、纳米气相二氧化硅3份、纳米氧化石墨烯0.01份、润湿分散剂0.5份、增稠剂1份、消泡剂0.3份、pH调节剂0.5份、成膜助剂2份和水20份。本实施例中，所述无机纳米改性聚合物树脂为无机纳米粒子改性的环氧树脂或丙烯酸树脂。所述锈转化剂为三聚磷酸盐、磷酸单乙醇胺、磷酸三乙醇胺、乙二胺四乙酸盐、十二烷基膦酸盐、羟基膦酸盐和羟基亚乙基二膦酸盐中的至少一种。
本实施例的锈转化涂料的制备方法为：将0.2重量份的消泡剂、0.5重量份的润湿分散剂、6重量份的锈转化剂与15重量份的水混合，得到第一混合液。为了使第一混合液混合均匀，可在500rpm的转速下搅拌一段时间。将5重量份的三聚磷酸铝和3重量份的磷酸锌加入到所述第一混合液中，提高转速至1000～1500rpm，然后边搅拌边加入3重量份的纳米气相二氧化硅，得到第二混合液，将所述第二混合液研磨至细度小于30μm。然后降低转速至500～600rpm，加入0.01重量份的纳米氧化石墨烯，得到第三混合液。纳米氧化石墨烯为在水中分散好的浆料(浆料中的水不计入重量)，加入纳米氧化石墨烯之后，可以搅拌5～10min。然后向所述第三混合液中依次加入50重量份的无机纳米改性聚合物树脂、2重量份的成膜助剂、1重量份的增稠剂、剩余的消泡剂和剩余的水，得到第四混合液。在得到第四混合液的过程中，可以边搅拌边加入原料。向所述第四混合液中加入0.5重量份的pH调节剂，得到所述锈转化涂料。本实施例中，还包括对所述锈转化涂料进行过滤处理。
实施例四
本发明的实施例四为：
一种锈转化涂料，包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂35份、锈转化剂2份、三聚磷酸铝8份、磷酸锌4份、纳米气相二氧化硅5份、纳米氧化石墨烯0.005份、润湿分散剂0.8份、增稠剂0.8份、消泡剂0.1份、pH调节剂0.4份、成膜助剂1份和水25份。本实施例中，所述无机纳米改性聚合物树脂为无机纳米粒子改性的环氧树脂或丙烯酸树脂。所述锈转化剂为三聚磷酸盐、磷酸单乙醇胺、磷酸三乙醇胺、乙二胺四乙酸盐、十二烷基膦酸盐、羟基膦酸盐和羟基亚乙基二膦酸盐中的至少一种。
本实施例的锈转化涂料的制备方法为：将0.05重量份的消泡剂、0.8重量份的润湿分散剂、2重量份的锈转化剂与15重量份的水混合，得到第一混合液。为了使第一混合液混合均匀，可在500rpm的转速下搅拌一段时间。将8重量份的三聚磷酸铝和4重量份的磷酸锌加入到所述第一混合液中，提高转速至1000～1500rpm，然后边搅拌边加入5重量份的纳米气相二氧化硅，得到第二混合液，将所述第二混合液研磨至细度小于30μm。然后降低转速至500～600rpm，加入0.005重量份的纳米氧化石墨烯，得到第三混合液。纳米氧化石墨烯为在水中分散好的浆料(浆料中的水不计入重量)，加入纳米氧化石墨烯之后，可以搅拌5～10min。然后向所述第三混合液中依次加入35重量份的无机纳米改性聚合物树脂、1重量份的成膜助剂、0.8重量份的增稠剂、剩余的消泡剂和剩余的水，得到第四混合液。在得到第四混合液的过程中，可以边搅拌边加入原料。向所述第四混合液中加入0.4重量份的pH调节剂，得到所述锈转化涂料。本实施例中，还包括对所述锈转化涂料进行过滤处理。
性能测试
将实施例二至实施例四制备得到的锈转化涂料进行性能测试。
1、附着力测试：按照HG/T 3668-2009的要求进行制板，喷涂本发明实施例二至实施例四所述的锈转化涂料，然后按照GB/T 9286进行测试，判断涂膜的附着力；
2、锈转化情况：选择GB/T 9286锈蚀等级为C级的钢板，利用本发明实施例二至实施例四所述的锈转化涂料，按照8㎡/kg的涂布率进行涂刷，24h后利用刀片对锈蚀部位进行剖切，观测锈转化情况；
3、抗冲击性能：按照HG/T 3668-2009的要求进行制板，喷涂本发明实施例二至实施例四所述的锈转化涂料，然后按照GB/T 1732-1993的要求进行抗冲击性能测试；
4、耐盐雾性能：按照HG/T 3668-2009的要求进行制板，喷涂本发明实施例二至实施例四所述的锈转化涂料，然后按照GB/T 1771-2007的规定进行耐盐雾测试，在试板上划出一道与长边平行的划痕进行实验。
其测试结果表1所示：
表1锈转化涂料性能测试结果
附着力 锈转化情况 抗冲击性能 耐盐雾性能
实例二 1级 基本完全 50cm无裂纹 600h无异常
实例三 0级 完全 50cm无裂纹 400h无异常
实例四 1级 基本完全 50cm无裂纹 600h无异常
从表1可以看出，本发明实施例的锈转化涂料其附着力好，可以有效阻止铁锈继续发展，且其抗冲击性能和耐盐雾性能佳。
综上所述，本发明提供的一种锈转化涂料及其制备方法，利用无机纳米改性聚合物树脂中的无机纳米粒子的渗透性将具有螯合功能的锈转化剂渗入到锈蚀部位，使其与铁锈进行螯合配位，将铁锈转化为稳定的物质，并阻止铁锈继续发展。本发明的锈转化涂料的制备过程简单，成本低，适于批量化生产。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种锈转化涂料，其特征在于，包括如下重量份的原料：无机纳米改性聚合物树脂35～50份、锈转化剂2～6份、三聚磷酸铝5～10份、磷酸锌3～5份、纳米气相二氧化硅3～6份、纳米氧化石墨烯0.005～0.01份、润湿分散剂0.5～1份、增稠剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.4份、pH调节剂0.3～0.5份、成膜助剂1～2份和水20～30份。
2.根据权利要求1所述的锈转化涂料，其特征在于，所述无机纳米改性聚合物树脂为无机纳米粒子改性的环氧树脂或丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的锈转化涂料，其特征在于，所述锈转化剂为三聚磷酸盐、磷酸单乙醇胺、磷酸三乙醇胺、乙二胺四乙酸盐、十二烷基膦酸盐、羟基膦酸盐和羟基亚乙基二膦酸盐中的至少一种。
4.权利要求1-3任意一项所述的锈转化涂料的制备方法，其特征在于，将0.05～0.2重量份的消泡剂、0.5～1重量份的润湿分散剂、2～6重量份的锈转化剂与10～20重量份的水混合，得到第一混合液；将5～10重量份的三聚磷酸铝和3～5重量份的磷酸锌加入到所述第一混合液中，然后加入3～6重量份的纳米气相二氧化硅，得到第二混合液；将所述第二混合液研磨至细度小于30μm，然后加入0.005～0.01重量份的纳米氧化石墨烯，得到第三混合液；然后向所述第三混合液中依次加入35～50重量份的无机纳米改性聚合物树脂、1～2重量份的成膜助剂、0.5～1重量份的增稠剂、剩余的消泡剂和剩余的水，得到第四混合液；向所述第四混合液中加入0.3～0.5重量份的pH调节剂，得到所述锈转化涂料。
5.根据权利要求4所述的锈转化涂料的制备方法，其特征在于，还包括对所述锈转化涂料进行过滤处理。
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