CN111592784A - 一种pH调节剂和包含其的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体公开了一种pH调节剂和包含其的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料及制备方法。所述pH调节剂由DMAE、水和活泼金属的强碱水溶液按质量比（1～5）：（1～2）：（0.1～0.5）的比例制备而成。所述水性钢结构防腐涂料由以下重量份的原料制成：聚合物乳液30～40份、防锈填料15～25份、滑石粉10～20份、抗闪锈助剂0.1～1份、pH调节剂0.1～1.5份、水20～30份。该水性钢结构防腐涂料不但能防止普通钢构主体闪锈的出现，而且，对焊缝处的闪锈有显著的抑制效果，能够有效抑制焊缝闪锈，彻底解决水性涂料使用过程快速腐蚀的问题，而且，长期存储稳定性好。

Description

一种pH调节剂和包含其的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料 及制备方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种pH调节剂和包含其的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料及制备方法。
背景技术
金属生锈腐蚀是一个复杂的过程。以金属铁为例，铁的生锈腐蚀有两种情况：吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
铁在中性溶液、碱性溶液、酸性很弱的电解质溶液中均易发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀比较普遍。吸氧腐蚀的主要反应式如下：
负极（Fe）：2Fe - 4e- = 2Fe2+；
正极（C）：O2+4e-+2H2O = 4OH-；
总反应式：2Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)2。
由于Fe(OH)2不稳定，极易被O2氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水就生成了铁锈Fe2O3·nH2O。
铁在酸性较强的溶液中易发生析氢腐蚀。析氢腐蚀的主要反应式如下：
负极（Fe）：Fe - 2e- = Fe2+；
正极（C）：2H++2e- = H2；总反应式：Fe+2H+ = Fe2++H2。影响金属生锈的因素很多，一般来说，愈纯的金属愈不容易生锈；加工方法对生锈也有极大的影响。一块铁板折了一道缝以后，再经过敲平，折缝虽然看不出了，可是折缝内部就会出现金属缺陷，极易生锈；
金属表面的光滑程度和生锈也有关系，表面愈光滑愈不容易生锈，愈粗糙就愈易生锈。金属构件的焊缝处尤其容易生锈，首先，金属的焊缝是用焊条连接起来的，不如金属本身那样纯；其次，金属焊接处往往先敲打，然后加热，容易产生机械应力和热应力。
水性涂料作为近代科技工业发展的先驱者，是环境友好型科技发展的主导力。水性涂料以水为主要溶剂，对人体与环境污染危害小，并且具有施工方便、安全性好、易于储存运输等优点，已成为现代涂料工业的重要发展方向。
在金属表面涂覆水性涂料，干燥过程中由于有水和氧的存在，极容易发生腐蚀，即称之为闪锈。绝大多数的水性涂料由于乳化剂及各种助剂的加入，多呈偏弱碱性，因此金属的生锈腐蚀多以吸氧腐蚀为主。为了解决水性涂料引起金属腐蚀的问题，通常可以采用抑制吸氧腐蚀反应的进行，即促使锈蚀化学反应反方向进行以及尽量隔绝氧气与金属的接触。
现有的研究表明，采用氨水、乙醇胺、环已胺等胺中和剂的乳液型丙烯酸水性涂料，即使将水性涂料pH调至9～10左右，涂覆后铸铁或碳钢等材料也很容易出现闪锈。选用2-二甲基乙醇胺（DMAE）、二胺基二甲基-1，2双异丙醇（AMP-95）等胺中和剂的水性涂料，需添加大量的胺中和剂将水性涂料的pH调至11左右，能在一定程度抑制铸铁、碳钢的闪锈，但是焊缝处仍然会出现闪锈，且随着储存时间的增加，因为胺类PH调节剂极易挥发，闪锈抑制效果越来越差，存储半年以上甚至失去抗闪锈的效果。
因此，单独的通过pH调节剂并不能完全解决金属闪锈问题，尤其是焊缝中存在较多杂质，以及表面不平整存在较多的氧气，PH调节剂的阻隔机理并不能很好的发挥作用。即使通过增加添量，来达到减少闪锈的目的，但成本增加的同时，胺类长期储存稳定性也较差，存放一段时间就会失去效果。
为了增强涂料的防闪锈效果，很多涂料中都添加有闪锈抑制剂，闪锈抑制剂的种类大概分为两类，第一类是传统是无机酸盐类产品，如亚硝酸钠、钼酸钠、铬酸锶等等，这类产品价格便宜，效果明显，用量较低，到目前仍然有相当的竞争力。但缺点是不环保、有毒、对水资源造成污染，受到社会各方面的打压，尤其是亚硝酸盐在水性体系中容易失去防闪锈抑制活性。第二类是有机高分子胺复配的产品，常用的为有机锌螯合物类，对铁底材表现出强烈的亲和能力，防止闪锈，有机锌螯合物涂于金属基材表面后能有效的抓取金属表面游离的金属离子，形成一种阴离子钝化层，有效的阻止阴极金属离子的氧化；但是此类产品对基材表面平整的基材效果显著，对于有焊缝存在的区域效果不佳，很难彻底杜绝锈斑的出现。
综上所述，目前市场上的水性钢结构涂料往往会出现对钢构主体的闪锈抑制性较好，大面积喷涂均不会出现锈斑，但是钢构焊接的焊缝处往往会出现较多锈斑，能有效防治焊缝生锈的产品很少，即使有也是通过大量的添加抗闪锈助剂来暂时解决问题，成本增加的同时，产品的存储稳定性也较差。因此，亟需研究一种不但能防治普通钢构主体闪锈的出现，更是对闪锈极难防治的焊缝处锈斑有显著效果的防腐涂料。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种pH调节剂和包含其的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料及制备方法，可以防止焊缝出现闪锈。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明首先提供了一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和活泼金属的强碱水溶液按质量比（1～5）：（1～2）：（0.1～0.5）的比例制备而成。
优选地，活泼金属的强碱水溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾、氢氧化锂溶液中的至少一种。
优选地，所述活泼金属的强碱水溶液的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。
上述pH调节剂能够作为涂料的pH调节剂，用于制备防焊缝闪锈防腐涂料。
本发明还提供了一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，所述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料由以下重量份的原料制成：聚合物乳液30～40份、防锈填料15～25份、滑石粉10～20份、抗闪锈助剂0.1～1份、pH调节剂0.1～1.5份、水20～30份和必要的助剂0.1～3份；其中，所述pH调节剂由DMAE、水和活泼金属的强碱水溶液按质量比（1～5）：（1～2）：（0.1～0.5）的比例制备而成。
根据上述的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液、醇酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液中的至少一种。
根据上述的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述抗闪锈助剂为有机锌螯合物类腐蚀抑制剂。更加优选地，所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179。
根据上述的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述防锈填料为铁红、改性磷酸锌、三聚磷酸铝中的至少一种。
根据上述的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述助剂为分散剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂中的至少一种。
根据上述的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述分散剂为具有中等极性的多元羧酸的烷基铵盐类分散剂。更加优选地，所述分散剂为SN2024。
根据上述的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述防沉剂为膨润土、气相二氧化硅中的一种或两种。
根据上述的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂，
根据上述的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述增稠剂为非离子聚氨酯缔合型增稠剂。更加优选地，所述增稠剂为RM2020。
根据上述的水性钢结构防腐涂料，优选地，所述防锈填料、滑石粉、防沉剂的粒径均不大于425目。
本发明还提供了一种上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备好水，将分散剂加入水中，低速搅拌均匀，然后加入部分消泡剂，消除气泡，得到浆料；
（2）向步骤（1）制备的浆料中依次加入防沉剂、防锈填料、滑石粉，高速分散均匀；
（3）向经步骤（2）处理后的浆料中加入聚合物乳液，低速分散均匀；
（4）向经步骤（3）处理后的浆料中依次加入pH调节剂、防闪锈助剂、增稠剂，低速搅拌均匀，然后再加入剩余的消泡剂，即得水性钢结构防腐涂料。
上述步骤中，含有相应物质的，则存在相应操作，不含有相应物质的，则相应操作省略。若不含有分散剂时，步骤（1）为向水中加入部分消泡剂，消除气泡。
根据上述的制备方法，优选地，所述低速搅拌的转速不超过300 rpm；所述低速分散的转速为500～700rpm。
根据上述的制备方法，优选地，步骤（2）中所述高速分散的转速为2000～2500rpm；步骤（4）中所述低速搅拌的时间为10～20min。
本发明水性钢结构防腐涂料的防闪锈机理为：
pH调节剂中DMAE的氮原子所含孤对电子能从水中接受质子，呈碱性，从而阻碍了金属底材的进一步阳极化；但是由于其较高的蒸气压及较低的沸点，所以挥发的比较快，并不能长期的维持涂料的pH值。本发明pH调节剂中含有适量的活泼金属的强碱（如NaOH），强碱释放出的OH-消耗水中游离的H+，且不易挥发，能长时间维持体系的pH，因此，能有效的抑制金属生锈电化学反应的进行；同时通过抗闪锈助剂中大分子金属螯合物有效的抓取金属表面游离的金属离子，形成致密的钝化膜，有效的阻止金属的进一步氧化进而防止焊缝闪锈的出现。因此，本发明通过pH调节剂与防闪锈助剂相配合，彻底解决水性涂料使用过程快速腐蚀的问题。
与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果为：
（1）本发明的pH调节剂通过引入适量的活泼金属的强碱水溶液，配合DMAE，既能保证涂料体系中初始碱性环境，又不会造成水性涂料的连续相出现大的变化；同时利用活泼金属的强碱的稳定性避免了长期存储过程中涂料体系碱性的自然损耗，能够保证长时间存储后涂料体系的PH几乎不发生变化；解决了现有水性涂料存在稳定性差，长时间放置后碱性损耗大，导致失去抗闪锈效果等问题。
（2）本发明通过研究活泼金属强碱性水溶液浓度对pH调节剂性能及抗闪锈效果的影响，最终选择将活泼金属的强碱水溶液的浓度控制为0.01mol/L～0.1mol/L，因为如果活泼金属强碱性水溶液的浓度过小，很难起到稳定维持涂料pH的效果，同时大量水的引入导致涂料体系的固含量降低以及各相的相容性、连续性发生变化致使涂料的防腐性能的降低；如果活泼金属强碱性水溶液的浓度太大，提供的强碱环境更加容易破坏涂料体系的稳定性，造成乳液破乳；此外，即使不引起破乳，大量的引入活泼性碱金属离子，例如钠、钾离子，也会导致涂料体系的耐水性严重下降，对涂料体系的耐水性影响较大。
（3）本发明的pH调节剂能释放出适量的OH-消耗水中游离的H+，有效的抑制金属生锈电化学反应的进行，而且，DMAE的氮原子所含孤对电子能从水中接受质子，呈碱性，从而阻碍了金属底材的进一步阳极化，此外，2-二甲基乙醇胺相对在水性体系中提供电子电荷平衡，使金属基材电子电荷与水性丙烯酸防锈漆电子电荷电位相对平等，实现阻位空间平衡，让水性体系中树脂刚好、快速的吸附在金属基材上，从而实现抗腐蚀的保护。
（4）本发明的水性钢结构防腐涂料通过pH调节剂能够与防闪锈助剂相配合，不但能防止普通钢构主体闪锈的出现，而且，对焊缝处的闪锈有显著的抑制效果，能够有效抑制焊缝闪锈，彻底解决水性涂料使用过程快速腐蚀的问题。
（5）本发明的水性钢结构防腐涂料的长期存储稳定性好，密闭放置7个月后，仍对焊缝有较好的闪锈抑制性，刷涂后未出现焊缝闪锈的情况，克服了现有水性防闪锈涂料长期存储稳定性差、成本较高的缺陷。
（6）本发明水性钢结构防腐涂料的制备方法先将分散剂加入水中分散均匀，然后再加其它原料，分散剂的优先加入有利于后续原料在水中的良好分散，同时能提高后续原料的在水中的分散稳定性；而且，该制备方法中将消泡剂分两次加入，第一次是在分散剂分散至水中后加入，第二次是在涂料制备的最后一道搅拌工序完成后加入，消泡剂能够有效消除搅拌、分散过程产生的气泡，避免涂料因引入过多气泡导致焊缝更容易发生氧化而出现闪锈的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例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制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例1：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按质量比3:1.5:0.2的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.02mol/L。
实施例2：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按2:2:0.3的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.02mol/L。
实施例3：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按1:1:0.2的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.02mol/L。
实施例4：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按5:2:0.5的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.02mol/L。
实施例5：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按5:2:0.1的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为：0.02mol/L。
实施例6：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钾溶液按质量比3:1.5:0.2的比例制备而成，所述氢氧化钾溶液的浓度为0.02mol/L。
实施例7：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钾溶液按质量比3:1.5:0.2的比例制备而成，所述氢氧化钾溶液的浓度为0.06mol/L。
实施例8：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按质量比5:1:0.1的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.01mol/L。
实施例9：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按质量比1:2:0.5的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L。
实施例10：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钾溶液按质量比1:2:0.1的比例制备而成，所述氢氧化钾溶液的浓度为0.01mol/L。
实施例11：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钾溶液按质量比5:1:0.5的比例制备而成，所述氢氧化钾溶液的浓度为0.1mol/L。
实施例12：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按质量比1:1:0.5的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L。
实施例13：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按质量比5:2:0.1的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.01mol/L。
实施例14：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钠溶液按质量比2.5:1:0.5的比例制备而成，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.08mol/L。
实施例15：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化钾溶液按质量比4:1.5:0.5的比例制备而成，所述氢氧化钾溶液的浓度为0.04mol/L。
实施例16：（实施例16-实施例18为新增的氢氧化锂的实施例）
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化锂溶液按质量比3:1.8:0.1的比例制备而成，所述氢氧化锂溶液的浓度为0.03mol/L。
实施例17：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化锂溶液按质量比1:2:0.5的比例制备而成，所述氢氧化锂溶液的浓度为0.01mol/L。
实施例18：
一种pH调节剂，所述pH调节剂由DMAE、水和氢氧化锂溶液按质量比3:1:0.2的比例制备而成，所述氢氧化锂溶液的浓度为0.08mol/L。
实施例19：
实施例19的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述氢氧化钠溶液的浓度为0.01mol/L。
实施例20：
实施例20的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L。
实施例21：
实施例21的内容与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述氢氧化钠溶液的浓度为0.06mol/L。
实施例22：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，所述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料由以下重量份的原料制成：聚合物乳液30～40份、防锈填料15～25份、滑石粉10～20份、抗闪锈助剂0.1～1份、pH调节剂0.1～1.5份、水20～30份和必要的助剂0.1～3份；其中，所述pH调节剂由DMAE、水和活泼金属的强碱水溶液按质量比（1～5）：（1～2）：（0.1～0.5）的比例制备而成。所述助剂为分散剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂中的至少一种。
防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备好水，将分散剂加入水中，低速搅拌均匀，然后加入部分消泡剂，消除气泡，得到浆料；
（2）向步骤（1）制备的浆料中依次加入防沉剂、防锈填料、滑石粉，高速分散均匀；
（3）向经步骤（2）处理后的浆料中加入聚合物乳液，低速分散均匀；
（4）向经步骤（3）处理后的浆料中依次加入pH调节剂、防闪锈助剂、增稠剂，低速搅拌均匀，然后再加入剩余的消泡剂，即得水性钢结构防腐涂料。
上述步骤中，含有相应物质的，则存在相应操作，不含有相应物质的，则相应操作省略。若不含有分散剂时，步骤（1）为向水中加入部分消泡剂，消除气泡。
根据上述的制备方法，优选地，所述低速搅拌的转速不超过300 rpm；所述低速分散的转速为500～700rpm。
根据上述的制备方法，优选地，步骤（2）中所述高速分散的转速为2000～2500rpm；步骤（4）中所述低速搅拌的时间为10～20min。
实施例23：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液35份、防锈填料20份、滑石粉16份、抗闪锈助剂0.5份、pH调节剂0.8份、水26份、分散剂0.8份、防沉剂0.45份、消泡剂0.2份和增稠剂0.25份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液，所述防锈填料为铁红，抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例1所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述防沉剂为膨润土，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备好水，将分散剂加入水中，在转速300rpm下搅拌均匀，然后加入0.1份消泡剂，消除气泡，得到浆料；
（2）向步骤（1）制备的浆料中依次加入防沉剂、防锈填料、滑石粉，在转速2000rpm下高速打浆1h，使其分散均匀；
（3）向经步骤（2）处理后的浆料中加入聚合物乳液，在转速700rpm下分散均匀；
（4）向经步骤（3）处理后的浆料中依次加入pH调节剂、防闪锈助剂、增稠剂，在转速200rpm下搅拌15min，使其分散均匀，然后再加入剩余的消泡剂，消除气泡，即得水性钢结构防腐涂料。
实施例24：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液35份、防锈填料18份、滑石粉17份、抗闪锈助剂0.6份、pH调节剂0.7份、水27.5份、分散剂0.8份、防沉剂0.35份、消泡剂0.4份和增稠剂0.2份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液，所述防锈填料为铁红，抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例1所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述防沉剂为膨润土，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备好水，将分散剂加入水中，在转速200rpm下搅拌均匀，然后加入0.1份消泡剂，消除气泡，得到浆料；
（2）向步骤（1）制备的浆料中依次加入防沉剂、防锈填料、滑石粉，在转速2500rpm下高速打浆1h，使其分散均匀；
（3）向经步骤（2）处理后的浆料中加入聚合物乳液，在转速500rpm下分散均匀；
（4）向经步骤（3）处理后的浆料中依次加入pH调节剂、防闪锈助剂、增稠剂，在转速300rpm下搅拌10min，使其分散均匀，然后再加入剩余的消泡剂，消除气泡，即得水性钢结构防腐涂料。
实施例25：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液30份、防锈填料15份、滑石粉10份、抗闪锈助剂0.1份、pH调节剂0.1份、水20份、分散剂0.5份、防沉剂0.1份、消泡剂0.1份和增稠剂0.5份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液，所述防锈填料为铁红，所述抗闪锈助剂为有NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例1所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述防沉剂为膨润土，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）准备好水，将分散剂加入水中，在转速300rpm下搅拌均匀，然后加入0.05份消泡剂，消除浆料表面明显的气泡；
（2）向步骤（1）制备的浆料中依次加入防沉剂、防锈填料、滑石粉，在转速2300rpm下高速打浆1h，使其分散均匀；
（3）向步骤（2）制备的浆料中加入聚合物乳液，在转速600rpm下分散均匀；
（4）向步骤（3）制备的浆料中依次加入pH调节剂、防闪锈助剂、增稠剂，在转速200rpm下搅拌20min，使其分散均匀，然后再加入剩余的消泡剂，消除气泡，即得水性钢结构防腐涂料。
实施例26：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液32份、防锈填料25份、滑石粉10份、抗闪锈助剂0.8份、pH调节剂1.2份、水25份、分散剂1份、防沉剂0.8份、消泡剂0.3份和增稠剂0.9份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液，所述防锈填料为铁红；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例1所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述防沉剂为膨润土，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例27：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液40份、防锈填料15份、滑石粉20份、抗闪锈助剂1份、pH调节剂1.5份、水30份、分散剂1.5份、防沉剂1份、消泡剂0.5份和增稠剂0.1份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液，所述防锈填料为铁红；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例1所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述防沉剂为膨润土，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例28：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液35份、防锈填料20份、滑石粉15份、抗闪锈助剂0.6份、pH调节剂1.0份、水26份、分散剂0.6份、防沉剂0.6份、消泡剂0.2份和增稠剂0.3份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液，所述防锈填料为铁红；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例1所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述防沉剂为膨润土，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例29：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液35份、防锈填料25份、滑石粉10份、抗闪锈助剂0.1份、pH调节剂0.1份、水20份、分散剂0.1份。其中，所述聚合物乳液为醇酸乳液，所述防锈填料为改性磷酸锌；所述抗闪锈助剂为NALZINFA 179；所述pH调节剂为实施例2所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例30：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液39份、防锈填料17份、滑石粉11份、抗闪锈助剂0.2份、pH调节剂0.3份、水26份、防沉剂0.6份。其中，所述聚合物乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，所述防锈填料为三聚磷酸铝；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例3所述的pH调节剂；所述防沉剂为膨润土。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例31：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液32份、防锈填料24份、滑石粉12份、抗闪锈助剂0.8份、pH调节剂1.2份、水22份、消泡剂0.6份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液，所述防锈填料为铁红；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA179；所述pH调节剂为实施例4所述的pH调节剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例32：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液33份、防锈填料19份、滑石粉18份、抗闪锈助剂0.5份、pH调节剂0.3份、水20份、增稠剂0.4份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液8份、醇酸乳液15份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液10份，所述防锈填料为铁红0.1份、改性磷酸锌0.2份、三聚磷酸铝0.2份；所述抗闪锈助剂为NALZINFA 179；所述pH调节剂为实施例5所述的pH调节剂；所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例33：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液30份、防锈填料25份、滑石粉12份、抗闪锈助剂0.3份、pH调节剂1.1份、水28份、分散剂0.4份、消泡剂0.4份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液15份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液15份，所述防锈填料为改性磷酸锌0.1份、三聚磷酸铝0.2份；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例6所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例34：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液35份、防锈填料18份、滑石粉10份、抗闪锈助剂0.8份、pH调节剂0.2份、水21份、防沉剂0.3份和增稠剂0.5份。其中，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液15份、醇酸乳液20份，所述防锈填料为铁红0.5份、改性磷酸锌0.3份；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例7所述的pH调节剂；所述防沉剂为膨润土，所述增稠剂为RM2020。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例35：
一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，由以下重量份的原料制成：聚合物乳液37份、防锈填料22份、滑石粉18份、抗闪锈助剂0.6份、pH调节剂1.0份、水26份、分散剂1.0份、防沉剂0.6份、消泡剂0.2份。其中，所述聚合物乳液为醇酸乳液10份、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液27份，所述防锈填料为铁红0.2份、三聚磷酸铝0.4份；所述抗闪锈助剂为NALZIN FA 179；所述pH调节剂为实施例8所述的pH调节剂；所述分散剂为SN2024；所述防沉剂为膨润土，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
上述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法与实施例22相同。
实施例36：
实施例36的内容与实施例23基本相同，其不同之处在于：所述防锈填料为改性磷酸锌。
实施例37：
实施例37的内容与实施例23基本相同，其不同之处在于：所述聚合物乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液；所述防锈填料为三聚磷酸铝。
实施例38：
实施例38的内容与实施例23基本相同，其不同之处在于：所述聚合物乳液为醇酸乳液。
实施例39：（经电话沟通后，必要的助剂不写在主权，所以这一个实施例保留了）
实施例39的内容与实施例23基本相同，其不同之处在于：实施例39不含有分散剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂。
本发明防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的性能探究实验：
为了研究本发明防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的性能，对本发明制备的水性钢结构防腐涂料的防闪锈性能和稳定性进行了防闪锈实验和稳定性实验。
（一）防焊缝闪锈效果探究实验：
防焊缝闪锈效果探究实验的具体操作为：
（1）准备经过龙门焊焊接得到的新焊缝数条，宽度1.5cm，保证焊渣清理干净，实验前每条焊缝宽度相仿，且未被雨水、油渍等污染。
（2）将制备得到的水性钢结构防腐涂料涂布在焊缝上，要求涂料均超过焊缝边缘2cm，长度1m；涂料涂布完毕，放置一段时间，待涂料完全表干，计算焊缝出现锈斑的面积。然后按照焊缝锈蚀率计算公式计算焊缝锈蚀率。焊缝锈蚀率（％）=（锈斑面积/焊缝总面积）×100。
、抗闪锈助剂和pH调节剂的用量对涂料防焊缝闪锈性能的影响
以本发明实施例23制备的水性钢结构防腐涂料为例进行防焊缝闪锈效果探究。同时，为了与本发明制备的水性钢结构防腐涂料进行对比，本发明还进行了对比实验，即对比例1～对比例9，对比例1～对比例9的内容与实施例23基本相同，其不同之处在于：防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的配方中抗闪锈助剂和pH调节剂的添加量不同；其中，抗闪锈助剂和pH调节剂的添加量参见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，实施例23和实施例24通过抗闪锈助剂和pH调节剂的共同作用，制备的水性钢结构防腐涂料体系pH均达到10以上，并很好的抑制了焊缝锈斑的产生，效果显著。对比例1未添加抗闪锈助剂和pH调节剂，制备的水性钢结构防腐涂料的pH仅有8，而且焊缝锈蚀率较高，达到了40%。
由对比例2～对比例5可知，水性钢结构防腐涂料中仅添加pH调节剂，不添加抗闪锈助剂时，随着pH调节剂用量的增加，涂料体系的pH值能够达到10以上，焊缝的锈蚀率虽有所下降，但是仍存在焊缝锈蚀的问题；继续增大pH调节剂的用量直至涂料体系稳定性被破坏，仍是不能使锈蚀率继续减小至0。由此说明，涂料中仅添加pH调节剂，并不能完全解决焊缝锈蚀的问题。
由对比例6～对比例9，可知，水性钢结构防腐涂料中仅添加抗闪锈助剂，不添加pH调节剂时，随着抗闪锈助剂用量的增加，涂料体系的PH值变化缓慢，焊缝的锈蚀率尽管有所降低，但是仍存在焊缝锈蚀的问题；当抗闪锈助剂的用量为最大用量的3倍（3份）时，涂料体系的pH值虽能达到9.5，仍是不能使焊缝锈蚀率减小至0，相反涂料的成本还大幅度的提升。由此说明，涂料中仅添加抗闪锈助剂，并不能完全解决焊缝锈蚀的问题。
、pH调节剂的组成对涂料防焊缝闪锈性能的影响：
为了探究pH调节剂的组成对涂料防焊缝闪锈性能的影响，本发明进行了以下对比实验，即对比例10～对比例12，对比例10～对比例12的内容与实施例23基本相同，其不同之处在于：防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料配方中pH调节剂的成分组成不同，详见表2。
Figure 498486DEST_PATH_IMAGE002
由表2可知，在抗闪锈助剂和pH调节剂的用量相同的情况下，pH调节剂仅由单独的一种组分组成时，即使制备的水性钢结构防腐涂料体系pH达到10以上，但仍不能达到彻底的根治焊缝锈斑的功效；只有三种成分按一定比例配制而成时，才能起到根治焊缝锈斑的作用。
（二）水性钢结构防腐涂料稳定性探究实验：
为了探究pH调节剂的组成对涂料防焊缝稳定性的影响，分别对上述实施例23、对比例10、对比例11、对比例12制备水性钢结构防腐涂料进行稳定性测试实验。
评判涂料稳定性的因素较多，例如容器中状态、抗冻融、重涂性能、体系的PH等。但对本发明来说，涂料体系PH的稳定性对涂料有极其重要的作用；涂料体系的PH值越稳定，越有利于抑制焊缝锈斑的生成，因此本发明将涂料的PH值稳定性作为一个评价涂料稳定性的重要依据。
涂料稳定性探究实验的具体操作为：对刚配制好的水性钢结构防腐涂料进行pH值的测定并记录，作为涂料体系的初始pH值；然后将上述水性钢结构防腐涂料进行密封处理，并置于室温环境中存储，在存储1个月、3个月、5个月、7个月时，分别测定涂料的pH值并记录。稳定性实验的结果如表3、4所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 9102DEST_PATH_IMAGE004
由表3、4可知，当pH调节剂仅有DMAE或者水组成的时候，随着存储时间的延长，涂料体系的pH值逐渐降低，其中，以DMAE作为pH调节剂时，涂料存储7个月以后，涂料体系的pH值由10下降至8.5，变化显著，锈蚀率更是明显增加；以水作为pH调节剂时，涂料存储7个月以后，涂料体系的pH值由8.5下降至8.1，变化显著，锈蚀率亦是明显增加。以本发明防焊缝闪锈防腐涂料的pH调节剂、0.02mol/L NaOH溶液作为pH调节剂时，涂料存储7个月以后，涂料体系的pH值无显著变化，仍能维持较高的pH值，锈蚀率也无明显的变化。由此说明，氢氧化钠和本发明防焊缝闪锈防腐涂料的pH调节剂均能较好地维持涂料的稳定性，但由于以NaOH溶液作为pH调节剂时，焊缝的锈蚀率较高，不能起到根治焊缝锈斑的作用；因此，本发明制备的防焊缝闪锈防腐涂料的pH调节剂不仅能起到根治焊缝锈斑的作用，同时还能提高涂料体系长期存储的稳定性。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，应当指出，对于本领域的及任何熟悉本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，及作出的若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种pH调节剂，其特征在于，所述pH调节剂由DMAE、水和活泼金属的强碱水溶液按质量比（1～5）：（1～2）：（0.1～0.5）的比例制备而成。
2.根据权利要求1所述的pH调节剂，其特征在于，活泼金属的强碱水溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾、氢氧化锂溶液中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的pH调节剂，其特征在于，所述活泼金属的强碱水溶液的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。
4.一种pH调节剂在防焊缝闪锈防腐涂料中的应用，其特征在于，pH调节剂为权利要求1～3中任一权利要求所述的pH调节剂。
5.一种防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，其特征在于，所述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料由以下重量份的原料制成：聚合物乳液30～40份、防锈填料15～25份、滑石粉10～20份、抗闪锈助剂0.1～1份、pH调节剂0.1～1.5份、水20～30份；所述pH调节剂为权利要求1～3中任一权利要求所述的pH调节剂。
6.根据权利要求5所述的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，其特征在于，所述聚合物乳液为丙烯酸乳液、醇酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，其特征在于，所述抗闪锈助剂为有机锌螯合物类腐蚀抑制剂。
8.根据权利要求5所述的防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料，其特征在于，还包括必要的助剂0.1～3.5份，所述助剂为分散剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂中的至少一种。
9.根据权利要求8所述防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）准备好水，将分散剂加入水中，低速搅拌均匀，然后加入部分消泡剂，消除气泡，得到浆料；
（2）向步骤（1）制备的浆料中依次加入防沉剂、防锈填料、滑石粉，高速分散均匀；
（3）向经步骤（2）处理后的浆料中加入聚合物乳液，低速分散均匀；
（4）向经步骤（3）处理后的浆料中依次加入pH调节剂、防闪锈助剂、增稠剂，低速搅拌均匀，然后再加入剩余的消泡剂，即得防焊缝闪锈的水性钢结构防腐涂料；
上述步骤中，含有相应物质的，则存在相应操作，不含有相应物质的，则相应操作省略；若不含有分散剂时，步骤（1）为向水中加入部分消泡剂，消除气泡。
10. 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述低速搅拌的转速不超过300rpm；所述低速分散的转速为500～700rpm；步骤（2）中所述高速分散的转速为2000～2500rpm；步骤（4）中所述低速搅拌的时间为10～20min。
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