CN112457737A - 水性冷镀锌涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业重防腐水性涂料技术领域，具体说是一种水性冷镀锌涂料及其制备方法。该水性冷镀锌涂料在其配方原料中使用了改性水性丙烯酸乳液，使得该水性冷镀锌涂料具备与油性涂料相近或相同的性能。改性使用的苯乙烯可提高涂料的干性和硬度，丙烯酸正丁酯可改善涂料的柔韧性，乙烯基硅氧烷作为偶联剂可增加涂料的附着力。同时，乙组份使用的锌粉可提高水性涂料的防腐蚀性能。这些性能的提高，使得该水性冷镀锌涂料可以满足在潮湿和小雨的天气条件下施工要求，而且生产工艺简单，制备成本较低，且VOC排放低，不会对环境造成影响。

Description

水性冷镀锌涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业重防腐水性涂料技术领域，具体说是一种水性冷镀锌涂料及其制备方法。
背景技术
目前涂料正向绿色、环保的方向发展，水性防腐涂料越来越受到人们的关注。对于一些特定的施工环境，特别是在潮湿和小雨的天气条件下施工，水性涂料无法达到与油性涂料相同的干性、附着力，以及防腐性能，不能满足施工要求，其使用范围受到了很大的限制。现阶段在这种特定条件下使用的通常为油性热镀锌涂料或油性冷镀锌涂料。然而，油性热镀锌涂料的生产过程包含高温熔锌的复杂工艺，而且在酸洗过程中还会产生的大量废液，制备成本较高。油性冷镀锌涂料虽然没有这样的问题，但在使用过程中具有较高的VOC排放，对环境造成严重影响或破坏。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种水性冷镀锌涂料及其制备方法。这种水性冷镀锌涂料不但可以满足在潮湿和小雨天气条件下的施工要求，而且生产工艺简单，制备成本较低，且VOC排放低，不会对环境造成影响。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的水性冷镀锌涂料的特点是包括甲组分和乙组分，两者质量比为3：（16～54）。
所述甲组份由以下质量份数的原料组成：改性水性丙烯酸乳液8～9份；去离子水1～2份；防沉剂0.2～1份。
所述乙组分为锌粉。
其中，所述改性水性丙烯酸乳液由以下质量份数的原料组成：水性丙烯酸乳液80～90份；过硫酸盐3～7份；苯乙烯30～60份；丙烯酸正丁酯30～50份；乙烯基硅氧烷0.5～2份；雕白块2～5份。
上述方案中，所述防沉剂为疏水型气相二氧化硅类防沉剂。
所述锌粉为锌含量99.6%以上的鳞片状导电锌粉。
所述水性丙烯酸乳液的参数为PH：8～10，Tg：20～60℃，粘度：500～1500mPa·S。
本发明的水性冷镀锌涂料的制备方法的特点是按质量份计步骤如下。
（1）改性水性丙烯酸乳液的制备：
将反应釜升温并稳定于80～90℃，加入80～90份的水性丙烯酸乳液，1～10min后加入3～7份的引发剂过硫酸盐，在500～800r/min的搅拌速度下搅拌均匀，保温8～20min，滴加30～60份苯乙烯和30～50份的丙烯酸正丁酯的混合液，5～15min滴加完，搅拌均匀后保温40～60min，之后8～15min滴加完0.5～2份的偶联剂乙烯基硅氧烷，搅拌均匀保温20～45min，温度降至60～70℃ ，加入2～5份的后处理引发剂雕白块，搅拌均匀保温20～45min，100目过滤出料，即得改性水性丙烯酸乳液。
（2）甲组分的制备：
取步骤（1）所得的改性水性丙烯酸乳液8～9份在500～800r/min的搅拌速度下，加入0.2～1份的防沉剂，1～2份的去离子水混合均匀，得到甲组分。
（3）取步骤（2）制得的甲组份和乙组分的锌粉，按甲组份：乙组份的质量比为3：（16～54）混合均匀，即得水性冷镀锌涂料。
采取上述方案，具有以下优点：
本发明的水性冷镀锌涂料及其制备方法在其甲组份的原料中使用了改性水性丙烯酸乳液，使得该水性冷镀锌涂料具备与油性涂料相近或相同的性能。改性使用的苯乙烯可提高涂料的干性和硬度，丙烯酸正丁酯可改善涂料的柔韧性，乙烯基硅氧烷作为偶联剂可增加涂料的附着力。同时，乙组份使用的锌粉可提高水性涂料的防腐蚀性能。这些性能的提高，使得该水性冷镀锌涂料可以满足在潮湿和小雨的天气条件下施工要求，而且生产工艺简单，制备成本较低，且VOC排放低，不会对环境造成影响。
进一步地，所述防沉剂采用疏水型气相二氧化硅防沉剂，不仅能起到防沉作用，同时能在涂膜表面形成一层如荷叶表面低表面张力的保护层，以防止水汽的侵蚀。
所述锌粉采用鳞片状导电锌粉，与传统的球状锌粉相比，它能够使涂料具备更好的防腐蚀性能。
本发明的水性冷镀锌涂料用于桥梁和其他金属钢结构等要求极高的重防腐防护领域，可有效的保护基材延长钢结构在苛刻环境中的使用寿命；其附着力大于8MPa、盐雾大于3500小时，有着优异的防腐性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例一
实施例一的水性冷镀锌涂料包括甲组分和乙组分，两者质量比为3:16。
所述甲组份由以下质量份数的原料组成：改性水性丙烯酸乳液8份；去离子水1份；防沉剂0.2份。
所述乙组分为锌粉。
其中，所述改性水性丙烯酸乳液由以下质量份数的原料组成：水性丙烯酸乳液80份；过硫酸盐3份；苯乙烯30份；丙烯酸正丁酯30份；乙烯基硅氧烷0.5份；雕白块2份。
上述方案中，所述防沉剂为疏水型气相二氧化硅类防沉剂。
所述锌粉为锌含量99.6%以上的鳞片状导电锌粉。
所述水性丙烯酸乳液的参数为PH：8，Tg（玻璃化温度）：20℃，粘度：500mPa·S。
实施例一的水性冷镀锌涂料的制备方法按质量份计步骤如下。
（1）改性水性丙烯酸乳液的制备：
将反应釜升温并稳定于80℃，加入80份的水性丙烯酸乳液，1min后加入3份的引发剂过硫酸盐，在500r/min的搅拌速度下搅拌均匀，保温8min，滴加30份苯乙烯和30份的丙烯酸正丁酯的混合液，5min滴加完，搅拌均匀后保温40min，之后8min滴加完0.5份的偶联剂乙烯基硅氧烷，搅拌均匀保温20min，温度降至60℃ ，加入2份的后处理引发剂雕白块，搅拌均匀保温20min，100目过滤出料，即得改性水性丙烯酸乳液。
（2）甲组分的制备：
取步骤（1）所得的改性水性丙烯酸乳液8份在500r/min的搅拌速度下，加入0.2份的防沉剂，1份的去离子水混合均匀，得到甲组分。
（3）取步骤（2）制得的甲组份和乙组分的锌粉，按甲组份：乙组份的质量比为3:16混合均匀，即得水性冷镀锌涂料。
实施例二
实施例二的水性冷镀锌涂料包括甲组分和乙组分，两者质量比为1:18。
所述甲组份由以下质量份数的原料组成：改性水性丙烯酸乳液9份；去离子水2份；防沉剂1份。
所述乙组分为锌粉。
其中，所述改性水性丙烯酸乳液由以下质量份数的原料组成：水性丙烯酸乳液90份；过硫酸盐7份；苯乙烯60份；丙烯酸正丁酯50份；乙烯基硅氧烷2份；雕白块5份。
上述方案中，所述防沉剂为疏水型气相二氧化硅类防沉剂。
所述锌粉为锌含量99.6%以上的鳞片状导电锌粉。
所述水性丙烯酸乳液的参数为PH：9，Tg：40℃，粘度：1000mPa·S。
实施例二的水性冷镀锌涂料的制备方法按质量份计步骤如下。
（1）改性水性丙烯酸乳液的制备：
将反应釜升温并稳定于85℃，加入90份的水性丙烯酸乳液，10min后加入7份的引发剂过硫酸盐，在800r/min的搅拌速度下搅拌均匀，保温20min，滴加60份苯乙烯和50份的丙烯酸正丁酯的混合液，15min滴加完，搅拌均匀后保温60min，之后15min滴加完2份的偶联剂乙烯基硅氧烷，搅拌均匀保温45min，温度降至65℃ ，加入5份的后处理引发剂雕白块，搅拌均匀保温45min，100目过滤出料，即得改性水性丙烯酸乳液。
（2）甲组分的制备：
取步骤（1）所得的改性水性丙烯酸乳液9份在800r/min的搅拌速度下，加入1份的防沉剂，2份的去离子水混合均匀，得到甲组分。
（3）取步骤（2）制得的甲组份和乙组分的锌粉，按甲组份：乙组份的质量比为1:18混合均匀，即得水性冷镀锌涂料。
实施例三
实施例三的水性冷镀锌涂料包括甲组分和乙组分，两者质量比为1:8。
所述甲组份由以下质量份数的原料组成：改性水性丙烯酸乳液8.5份；去离子水1.5份；防沉剂0.5份。
所述乙组分为锌粉。
其中，所述改性水性丙烯酸乳液由以下质量份数的原料组成：水性丙烯酸乳液85份；过硫酸盐4份；苯乙烯45份；丙烯酸正丁酯40份；乙烯基硅氧烷1.2份；雕白块3.5份。
上述方案中，所述防沉剂为疏水型气相二氧化硅类防沉剂。
所述锌粉为锌含量99.6%以上的鳞片状导电锌粉。
所述水性丙烯酸乳液的参数为PH：10，Tg：60℃，粘度：1500mPa·S。
实施例三的水性冷镀锌涂料的制备方法按质量份计步骤如下。
（1）改性水性丙烯酸乳液的制备：
将反应釜升温并稳定于90℃，加入85份的水性丙烯酸乳液，2min后加入4份的引发剂过硫酸盐，在700r/min的搅拌速度下搅拌均匀，保温10min，滴加45份苯乙烯和40份的丙烯酸正丁酯的混合液，10min滴加完，搅拌均匀后保温45min，之后10min滴加完1.2份的偶联剂乙烯基硅氧烷，搅拌均匀保温30min，温度降至70℃ ，加入3.5份的后处理引发剂雕白块，搅拌均匀保温30min，100目过滤出料，即得改性水性丙烯酸乳液。
（2）甲组分的制备：
取步骤（1）所得的改性水性丙烯酸乳液8.5份在600r/min的搅拌速度下，加入0.5份的防沉剂，1.5份的去离子水混合均匀，得到甲组分。
（3）取步骤（2）制得的甲组份和乙组分的锌粉，按甲组份：乙组份的质量比为1:8混合均匀，即得水性冷镀锌涂料。
对实施例一、二、三制得的水性冷镀锌涂料进行测试，它们的性能数据见下表。
Figure DEST_PATH_IMAGE001

Claims (5)

1.水性冷镀锌涂料，其特征在于包括甲组分和乙组分，两者质量比为3：（16～54）；
所述甲组份由以下质量份数的原料组成：改性水性丙烯酸乳液8～9份；去离子水1～2份；防沉剂0.2～1份；
所述乙组分为锌粉；
其中，所述改性水性丙烯酸乳液由以下质量份数的原料组成：
水性丙烯酸乳液 80～90份
过硫酸盐 3～7份
苯乙烯 30～60份
丙烯酸正丁酯 30～50份
乙烯基硅氧烷 0.5～2份
雕白块 2～5份。
2.根据权利要求1所述的水性冷镀锌涂料，其特征在于所述防沉剂为疏水型气相二氧化硅类防沉剂。
3.根据权利要求1所述的水性冷镀锌涂料，其特征在于所述锌粉为锌含量99.6%以上的鳞片状导电锌粉。
4.根据权利要求1所述的水性冷镀锌涂料，其特征在于所述水性丙烯酸乳液的参数为PH：8～10，Tg：20～60℃，粘度：500～1500mPa·S。
5.权利要求1所述的水性冷镀锌涂料的制备方法，其特征在于按质量份计步骤如下：
（1）改性水性丙烯酸乳液的制备：
将反应釜升温并稳定于80～90℃，加入80～90份的水性丙烯酸乳液，1～10min后加入3～7份的引发剂过硫酸盐，在500～800r/min的搅拌速度下搅拌均匀，保温8～20min，滴加30～60份苯乙烯和30～50份的丙烯酸正丁酯的混合液，5～15min滴加完，搅拌均匀后保温40～60min，之后8～15min滴加完0.5～2份的偶联剂乙烯基硅氧烷，搅拌均匀保温20～45min，温度降至60～70℃ ，加入2～5份的后处理引发剂雕白块，搅拌均匀保温20～45min，100目过滤出料，即得改性水性丙烯酸乳液；
（2）甲组分的制备：
取步骤（1）所得的改性水性丙烯酸乳液8～9份在500～800r/min的搅拌速度下，加入0.2～1份的防沉剂，1～2份的去离子水混合均匀，得到甲组分；
（3）取步骤（2）制得的甲组份和乙组分的锌粉，按甲组份：乙组份的质量比为3：（16～54）混合均匀，即得水性冷镀锌涂料。
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