CN112795250A - 水性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及其制备方法，具体公开了水性防腐涂料，该防腐涂料的成分按重量份组包括：水性丙烯酸乳液15‑25份、水性聚氨酯分散体10‑20份、成膜剂5‑8份、防锈剂1‑3份、防锈颜料0.1‑0.5份、填料8‑12份、耐磨抗老化剂5‑10份、助剂4‑7份、余量为去离子水。本发明设计的防腐涂料具有良好的耐候性，不易黄发，硬度高，光泽好，而渗透性能优越，进一步提高了涂料吸收紫外线的功效，也能阻止涂料的光降解和降低光致发色的速度，提高涂料的使用质量以及寿命，提高涂料表面的光滑度以及自洁性，进一步提高涂料的抗刮耐磨性等性能，本发明不仅气味低，防腐效果好，而且耐磨性以及抗老化性能优越，制备工艺简捷，涂料性能稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，具体是水性防腐涂料及制备方法。
背景技术
凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料，依据涂料中粘合剂类别,水性涂料被分为两大类：天然物质或矿物质(如硅酸钾)的天然水性涂料和人工合成树脂(如丙烯酸树脂)的石油化工水性涂料。此处仅对人工合成树脂类的水性涂料进行阐述；
但是目前市场上的水性防腐涂料不仅防腐性能较差，而且其耐候性及耐腐蚀性不能满足现有市场的需求，使得涂料在长时间使用过程中易黄发，硬度不高，光泽差。因此，本领域技术人员提供了水性防腐涂料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供水性防腐涂料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：水性防腐涂料，该防腐涂料的成分按重量份组包括：水性丙烯酸乳液15-25份、水性聚氨酯分散体10-20份、成膜剂5-8份、防锈剂1-3份、防锈颜料0.1-0.5份、填料8-12份、耐磨抗老化剂5-10份、助剂4-7份、余量为去离子水。
作为本发明进一步的方案：所述填料按重量份组分为：滑石粉6-10份、云母粉3-5份、多孔石英粉2-6份、碳酸钙1-3份、硬脂酸锌0.1-0.5份；
所述填料的制备方法为：将滑石粉、云母粉和多孔石英粉经过干燥处理后，加入混合罐内均匀混合，再依次将碳酸钙和硬脂酸锌加入其中，继续搅拌 10-30min，即可制得填料。
作为本发明再进一步的方案：所述耐磨抗老化剂按重量份组分为：蜡粉5-10 份、有机硅2-6份、聚乙烯蜡3-5份、2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮1-3 份、4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯0.1-0.3份、膨润土3-6份、C311 炭黑粉4-8份。
作为本发明再进一步的方案：所述耐磨抗老化剂的制备方法为：
A1、将蜡粉、有机硅、聚乙烯蜡、C311炭黑粉和膨润土放入混合罐内，并加入一定量的水，于40-60℃的温度下，均匀混合20-30min，混合完成后，得混合物；
A2、再将2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮和4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯加入上述混合物内，于20-30℃的温度下，继续混合10-15min，均匀混合后，即可制得耐磨抗老化剂。
作为本发明再进一步的方案：所述有机硅为利用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷所得的混合物。
作为本发明再进一步的方案：所述助剂按重量份组分为：增稠剂0.3-0.5 份、分散剂0.1-1.5份、消泡剂0.5-1份、润湿剂0.1-0.5份、PH调节剂0.05-0.1 份、防腐剂3-5份。
作为本发明再进一步的方案：所述增稠剂为非离子型疏水改性聚氨酯流变剂，优选为RM8W和/或PUR42；
所述分散剂为go760W分散剂；
所述润湿剂优选为ego4100润湿剂或BYK346润湿剂；
所述消泡剂为聚醚硅氧烷类消泡剂，优选YK024消泡剂。
作为本发明再进一步的方案：所述水性丙烯酸乳液是由丙烯酸酯单体为主的乙烯基单体经乳液聚合而成，所述成膜剂采用二乙醇醚类、丙二醇醚类以及N- 甲基吡咯烷酮中的一种或两种。
作为本发明再进一步的方案：所述防锈剂为磷酸锌、钼酸锌、三聚磷酸铝和肌醇六磷酸酯中的一种，优选肌醇六磷酸酯，所述防锈颜料为：氧化铁红、铝粉、钛白粉中的一种或多种。
作为本发明再进一步的方案：水性防腐涂料及制备方法，所述水性防腐涂料的制备方法为以下步骤：
B1、将水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体放入反应罐内进行充分搅拌，并加入一定量的成膜剂，温度控制在30-40℃，均匀混合10-15min，转速控制在 1200-1500r/min，得混合液；
B2、再将除锈颜料、防锈剂和填料加入上述所得混合液内，并加入一定量的去离子水，升温至45-55℃，转速在1500-1800r/min，搅拌混合15-20min后，将耐磨抗老化剂和助剂加入其中，继续均匀搅拌20-40min，即可制得水性防腐涂料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的水性防腐涂料及制备方法，在实际操作时，利用水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体配合成膜剂的调配，使得防腐涂料具有良好的耐候性，不易黄发，硬度高，光泽好，而水性聚氨酯分散体具有纳米级的粒径，且聚氨酯分子链足够柔软，流动性好，这样可以增加乳液颗粒间的接触面积，减少了高分子的移动距离，增加了渗透性能，并且炭黑与膨润土的调配，进一步提高了涂料吸收紫外线的功效，方便阻止光降解和降低光致发色的速度，提高涂料的使用质量以及寿命；
防锈剂和除锈颜料的调配，使得涂料的防锈功能优越，使用寿命更久，使用过程中，能做涂料与金属表面迅速螯合，形成一层致密的单分子络合物保护膜，可有效抑制金属的腐蚀，提高漆膜的致密度，降低漆膜的可渗性从而起到防锈的作用；
并且耐磨抗老化剂的调配应用，一方面通过均衡干燥过程的表面张力，实现均匀干燥和流动，降低表面粗糙；另一方面在干燥过程中集中在表面，形成光滑涂膜，增加涂料表面的光滑度以及自洁性，而且有效的提高涂料的抗刮耐磨性等性能，本发明不仅气味低，防腐效果好，而且耐磨性以及抗老化性能优越，制备工艺简捷，涂料性能稳定性高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，水性防腐涂料及制备方法，水性防腐涂料的制备方法为以下步骤：
B1、将水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体放入反应罐内进行充分搅拌，并加入一定量的成膜剂，温度控制在30-40℃，均匀混合10-15min，转速控制在 1200-1500r/min，得混合液；
B2、再将除锈颜料、防锈剂和填料加入上述所得混合液内，并加入一定量的去离子水，升温至45-55℃，转速在1500-1800r/min，搅拌混合15-20min后，将耐磨抗老化剂和助剂加入其中，继续均匀搅拌20-40min，即可制得水性防腐涂料；
其中，防锈剂为磷酸锌、钼酸锌、三聚磷酸铝和肌醇六磷酸酯中的一种，优选肌醇六磷酸酯，防锈颜料为：氧化铁红、铝粉、钛白粉中的一种或多种；
进一步的，水性丙烯酸乳液是由丙烯酸酯单体为主的乙烯基单体经乳液聚合而成，成膜剂采用二乙醇醚类、丙二醇醚类以及N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种；
再进一步的，耐磨抗老化剂的制备方法为：
A1、将蜡粉、有机硅、聚乙烯蜡、C311炭黑粉和膨润土放入混合罐内，并加入一定量的水，于40-60℃的温度下，均匀混合20-30min，混合完成后，得混合物；
A2、再将2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮和4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯加入上述混合物内，于20-30℃的温度下，继续混合10-15min，均匀混合后，即可制得耐磨抗老化剂；
有机硅为利用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷所得的混合物；
在进一步的，助剂中的，增稠剂为非离子型疏水改性聚氨酯流变剂，优选为 RM8W和/或PUR42；
分散剂为go760W分散剂；
润湿剂优选为ego4100润湿剂或BYK346润湿剂；
消泡剂为聚醚硅氧烷类消泡剂，优选YK024消泡剂。
实施例1
水性防腐涂料，该防腐涂料的成分按重量份组包括：水性丙烯酸乳液15份、水性聚氨酯分散体10份、成膜剂5份、防锈剂1份、防锈颜料0.1份、填料8 份、耐磨抗老化剂5份、助剂4份、余量为去离子水。
填料按重量份组分为：滑石粉6份、云母粉3份、多孔石英粉2份、碳酸钙 1份、硬脂酸锌0.1份；
填料的制备方法为：将滑石粉、云母粉和多孔石英粉经过干燥处理后，加入混合罐内均匀混合，再依次将碳酸钙和硬脂酸锌加入其中，继续搅拌10-30min，即可制得填料；
耐磨抗老化剂按重量份组分为：蜡粉5份、有机硅2份、聚乙烯蜡3份、2- 羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮1份、4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯 0.1份、膨润土3份、C311炭黑粉4份；
助剂按重量份组分为：增稠剂0.3份、分散剂0.1份、消泡剂0.5份、润湿剂0.2份、PH调节剂0.05份、防腐剂3份。
实施例2
水性防腐涂料，该防腐涂料的成分按重量份组包括：水性丙烯酸乳液25份、水性聚氨酯分散体20份、成膜剂8份、防锈剂3份、防锈颜料0.5份、填料12 份、耐磨抗老化剂10份、助剂7份、余量为去离子水。
填料按重量份组分为：滑石粉10份、云母粉5份、多孔石英粉6份、碳酸钙3份、硬脂酸锌0.5份；
填料的制备方法为：将滑石粉、云母粉和多孔石英粉经过干燥处理后，加入混合罐内均匀混合，再依次将碳酸钙和硬脂酸锌加入其中，继续搅拌10-30min，即可制得填料；
耐磨抗老化剂按重量份组分为：蜡粉10份、有机硅6份、聚乙烯蜡5份、 2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮3份、4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯0.3份、膨润土6份、C311炭黑粉8份；
助剂按重量份组分为：增稠剂0.5份、分散剂1.5份、消泡剂1份、润湿剂 0.5份、PH调节剂0.1份、防腐剂5份。
实施例3
水性防腐涂料，该防腐涂料的成分按重量份组包括：水性丙烯酸乳液20份、水性聚氨酯分散体15份、成膜剂6份、防锈剂2份、防锈颜料0.3份、填料10 份、耐磨抗老化剂8份、助剂5份、余量为去离子水。
填料按重量份组分为：滑石粉8份、云母粉4份、多孔石英粉5份、碳酸钙 2份、硬脂酸锌0.3份；
填料的制备方法为：将滑石粉、云母粉和多孔石英粉经过干燥处理后，加入混合罐内均匀混合，再依次将碳酸钙和硬脂酸锌加入其中，继续搅拌10-30min，即可制得填料；
耐磨抗老化剂按重量份组分为：蜡粉7份、有机硅4份、聚乙烯蜡4份、2- 羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮2份、4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯 0.2份、膨润土5份、C311炭黑粉6份；
助剂按重量份组分为：增稠剂0.4份、分散剂1份、消泡剂0.8份、润湿剂 0.3份、PH调节剂0.2份、防腐剂4份。
对比实施例1
选用现有市场的水性防腐涂料及其制备方法。
实验一
①对实施例1-3和对比实施例1所制备的涂料进行性能测试，参照 GB/T1771-2007、GB/T30789-2015、GB1762-80漆膜回粘性测试，测试涂料的回粘等级、附着力和耐水性；结果如下：
由上表可知，本发明所生产的涂料具有优越的附着力，且回粘等级优越于现有的防腐涂料，而且其耐水性好，长时间使用过程中，不会出现气泡或者脱落现象，进一步提高了涂料的使用寿命。
实验二
②测试实施例1-3和对比实施例1所制备的涂料的实干时间和表干时间，以及涂料的耐磨性和防锈性能；
1、其实干时间(h)和表干时间(min)结果如下；
由上表可知，本发明的水性防腐涂料，相对于现有的防腐涂料，其干燥时间短，使用效率更快；
2、实施例1-3和对比实施例1的耐磨性和防锈性能测试如下表；
由上表可知，本发明的防锈等级相较于现有防腐涂料，性能更好，同等级生锈条件下，本发明的涂料防锈性能更优越，而且其耐磨性更好，抗刮伤性能高，使得涂料的使用寿命更久。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.水性防腐涂料，其特征在于，该防腐涂料的成分按重量份组包括：水性丙烯酸乳液15-25份、水性聚氨酯分散体10-20份、成膜剂5-8份、防锈剂1-3份、防锈颜料0.1-0.5份、填料8-12份、耐磨抗老化剂5-10份、助剂4-7份、余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述填料按重量份组分为：滑石粉6-10份、云母粉3-5份、多孔石英粉2-6份、碳酸钙1-3份、硬脂酸锌0.1-0.5份；
所述填料的制备方法为：将滑石粉、云母粉和多孔石英粉经过干燥处理后，加入混合罐内均匀混合，再依次将碳酸钙和硬脂酸锌加入其中，继续搅拌10-30min，即可制得填料。
3.根据权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述耐磨抗老化剂按重量份组分为：蜡粉5-10份、有机硅2-6份、聚乙烯蜡3-5份、2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮1-3份、4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯0.1-0.3份、膨润土3-6份、C311炭黑粉4-8份。
4.根据权利要求3所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述耐磨抗老化剂的制备方法为：
A1、将蜡粉、有机硅、聚乙烯蜡、C311炭黑粉和膨润土放入混合罐内，并加入一定量的水，于40-60℃的温度下，均匀混合20-30min，混合完成后，得混合物；
A2、再将2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮和4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯加入上述混合物内，于20-30℃的温度下，继续混合10-15min，均匀混合后，即可制得耐磨抗老化剂。
5.根据权利要求3所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述有机硅为利用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷所得的混合物。
6.根据权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述助剂按重量份组分为：增稠剂0.3-0.5份、分散剂0.1-1.5份、消泡剂0.5-1份、润湿剂0.1-0.5份、PH调节剂0.05-0.1份、防腐剂3-5份。
7.根据权利要求6所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述增稠剂为非离子型疏水改性聚氨酯流变剂，优选为RM8W和/或PUR42；
所述分散剂为go760W分散剂；
所述润湿剂优选为ego4100润湿剂或BYK346润湿剂；
所述消泡剂为聚醚硅氧烷类消泡剂，优选YK024消泡剂。
8.根据权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液是由丙烯酸酯单体为主的乙烯基单体经乳液聚合而成，所述成膜剂采用二乙醇醚类、丙二醇醚类以及N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种。
9.根据权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于，所述防锈剂为磷酸锌、钼酸锌、三聚磷酸铝和肌醇六磷酸酯中的一种，优选肌醇六磷酸酯，所述防锈颜料为：氧化铁红、铝粉、钛白粉中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的水性防腐涂料及制备方法，其特征在于，所述水性防腐涂料的制备方法为以下步骤：
B1、将水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯分散体放入反应罐内进行充分搅拌，并加入一定量的成膜剂，温度控制在30-40℃，均匀混合10-15min，转速控制在1200-1500r/min，得混合液；
B2、再将除锈颜料、防锈剂和填料加入上述所得混合液内，并加入一定量的去离子水，升温至45-55℃，转速在1500-1800r/min，搅拌混合15-20min后，将耐磨抗老化剂和助剂加入其中，继续均匀搅拌20-40min，即可制得水性防腐涂料。
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