CN114181609A - 一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法 - Google Patents

一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114181609A
CN114181609A CN202111533403.9A CN202111533403A CN114181609A CN 114181609 A CN114181609 A CN 114181609A CN 202111533403 A CN202111533403 A CN 202111533403A CN 114181609 A CN114181609 A CN 114181609A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zinc
aluminum
magnesium alloy
water
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111533403.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈立庄
王东方
霍晟
杨志华
李照磊
李为立
郑绍军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Huadong Zindn Technology Co ltd
Jiangsu University of Science and Technology
Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Huadong Zindn Technology Co ltd
Jiangsu University of Science and Technology
Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Huadong Zindn Technology Co ltd, Jiangsu University of Science and Technology, Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co Ltd filed Critical Wuxi Huadong Zindn Technology Co ltd
Priority to CN202111533403.9A priority Critical patent/CN114181609A/zh
Publication of CN114181609A publication Critical patent/CN114181609A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/106—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0893—Zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法，所述涂料按重量百分比包括如下组分：锌铝镁合金粉4‑8%、活性锌粉75‑80%、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂10‑15%、防沉剂0.1‑0.2%、消泡剂0.1‑0.2%、基材润湿剂0.4‑0.8%、抗闪锈剂0.4‑0.8%和助溶剂2‑5%，其余含量为水；其制法为按上述的质量配比将锌铝镁合金、锌粉、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、防沉剂、润湿剂、抗闪锈剂以及水混合均匀，最终得到所述涂料。本发明提供的涂料性能优异，防腐蚀效果好，其附着力在5 MPa以上，耐冲击性在50 g·cm以上，耐水性在3000 h以上，耐盐雾性在5000 h以上。

Description

一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其涉及一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法。
背景技术
工业重防腐领域，镀锌类、富锌类涂料是其中十分重要的一个品类。由于锌的化学电位低于铁，会被优先腐蚀从而保护钢铁，可提供优异的防锈性能。实现镀锌的方式主要有热镀锌、热喷锌、冷喷锌。热镀锌存在热变形、能耗高的缺点，而热喷锌的锌蒸气污染非常严重伤害施工者身体，均属于淘汰型工艺。冷喷锌技术是近年来逐渐被市场所接受的新型镀锌工艺。但是冷喷锌仍然要使用大量的有机溶剂，施工VOC排放通常都在420g/L以上，在环保要求越来越严格的当下，很多地方已经限制溶剂型涂料的生产与施工。
CN110527369A公开了一种改性石墨烯冷喷锌涂料，所述涂料按重量百分含量包括如下组分：改性石墨烯1-5％、水性氟碳树脂5-30％、助溶剂1-2％、锌粉40-70％、增稠剂1-5％、分散剂0.5-2％、成膜助剂0.3-2％和其他助剂1.5-5％，余量为水。石墨烯虽然自身具有良好的屏蔽作用，但是一旦使用不当其不仅不能发挥屏蔽作用，还有可能直接提供介质通路反而加速腐蚀。所以石墨烯改性的水性冷喷锌耐腐蚀性能不够稳定。常规水性冷喷锌产品在膜厚较低的情况下防腐蚀效果一般(膜厚低于50μm)，达不到重防腐领域的使用要求。因此，提供一种耐腐蚀性能稳定优异的水性冷喷锌是该领域的难点。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种性能优异且具有长效防腐效果的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料；本发明的另一目的旨在提供一种简单易操作的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料的制备方法。
技术方案：本发明所述的一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，按重量百分比包括如下组分：锌铝镁合金粉4-8％、活性锌粉75-80％、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂10-15％、防沉剂0.1-0.2％、消泡剂0.1-0.2％、基材润湿剂0.4-0.8％、抗闪锈剂0.4-0.8％和助溶剂2-5％，其余含量为水。
优选地，所述锌铝镁合金粉的形状为鳞片状，其粒径为13-15μm，锌铝镁合金中的金属锌的含量为合金总质量的80-90％。
优选地，所述水性聚氨酯改性丙烯酸树脂为单组分树脂，其形态为分散体，水分挥发后其在空气中可自交联成膜，其pH为7.0-7.5。
优选地，所述活性锌粉为高纯度锌粉，全锌含量99.99％以上；锌粉平均粒径为5-10μm。
优选地，所述防沉剂为水性聚酰胺蜡浆、气相二氧化硅或纤维素中的任意一种或两种。
优选地，所述消泡剂为矿物油类、改性聚醚类或改性聚硅氧烷类中的一种或两种。
优选地，所述基材润湿剂为炔二醇类或聚醚改性硅氧烷类中的一种或两种。
优选地，所述抗闪锈剂为有机锌螯合物或钼酸盐化合物中的一种或两种。
所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料制备方法为按照上述质量配比将锌铝镁合金、锌粉、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、防沉剂、润湿剂、抗闪锈剂、以及水混合均匀，即可得到所述锌铝合金改性水性冷喷锌涂料。
本发明以水性聚氨酯改性丙烯酸树脂为粘结料，通过加入锌铝镁合金材料，进一步增强水漆的防锈性能。辅以聚氨酯改性丙烯酸树脂的优异耐老化性能，制得的水性冷喷锌可单道使用，即可满足钢铁的长效防腐要求。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)防腐效果好，本发明所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，锌铝镁合金粉可用于增强水性冷喷锌的阴极保护性能；片状锌铝镁合金粉综合了片状锌粉和片状铝粉的优点，在材料制备、耐腐蚀性能和涂层外观方面实现了均衡；并且，锌铝镁合金具有良好的延展性，鳞片规格容易控制、可方便地获得较高的鳞片比表面积；片状锌铝镁合金粉既与锌粉复配增强了对钢铁基体有效的阴极保护作用，又因含有足够的Al，能够形成完整坚固致密的Al2O3氧化膜覆盖于钢铁表面从而大大提高其耐腐蚀性能；片状锌铝镁合金还带来了“迷宫效应”，延长腐蚀介质的通路。三种因素发挥协同作用，防腐性能远优于常规水性冷喷锌产品；(2)性能优异，选取水性聚氨酯改性丙烯酸树脂作为基础粘结料，其可以与基材和粉体形成强大的键能结合力，表干时间短，附着力在5MPa以上，耐冲击性在50g·cm以上，耐水性在3000h以上，耐盐雾性在5000h以上。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，所述涂料按重量百分比包括如下组分：锌铝镁合金ZNALMG20 4％、活性锌粉80％、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂R2203 12％、防沉剂气硅H200 0.1％、矿物油消泡剂XST7001 0.1％、基材润湿剂S195 0.4％、抗闪锈剂0.4％和助溶剂3％，其余含量为水。其中，锌铝镁合金粉的形状为鳞片状，粒径为13μm，金属锌的含量为合金总质量的80％；水性聚氨酯改性丙烯酸树脂pH为7.0；活性锌粉为高纯度锌粉，全锌含量99.99％以上，锌粉平均粒径为5μm。
其制备方法如下：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂与气硅、消泡剂先高速搅拌，搅拌机转速设定在1500转/分钟，再加入基材润湿剂、抗闪锈剂、水和助溶剂，混合均匀得到甲组份。锌铝镁合金粉与锌粉充分混合后得到乙组分。使用时，加乙组分缓慢加入到甲组份当中，并不停搅拌，经200目滤网过滤添加适量水即可喷涂。
实施例2
一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，所述涂料按重量百分比包括如下组分：锌铝镁合金ZNALMG20 8％、活性锌粉75％、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂R2203 10％、防沉剂气硅HL380 0.2％、矿物油消泡剂XST7001 0.2％、基材润湿剂TEGO270 0.8％、抗闪锈剂0.8％和助溶剂5％，其余含量为水。其中，锌铝镁合金粉的形状为鳞片状，粒径为14μm，金属锌的含量为合金总质量的85％；水性聚氨酯改性丙烯酸树脂pH为7.3；活性锌粉为高纯度锌粉，全锌含量99.99％以上，锌粉平均粒径为7μm。
其制备方法如下：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂与气硅、消泡剂先高速搅拌，搅拌机转速设定在1500转/分钟，再加入基材润湿剂、抗闪锈剂、水和醇酯-12，混合均匀得到甲组份。锌铝镁合金粉与锌粉充分混合后得到乙组分。使用时，加乙组分缓慢加入到甲组份当中，并不停搅拌，经200目滤网过滤添加适量水即可喷涂。
实施例3
一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，所述涂料按重量百分比包括如下组分：锌铝镁合金ZNALMG20 5.5％、活性锌粉76％、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂R2203 15％、防沉剂气硅HL380 0.15％、矿物油消泡剂XST7001 0.15％、基材润湿剂TEGO270 0.6％、抗闪锈剂0.6％和助溶剂2％，其余含量为水。其中，锌铝镁合金粉的形状为鳞片状，粒径为15μm，金属锌的含量为合金总质量的90％；水性聚氨酯改性丙烯酸树脂pH为7.5；活性锌粉为高纯度锌粉，全锌含量99.99％以上，锌粉平均粒径为10μm。
其制备方法如下：水性聚氨酯改性丙烯酸树脂与气硅、消泡剂先高速搅拌，搅拌机转速设定在1500转/分钟，再加入基材润湿剂、抗闪锈剂、水和醇酯-12，混合均匀得到甲组份。锌铝镁合金粉与锌粉充分混合后得到乙组分。使用时，加乙组分缓慢加入到甲组份当中，并不停搅拌，经200目滤网过滤添加适量水即可喷涂。
对比例1
同实施例1，区别仅在于，乙组分全部由锌粉组成不加锌铝镁合金粉，其余保持不变，制备方法相同。
对比例2
同实施例1，区别仅在于，将水性聚氨酯改性丙烯酸树脂替换为水性环氧酯树脂，其余保持不变，制备方法相同。
对上述实施例1-2和对比例1-2制备得到的水性冷喷锌涂料进行测试分析，具体测试标准如表1所示，具体测试数据结果如表2所示：
表1
检测项目 检测指标 检测标准
附着力(MPa) ≥6 GB/T 5210
耐冲击(g*cm) 50 GB/T 1732
耐水 3000h以上 GB/T 1733
耐盐雾 5000h以上 GB/T 1771
表2
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
附着力(MPa) 12 10 15 12 6
耐冲击(g*cm) 50 50 50 50 45
耐水 3500 3300 3100 2000 2500
耐盐雾 5500 5200 5100 2000 2200
由表1数据可知，采用锌铝镁合金粉改性的水性冷喷锌附着力、耐腐蚀性非常优异。从对比例1-2中，不加锌铝镁合金的水性冷喷锌，其盐雾性能下降明显。这充分说明了本发明中锌铝镁合金粉的突出防腐效果。水性环氧酯树脂的附着力、柔韧性均不如水性聚氨酯改性丙烯酸树脂，但是由于锌铝镁合金粉的存在，盐雾表现优于对比例1。

Claims (10)

1.一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述涂料按重量百分比包括如下组分：锌铝镁合金粉4-8%、活性锌粉75-80%、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂10-15%、防沉剂0.1-0.2%、消泡剂0.1-0.2%、基材润湿剂0.4-0.8%、抗闪锈剂0.4-0.8%和助溶剂2-5%，其余含量为水。
2.根据权利要求1所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述锌铝镁合金粉的形状为鳞片状，粒径为13-15 μm，所述锌铝镁合金中的金属锌的含量为合金总质量的80-90%。
3.根据权利要求1或2所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯改性丙烯酸树脂为单组分树脂，其形态为分散体，水分挥发后其在空气中可自交联成膜。
4.根据权利要求3所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯改性丙烯酸树脂pH为7.0-7.5。
5.根据权利要求1或2所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述活性锌粉为高纯度锌粉，全锌含量99.99%以上；锌粉平均粒径为5-10 μm。
6.根据权利要求1或2所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述防沉剂为水性聚酰胺蜡浆、气相二氧化硅或纤维素中的任意一种或两种。
7.根据权利要求1或2所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类、改性聚醚类或改性聚硅氧烷类中的一种或两种。
8.根据权利要求1或2所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述基材润湿剂为炔二醇类或聚醚改性硅氧烷类中的一种或两种。
9.根据权利要求1或2所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料，其特征在于，所述抗闪锈剂为有机锌螯合物或钼酸盐化合物中的一种或两种。
10.一种权利要求1-8中任意一项所述的锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为按照质量配比将锌铝镁合金、锌粉、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、防沉剂、润湿剂、抗闪锈剂、以及水混合均匀，即可得到所述锌铝合金改性水性冷喷锌涂料。
CN202111533403.9A 2021-12-15 2021-12-15 一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法 Pending CN114181609A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111533403.9A CN114181609A (zh) 2021-12-15 2021-12-15 一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111533403.9A CN114181609A (zh) 2021-12-15 2021-12-15 一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114181609A true CN114181609A (zh) 2022-03-15

Family

ID=80543890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111533403.9A Pending CN114181609A (zh) 2021-12-15 2021-12-15 一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114181609A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115747573A (zh) * 2022-12-08 2023-03-07 季华实验室 一种冷喷涂锌合金粉、涂层及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111876772A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 一种基于冷喷涂石墨烯-铝锌粉末复合材料的金具修复方法
CN112521787A (zh) * 2020-12-18 2021-03-19 锌盾化工无锡有限公司 一种冷藏集装箱用水性镀锌涂料
CN214555032U (zh) * 2020-12-29 2021-11-02 上海岐海防腐工程技术有限公司 一种钢结构冷喷锌防腐复合涂层结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111876772A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 一种基于冷喷涂石墨烯-铝锌粉末复合材料的金具修复方法
CN112521787A (zh) * 2020-12-18 2021-03-19 锌盾化工无锡有限公司 一种冷藏集装箱用水性镀锌涂料
CN214555032U (zh) * 2020-12-29 2021-11-02 上海岐海防腐工程技术有限公司 一种钢结构冷喷锌防腐复合涂层结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115747573A (zh) * 2022-12-08 2023-03-07 季华实验室 一种冷喷涂锌合金粉、涂层及其制备方法
CN115747573B (zh) * 2022-12-08 2024-02-13 季华实验室 一种冷喷涂锌合金粉、涂层及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108864790B (zh) 石墨烯复合防锈颜料及其制备方法
CN101407650B (zh) 一种紫外光固化聚苯胺防腐涂料及其制备方法
CN101397413A (zh) 钢结构表面vci鳞片型冷镀锌铝涂料及其制备方法
CN109517516B (zh) 一种铈化膨润土改性水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN108912952B (zh) 一种液体石油树脂改性的水性环氧重防腐底漆及其制备方法
CN104403435B (zh) 水性铁锈转化防锈底漆
CN111286238A (zh) 一种冷喷烯锌涂料及其制备方法
CN112745722A (zh) 一种高附着力水性偏氯乙烯金属漆及其制备方法
CN114181609A (zh) 一种锌铝镁合金改性水性冷喷锌涂料及其制备方法
CN102985594A (zh) 抗腐蚀溶胶-凝胶涂料和组合物及其制备方法
CN114574014B (zh) 一种易施工的水性无机富锌涂料及其制备方法和应用
CN115710444A (zh) 一种水性丙烯酸防锈涂料及其制备方法
CN111334146A (zh) 一种长效防腐的水性冷涂锌涂料及其制备方法
CN107286822A (zh) 一种改性水性醇酸工业防腐涂料及制备方法
CN114133837A (zh) 一种水性耐盐雾氨基底漆及制备方法
CN113773722A (zh) 一种钢结构用环保型水性环氧带锈防腐涂料及其制备方法
CN111925680A (zh) 一种水性带锈涂装底漆及其制备方法
CN108948898B (zh) 一种低表面处理冷喷锌涂料及其制备方法
CN111592812A (zh) 一种水性防锈底漆及其制备方法
KR20130130242A (ko) 전처리용 방청 프라이머 도료 및 이를 이용한 도막 형성방법
CN115160867A (zh) 一种水性带锈涂料及其制备方法
CN115820073A (zh) 超长耐盐雾性水性石墨烯改性环氧底漆重防腐涂料及其制备方法
CN113416467A (zh) 一种环氧酯防锈水漆及其制备方法
CN108822705A (zh) 一种单组份耐盐雾水性漆及其制备方法
CN113045950B (zh) 一种提高金属构件耐腐蚀性能的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination