CN114231140A - 一种水性醇酸防锈漆及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水性醇酸防锈漆及其制备方法和应用，属于涂料领域。由以下含量的组分制得：消泡剂0.1～1.0wt％、分散剂0.5～10.0wt％、防锈颜填料20.0～60.0wt％、防沉降剂0.5～20.0wt％、醇酸树脂10.0～30.0wt％、丙烯酸乳液10.0～30.0wt％、pH调节剂0.5～10.0wt％、催干剂1～10.0wt％、防锈剂0.1～0.5wt％、防冻剂0.1～5.0wt％、流平剂0.1～10.0wt％、附着力促进剂0.1～0.5wt％、防腐杀菌剂0.1～5.0wt％、流变助剂0.1～5.0wt％、成膜助剂0.1～10.0wt％和余量的水。本发明醇酸防锈漆耐水性好，快干。

Description

一种水性醇酸防锈漆及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性醇酸防锈漆及其制备方法和应用。
背景技术
随着工业发展，水性醇酸树脂漆逐渐代替溶剂型醇酸树脂漆成为常见的轻防腐涂料，其生产和施工安全高，无爆炸和火灾的危险。漆膜具有较好硬度且柔韧耐冲击，但水性醇酸漆的稀释剂为水，主链的酯键易水解断裂使涂层初期耐水性差。并且水解会导致催干剂失活，漆膜难以干燥进而影响耐水性及附着力，整体不具有快干性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性醇酸防锈漆及其制备方法和应用。本发明提供的醇酸防锈漆耐水性好，具有快干性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种水性醇酸防锈漆，由包括以下含量的组分制得：消泡剂0.1～1.0wt％、分散剂0.5～10.0wt％、防锈颜填料20.0～60.0wt％、防沉降剂0.5～20.0wt％、醇酸树脂10.0～30.0wt％、丙烯酸乳液10.0～30.0wt％、pH调节剂0.5～10.0wt％、催干剂1～10.0wt％、防锈剂0.1～0.5wt％、防冻剂0.1～5.0wt％、流平剂0.1～10.0wt％、附着力促进剂0.1～0.5wt％、防腐杀菌剂0.1～5.0wt％、流变助剂0.1～5.0wt％、成膜助剂0.1～10.0wt％和余量的水。
优选地，所述pH调节剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水、NaOH和二甲基乙醇胺中的一种或多种。
优选地，所述催干剂包括有机锡催干剂和/或复合催干剂。
优选地，所述复合催干剂中的活性组分包括银、锆、钴、锰、铝、铜和镍中的多种。
优选地，所述流平剂包括丙二醇。
优选地，所述丙烯酸乳液的固含量为45～55％。
本发明还提供了上述技术方案所述的水性醇酸防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
将消泡剂、分散剂、防锈颜填料、防沉降剂和水进行分散，得到颜填料浓缩浆；
将醇酸树脂、丙烯酸乳液、水、pH调节剂和催干剂混合进行乳化，得到混合乳液；
将所述混合乳液、颜填料浓缩浆、防锈剂、防冻剂、流平剂、附着力促进剂、防腐杀菌剂、流变助剂和成膜助剂混合，得到所述水性醇酸防锈漆。
优选地，所述分散包括依次进行的低速搅拌和高速搅拌，所述低速搅拌的速率为200～300r/min，所述高速搅拌的速率为800～1200r/min。
优选地，所述乳化在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为400～600r/min。
本发明还提供了上述技术方案所述的水性醇酸防锈漆或上述技术方案所述的制备方法制得的水性醇酸防锈漆在金属防护和木器装饰领域中的应用。
本发明提供了一种水性醇酸防锈漆，由包括以下含量的组分制得：消泡剂0.1～1.0wt％、分散剂0.5～10.0wt％、防锈颜填料20.0～60.0wt％、防沉降剂0.5～20.0wt％、醇酸树脂10.0～30.0wt％、丙烯酸乳液10.0～30.0wt％、pH调节剂0.5～10.0wt％、催干剂1～10.0wt％、防锈剂0.1～0.5wt％、防冻剂0.1～5.0wt％、流平剂0.1～10.0wt％、附着力促进剂0.1～0.5wt％、防腐杀菌剂0.1～5.0wt％、流变助剂0.1～5.0wt％、成膜助剂0.1～10.0wt％和余量的水。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明以水为稀释剂，通过使用pH调节剂，赋予醇酸主链更多的羟基活性基团，降低体系酸值，且pH调节剂引入了更多的羟基，能更好地与各类助剂(包括防锈剂、防冻剂、流平剂、附着力促进剂、防腐杀菌剂、流变助剂和成膜助剂)结合，并添加催干剂及流平剂，通过降低涂膜对水的亲和能力以缩短干燥时间，最大程度发挥漆膜的防锈能力。
本发明还提供了上述技术方案所述的水性醇酸防锈漆的制备方法，本发明的制备方法简单安全，对环境无污染，在金属防护及木器装饰领域具有良好应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的耐盐水浸泡测试实物图；
图2为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的耐水性浸泡测试实物图；
图3为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的附着力测试实物图；
图4为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的耐冲击性能测试实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种水性醇酸防锈漆，由包括以下含量的组分制得：消泡剂0.1～1.0wt％、分散剂0.5～10.0wt％、防锈颜填料20.0～60.0wt％、防沉降剂0.5～20.0wt％、醇酸树脂10.0～30.0wt％、丙烯酸乳液10.0～30.0wt％、pH调节剂0.5～1.0wt％、催干剂1～10.0wt％、防锈剂0.1～0.5wt％、防冻剂0.1～5.0wt％、流平剂0.1～10.0wt％、附着力促进剂0.1～0.5wt％、防腐杀菌剂0.1～5.0wt％、流变助剂0.1～5.0wt％、成膜助剂0.1～10.0wt％和余量的水。
本发明对各原料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括消泡剂0.2～0.8wt％，更优选为0.4～0.6wt％，最优选为0.5wt％。
在本发明中，所述消泡剂优选为聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括分散剂2～9wt％，最优选为3wt％。
在本发明中，所述分散剂优选为丙烯酸类共聚物铵盐和/或丙烯酸类共聚物钠盐。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括防锈颜填料21～36wt％，最优选为28～31wt％。
在本发明中，所述防锈颜填料优选包括钛白粉、重钙粉、滑石粉、磷酸锌、超细硫酸钡和云母片中的一种或多种。当所述防锈颜填料优选为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的种类和质量比没有特殊的限定，采用任意比例的混合物均可。
在本发明中，所述钛白粉、重钙粉、滑石粉、磷酸锌和超细硫酸钡的粒径独立地优选为2000～4000目，所述云母片的粒径独立地优选为200～400目。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括防沉降剂1～10wt％，最优选为3～7wt％。
在本发明中，所述防沉降剂优选包括气相二氧化硅和/或膨润土；所述气相二氧化硅的粒径优选为200～400目；所述膨润土的粒径优选为2000目。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括醇酸树脂15～20wt％，最优选为19wt％。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括丙烯酸乳液11～20wt％，最优选为15wt％。
在本发明中，所述丙烯酸乳液的固含量优选为45～55％。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括pH调节剂1～8wt％，最优选为6wt％。
在本发明中，所述pH调节剂优选包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水、NaOH和二甲基乙醇胺中的一种或多种。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括催干剂1.5～8wt％，进一步优选为2.5～6wt％，最优选为3.5wt％。
在本发明中，所述催干剂优选包括有机锡催干剂和/或复合催干剂。
在本发明中，所述复合催干剂中的活性组分优选包括银、锆、钴、锰、铝、铜和镍中的多种。在本发明的具体实施例中，所述复合催干剂优选为锆类复合催干剂、钴类复合催干剂或锰类复合催干剂。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括防锈剂0.2～0.4wt％。
在本发明中，所述防锈剂优选包括防闪锈剂和/或苯并三氮唑。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括防冻剂0.3～3wt％，进一步优选为1.5～2wt％。
在本发明中，所述防冻剂优选为乙二醇。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括流平剂0.5～8wt％，进一步优选为2.5～6.5wt％，最优选为4.5wt％。
在本发明中，所述流平剂优选为丙二醇。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括附着力促进剂0.2～0.4wt％。
在本发明中，所述附着力促进剂优选为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或多种。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括防腐杀菌剂0.8～3wt％，进一步优选为1wt％。
在本发明中，所述防腐杀菌剂优选为苯并异噻唑啉酮类防腐杀菌剂。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括流变助剂0.2～3wt％，进一步优选为3wt％。
在本发明中，所述流变助剂优选为聚氨酯增稠剂。
本发明的水性醇酸防锈漆优选包括成膜助剂1.3～6.8wt％，进一步优选为2～5wt％。
在本发明中，所述成膜助剂优选为乙二醇叔丁基醚。
本发明还提供了上述技术方案所述的水性醇酸防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
将消泡剂、分散剂、防锈颜填料、防沉降剂和水进行分散，得到颜填料浓缩浆；
将醇酸树脂、丙烯酸乳液、水、pH调节剂和催干剂混合进行乳化，得到混合乳液；
将所述混合乳液、颜填料浓缩浆、防锈剂、防冻剂、流平剂、附着力促进剂、防腐杀菌剂、流变助剂和成膜助剂混合，得到所述水性醇酸防锈漆。
本发明将消泡剂、分散剂、防锈颜填料、防沉降剂和水进行分散，得到颜填料浓缩浆。
在本发明中，所述分散优选包括依次进行的低速搅拌和高速搅拌，所述低速搅拌的速率优选为200～300r/min，所述高速搅拌的速率优选为800～1200r/min。在本发明中，先低速搅拌再高速搅拌，能够防止粉体填料在加入过程产生大量粉尘且部分粉体结块浮于表面的问题，在低速搅拌的状态下使不同密度的填料均匀后，升至高速搅拌能够充分研磨打散粉体，避免了在同一速度加入所有粉体，一方面会导致分散不均，另一方面会延长分散时间的问题。
本发明优选在水中加入消泡剂、分散剂和防锈颜填料后，进行所述低速搅拌，然后再加入所述防沉降剂后进行所述高速搅拌。
本发明将醇酸树脂、丙烯酸乳液、水、pH调节剂和催干剂混合进行乳化，得到混合乳液。
在本发明中，所述乳化优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为400～600r/min。
本发明优选向所述醇酸树脂中加入所述丙烯酸乳液、水、pH调节剂和催干剂。
得到混合乳液和颜填料浓缩浆后，本发明将所述混合乳液、颜填料浓缩浆、防锈剂、防冻剂、流平剂、附着力促进剂、防腐杀菌剂、流变助剂和成膜助剂混合，得到所述水性醇酸防锈漆。
在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为400～600r/min。
本发明优选将所述混合乳液加入到所述颜填料浓缩浆中后，再加入所述防锈剂、防冻剂、流平剂、附着力促进剂、防腐杀菌剂、流变助剂和成膜助剂。
所述混合完成后，本发明优选还包括过滤，所述过滤的筛网优选为200目。
本发明还提供了上述技术方案所述的水性醇酸防锈漆或上述技术方案所述的制备方法制得的水性醇酸防锈漆在金属防护和木器装饰领域中的应用。本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的水性醇酸防锈漆及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1：
一种水性醇酸防锈漆及其制备方法，包括如下步骤：(1)颜填料浓缩浆的制备：4.0wt％水中200r/min加入0.5wt％消泡剂聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂、0.5wt％分散剂丙烯酸类共聚物铵盐、8.0wt％钛白粉、11.0wt％重钙粉、5.0wt％磷酸锌、7.0wt％膨润土后800r/min搅拌分散；(2)混合乳液的制备：在15.0wt％醇酸树脂中加入17.0wt％丙烯酸乳液、4.5wt％水、6.0wt％2-氨基-2-甲基-1-丙醇及1.0wt％锆类复合催干剂中速分散，制得混合乳液；(3)调漆：将混合乳液加到颜填料浓缩浆中，再加入防闪锈剂0.1wt％、防冻剂乙二醇0.3wt％、流平剂丙二醇8.0wt％、KH5700.1wt％、防腐杀菌剂苯并异噻唑啉酮类3.0wt％、流变助剂聚氨酯增稠剂4.0wt％、成膜助剂乙二醇叔丁基醚5.0wt％，500r/min分散至均匀，经200目筛网过滤后得到所述醇酸防锈漆。
实施例2：
一种环保快干水性醇酸防锈漆及其制备方法，包括如下步骤：(1)颜填料浓缩浆的制备：15.7wt％水中300r/min加入1.0wt％消泡剂聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂、2.0wt％分散剂丙烯酸类共聚物铵盐、8.0wt％钛白粉、10.0wt％硫酸钡、3.0wt％云母片、10.0wt％膨润土后1000r/min搅拌分散；(2)混合乳液的制备：在15.0wt％醇酸树脂中加入10.0wt％丙烯酸乳液、8.0wt％水、1.0wt％氨水及2.0wt％锆类复合催干剂中速分散，制得混合乳液；(3)调漆：将混合乳液加到颜填料浓缩浆中，再加入防闪锈剂0.2wt％、防冻剂乙二醇0.1wt％、流平剂丙二醇0.1wt％、KH5700.8wt％、防腐杀菌剂苯并异噻唑啉酮类0.1wt％、流变助剂聚氨酯增稠剂3.0wt％、成膜助剂乙二醇叔丁基醚10.0wt％，400r/min分散至均匀，经200目筛网过滤后得到所述醇酸防锈漆。
实施例3：
一种环保快干水性醇酸防锈漆及其制备方法，包括如下步骤：(1)颜填料浓缩浆的制备：16.0wt％水中300r/min加入0.2wt％消泡剂聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂、5.0wt％分散剂丙烯酸类共聚物铵盐、8.0wt％重钙粉、8.0wt％硫酸钡、5.0wt％滑石粉、4.0wt％云母片、1.0wt％气相二氧化硅后1000r/min搅拌分散；(2)混合乳液的制备：在10.0wt％醇酸树脂中加入20.0wt％丙烯酸乳液、10.0wt％水、0.6wt％2-氨基-2-甲基-1-丙醇及3.7wt％钴类复合催干剂中速分散，制得混合乳液；(3)调漆：将混合乳液加到颜填料浓缩浆中，再加入苯并三氮唑0.4wt％、防冻剂乙二醇2.0wt％、流平剂丙二醇0.5wt％、KH5500.5wt％、防腐杀菌剂苯并异噻唑啉酮类3.0wt％、流变助剂聚氨酯增稠剂0.1wt％、成膜助剂乙二醇叔丁基醚2.0wt％，500r/min分散至均匀，经200目筛网过滤后得到所述醇酸防锈漆。
实施例4：
一种环保快干水性醇酸防锈漆及其制备方法，包括如下步骤：(1)颜填料浓缩浆的制备：3.1wt％水中300r/min加入0.4wt％消泡剂聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂、6.0wt％分散剂丙烯酸类共聚物铵盐、15.0wt％重钙粉、5.0wt％硫酸钡、5.0wt％滑石粉、3.0wt％磷酸锌、3.0wt％气相二氧化硅后900r/min搅拌分散；(2)混合乳液的制备：在17.0wt％醇酸树脂中加入11.0wt％丙烯酸乳液、5.0wt％水、8.0wt％氨水及3.5wt％钴类复合催干剂中速分散，制得混合乳液；(3)调漆：将混合乳液加到颜填料浓缩浆中，再加入苯并三氮唑0.2wt％、防冻剂乙二醇3.0wt％、流平剂丙二醇6.5wt％、KH5500.2wt％、防腐杀菌剂苯并异噻唑啉酮类3.0wt％、流变助剂聚氨酯增稠剂0.1wt％、成膜助剂乙二醇叔丁基醚2.0wt％，600r/min分散至均匀，经200目筛网过滤后得到所述醇酸防锈漆。
实施例5：
一种环保快干水性醇酸防锈漆及其制备方法，包括如下步骤：(1)颜填料浓缩浆的制备：9.6wt％水中300r/min加入0.8wt％消泡剂聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂、3.0wt％分散剂丙烯酸类共聚物铵盐、8.0wt％重钙粉、5.0wt％硫酸钡、5.0wt％滑石粉、5.0wt％云母片、3.0wt％磷酸锌、1.0wt％气相二氧化硅后900r/min搅拌分散；(2)混合乳液的制备：在11.0wt％醇酸树脂中加入24.0wt％丙烯酸乳液、5.0wt％水、1.0wt％NaOH及1.0wt％有机锡催干剂中速分散，制得混合乳液；(3)调漆：将混合乳液加到颜填料浓缩浆中，再加入苯并三氮唑0.1wt％、防冻剂乙二醇5.0wt％、流平剂丙二醇4.5wt％、KH5600.2wt％、防腐杀菌剂苯并异噻唑啉酮类0.8wt％、流变助剂聚氨酯增稠剂0.2wt％、成膜助剂乙二醇叔丁基醚6.8wt％，600r/min分散至均匀，经200目筛网过滤后得到所述醇酸防锈漆。
实施例6：一种环保快干水性醇酸防锈漆及其制备方法，包括如下步骤：(1)颜填料浓缩浆的制备：25.1wt％水中300r/min加入0.6wt％消泡剂聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂、0.8wt％分散剂丙烯酸类共聚物铵盐、6.0wt％重钙粉、15.0wt％硫酸钡、5.0wt％滑石粉、5.0wt％云母片、3.0wt％气相二氧化硅后1200r/min搅拌分散；(2)混合乳液的制备：在15.0wt％醇酸树脂中加入10.5wt％丙烯酸乳液、3.0wt％水、1.0wt％NaOH及3.0wt％锰类复合催干剂中速分散，制得混合乳液；(3)调漆：将混合乳液加到颜填料浓缩浆中，再加入苯并三氮唑0.1wt％、防冻剂乙二醇1.5wt％、流平剂丙二醇2.5wt％、KH5600.4wt％、防腐杀菌剂苯并异噻唑啉酮类1.0wt％、流变助剂聚氨酯增稠剂0.2wt％、成膜助剂乙二醇叔丁基醚1.3wt％，400r/min分散至均匀，经200目筛网过滤后得到所述醇酸防锈漆。
表1为本发明实施例1所制备的水性醇酸防锈漆根据HG/T 4847-2015及HJ 2537-2014中对应的各项性能检测及环保检测结果汇总，说明检测结果均符合国标要求。
表1为本发明实施例1所制备的水性醇酸防锈漆的性能检测结果
Figure BDA0003420769360000091
Figure BDA0003420769360000101
Figure BDA0003420769360000111
图1为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的耐盐水浸泡测试，从图1中可以看出，根据HG/T 4847-2015中4.4.21，醇酸漆样品在浸泡24小时后漆膜完整光滑且无皱纹、起泡、开裂及剥落现象，96小时后漆膜无锈蚀，由此可以证明环保快干水性醇酸防锈漆耐盐水性能良好。
图2为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的耐水性浸泡测试，从图2中可以看出，HG/T 4847-2015中4.4.20，醇酸漆样品在浸泡24小时后漆膜完整光滑且无皱纹、起泡、开裂及剥落现象，且72小时后仍然光滑平整无鼓泡，由此可以证明环保快干水性醇酸防锈漆具有良好的初期耐水性能。
图3为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的附着力测试，从图3中可以看出，根据HG/T 4847-2015中4.4.17划格实验，漆膜划格边缘平滑，格子边缘无剥落现象，附着力为0级。
图4为本发明实施例1所制备水性醇酸防锈漆的耐冲击性能测试，从图4中可以看出，根据HG/T 4847-2015中4.4.16，经冲击仪多点测试，100cm(最大100cm)下落冲击漆膜无裂纹，由此可以证明环保快干水性醇酸防锈漆耐冲击性能良好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水性醇酸防锈漆，其特征在于，由包括以下含量的组分制得：消泡剂0.1～1.0wt％、分散剂0.5～10.0wt％、防锈颜填料20.0～60.0wt％、防沉降剂0.5～20.0wt％、醇酸树脂10.0～30.0wt％、丙烯酸乳液10.0～30.0wt％、pH调节剂0.5～10.0wt％、催干剂1～10.0wt％、防锈剂0.1～0.5wt％、防冻剂0.1～5.0wt％、流平剂0.1～10.0wt％、附着力促进剂0.1～0.5wt％、防腐杀菌剂0.1～5.0wt％、流变助剂0.1～5.0wt％、成膜助剂0.1～10.0wt％和余量的水。
2.根据权利要求1所述的水性醇酸防锈漆，其特征在于，所述pH调节剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水、NaOH和二甲基乙醇胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的水性醇酸防锈漆，其特征在于，所述催干剂包括有机锡催干剂和/或复合催干剂。
4.根据权利要求3所述的水性醇酸防锈漆，其特征在于，所述复合催干剂中的活性组分包括银、锆、钴、锰、铝、铜和镍中的多种。
5.根据权利要求1所述的水性醇酸防锈漆，其特征在于，所述流平剂包括丙二醇。
6.根据权利要求1所述的水性醇酸防锈漆，其特征在于，所述丙烯酸乳液的固含量为45～55％。
7.权利要求1～6任一项所述的水性醇酸防锈漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将消泡剂、分散剂、防锈颜填料、防沉降剂和水进行分散，得到颜填料浓缩浆；
将醇酸树脂、丙烯酸乳液、水、pH调节剂和催干剂混合进行乳化，得到混合乳液；
将所述混合乳液、颜填料浓缩浆、防锈剂、防冻剂、流平剂、附着力促进剂、防腐杀菌剂、流变助剂和成膜助剂混合，得到所述水性醇酸防锈漆。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述分散包括依次进行的低速搅拌和高速搅拌，所述低速搅拌的速率为200～300r/min，所述高速搅拌的速率为800～1200r/min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述乳化在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为400～600r/min。
10.权利要求1～6任一项所述的水性醇酸防锈漆或权利要求7～9任一项所述的制备方法制得的水性醇酸防锈漆在金属防护和木器装饰领域中的应用。
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