CN114773970A - 一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆及其制备方法，水性高体积固含钢结构常温防腐漆包括以下重量份的组分：水性丙烯酸改性醇酸树脂35‑50份、附着力促进剂0.5‑1份、消泡剂0.5‑1份、防沉触变剂1‑5份、分散剂1.5～3份、增稠剂0.5‑1份、闪锈抑制剂0.5‑1份、颜填料30‑40份、去离子水20‑25份。本发明提供一种用于钢构等金属制品的涂装与防锈保护的底面合一水性自干防腐涂料体系，可实现高压无气喷涂一次性厚涂，解决了水性自干单涂层耐腐蚀差的问题，具有优异的保光保色性、耐候性以及快干、高硬度等优点；制备方法不需增加新的设备，不需单独烘烤，可提高生产效率，降低涂装成本，漆膜外观良好；配方简单合理，制备工艺安全可靠，制备方法简单，易于操作。

Description

一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料制备技术领域，尤其涉及一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆及其制备方法。

背景技术

国内大型钢结构表面的防护涂装现在仍然处于比较落后的原始阶段，其涂装给空气污染造成了很大的影响。随着人们环保意识的增强、限制挥发性有机化合物 VOC排放量的法律法规的日益严格以及石油能源的匮乏，迫使我国的涂料工业向环保化和集约化方向发展。由于水性涂料的可行性、成本和环境的可接受性等原因，其在整个涂料工业中的地位越来越重要。醇酸树脂是涂料工业中产量大、用途广的合成树脂，其原料来源丰富、品种多、用途广、性能好、价格便宜，具有得天独厚的优势，水性醇酸树脂的制备研究已经受到颇多的关注。水性醇酸树脂虽然成膜性能好，漆膜光泽度高，但干燥慢、漆膜硬度低、耐水性和耐候性较差的特点。水性自干单涂层防腐涂料耐腐蚀差。所以，研制使用寿命长、安全无毒、节能环保、施工方便、适用范围广的水性防腐涂料是十分必要的。

发明内容

本发明针对上述的现有技术存在的问题，提供一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆及其制备方法，以解决现有的技术问题。

本发明具体的技术方案如下：

一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸改性醇酸树脂35-50份、附着力促进剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份、防沉触变剂1-5份、分散剂1.5～3份、增稠剂0.5-1份、闪锈抑制剂0.5-1份、颜填料30-40份、去离子水20-25份；

所述水性丙烯酸改性醇酸树脂是由丙烯酸预聚物与植物油酸、苯甲酸、三羟甲基丙烷和间苯二甲酸进行反应制得；所述丙烯酸预聚物是由丙烯酸酯、和甲基丙烯酸反应制得。

本发明采用上述技术特征具有如下技术效果：

丙烯酸树脂具有色浅、耐候、耐光、耐热，耐腐蚀性好、保色保光性强的特点。在本发明中，采用丙烯酸预聚物与干性植物油酸、三羟甲基丙烷和间苯二甲酸等进行反应，制得水性丙烯酸改性醇酸树脂，制备的水性丙烯酸改性醇酸树脂具有以下优点：(1)较高的机械稳定性和优异的颜料润湿性； (2)较高的光泽和优异的附着力；(3)VOC含量小于110g/L，满足环保要求；(4)干燥快，适用于自干型或烘烤型工业漆；(5)具有良好的耐水性和耐盐雾性；(6)优异的抗冻融稳定性和贮存稳定性；(7)与其他水性树脂，特别是与丙烯酸乳液有良好的相溶性。

在本发明中，分散剂主要将水性涂料中需要分散开的粒子进行表面的分散，使其具有更加好的稳定性；第二分散剂提高水性涂料的光泽度，使水性涂料表面的平整度提高，保持一定的平稳，使阳光照射到墙面上时，水性涂料就会散发出很好的光泽度；第三分散剂预防水性涂料表面的颜色变花，如果分散剂使用的不好会出现颜色发花的现象；第四分散剂将涂料的粘度降低，可以增加颜料的添加量；第五分散剂增加水性涂料的稳定性，如果分散剂的强度不够，就会破坏水性涂料的稳定性，然而这从表面是不容易被看出来的；第六分散剂增加水性涂料的颜色透明度和饱和度，并且让水性涂料的遮盖能力加强。

涂料在产和使用过程中容易产生气泡，大量的气泡不利于涂料生产的顺利进行和涂料涂装时的涂膜效果和性能，这时就需要加入涂料消泡剂来消泡。在本发明中，消泡剂主要有两个作用：抑制气泡的产生；加速已产生的气泡的破灭；这样就可以达到消泡的作用。

颜料是涂料色漆生产中不可缺少的成分之一。在本发明中，颜料作用除了为涂膜提供色彩装饰外，还可以为涂料提供更多的物理和化学性能的改善，如遮盖性、耐光性、耐候性、耐温性、耐化学药品性、光泽及机械强度等。如在涂料中使用功能性颜料可以赋予涂料特殊性能，如特种装饰效果、防腐、防火、导电、抗静电、示温等特种功能。

在本发明中，防沉触变剂赋予涂料良好的触变特性。在高速剪切速率的作用下，外力大于防沉触变剂的触变值的屈服值，弱交联结构作用被破坏，涂料粘度很低，流动性提高使涂料易于施工；在撤去剪切力后，又恢复弱交联作用，粘度以适当的滞后性回升，使之具有良好的流平性和抗流挂性，最终涂料将恢复到原来的触变状态，防止已分散颜填料颗粒的沉降凝结。

附着力促进剂是一种表面活性剂，具有良好的性能，尤其是它的优良的附着力、胶着力和键结力是其他一些传统解决方法所无法比拟的，能够适用于多种涂料体系。在本发明中，附着力促进剂提高树脂与各种基材的结合力等。

在本发明中，涂料增稠剂是一种流变化学添加剂，增加涂料产品的稠度，控制流体产品的精确特性，改善流动性和流平，使涂料在喷涂垂直物体的表面时，要防止涂料流挂，如垂直的墙壁或角落可以很好地喷涂，应用更均匀，颜色更饱满，并且不会影响下一步的工序。增稠剂可以使涂料稳定的储存，增稠剂与涂料的各种添加剂共存，具有稳定的化学性能，不会变薄和分层，还可以防止涂料沉淀；将涂料添加到涂料增稠剂中后，粘度增加，可以防止分散的涂料颗粒在储存过程中聚集和沉淀。增稠剂控制涂料的流动性，添加涂料增稠剂可以延长涂料的成膜时间，减少辊涂或刷涂过程中的滴落和飞溅，从而达到涂膜流平的作用。

在本发明中，该水性高体积固含钢结构常温防腐漆应用在金属表面，干燥过程中由于有水和氧的存在，容易发生腐蚀，即称之为闪锈，特别是在高碳钢或者铸铁件上。由于闪锈现象也是电化学作用产生的，也是原电池原理，一般来讲闪锈抑制剂的作用机理与涂料长效防腐蚀机理是一致的，在水存在的条件下能减慢原电池反应。

本方案提供了一种用于钢构等金属制品的涂装与防锈保护的底面合一水性自干防腐涂料体系，可实现高压无气喷涂一次性厚涂，解决了水性自干单涂层耐腐蚀差的问题，还具有优异的保光保色性、耐候性以及快干、高硬度等优点。

本技术方案还可以做如下改进：

进一步地，所述丙烯酸预聚物的制备方法，将溶剂乙二醇叔丁醚加热至 140℃，经6～8h连续滴加入单体混合物；滴加完毕后，保温反应2～3h，即得到丙烯酸预聚物；所述单体混合物由丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸与引发剂组成，所述丙烯酸酯单体、所述甲基丙烯酸与所述引发剂的质量比为 (75-80)：(15-20)：(0.8-1.5)，所选用的引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯 (TBPB)或过氧化二特丁基醚(DTBP)的一种，优选过氧化二特丁基醚 (DTBP)。

优选的，甲基丙烯酸在丙烯酸预聚物中的含量为20％。

进一步地，所述水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应烧瓶中，按重量份依次加入植物油酸25份、三羟甲基丙烷 25份、间苯二甲酸15份、苯甲酸35份和催化剂0.3份，开始升温；所述催化剂为单丁基氧化锡；

(2)当升温至80～120℃时，物料融化，开始搅拌；

(3)继续升温至200～220℃，并保持在该温度下反应，至酸值为 5～15mgKOH/g后降温；

(4)当温度降至140～180℃时，加入丙烯酸预聚物20份，继续升温至 180～200℃，并保持在该温度下反应至酸值为35～45mgKOH/g后降温；

(5)当温度降至80～180℃时，加入助溶剂20份，继续降温至60～80℃，滴加氨水调整PH值＝8-9，然后在1～2h内滴完去离子水100份，搅拌 10～20min，即得到水性丙烯酸改性醇酸树脂；所述助溶剂为乙二醇叔丁醚或 N-甲基吡咯烷酮，优选乙二醇叔丁醚；

进一步地，植物油酸中亚油酸与豆油酸按1∶4比例混合。

本发明还涉及上述水性高体积固含钢结构常温防腐漆的制备方法，其制备步骤为：

(1)按照配方量，先将去离子水加入备料罐中，开启低速300r/min以下搅拌，在搅拌作用下依次加入分散剂、消泡剂、颜填料；

(2)加入完毕后转速提高至800-1000r/min，搅拌20-30分钟；

(3)搅拌分散均匀后，把浆料输送至卧式砂磨机进行研磨浆料细度至 50μm以下，研磨过程中控制温度≤50℃；

(4)在搅拌状态下加入水性丙烯酸改性醇酸树脂，搅拌10分钟；

(6)再依次加入防沉触变剂、附着力促进剂、增稠剂、闪锈抑制剂，转速500-800r/min搅拌20-30分钟，制得涂料成品。

本发明采用上述技术特征具有如下技术效果：

在此制备方法中，使涂料助剂添加时充分分散(分散至所需的细度)或溶解，添加过程注意高浓度的前稀释以及涂料助剂的添加顺序，其次考虑在涂料配置阶段添加的便利性与安全性。此制备方法不需增加新的设备，不需单独烘烤，可提高生产效率，降低涂装成本，漆膜外观良好，且本发明的配方简单合理，制备工艺安全可靠，制备方法简单，易于操作。

本发明一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆及其制备方法的制备方法，提供一种用于钢构等金属制品的涂装与防锈保护的底面合一水性自干防腐涂料体系，可实现高压无气喷涂一次性厚涂，解决了水性自干单涂层耐腐蚀差的问题，还具有优异的保光保色性、耐候性以及快干、高硬度等优点。其制备方法不需增加新的设备，不需单独烘烤，可提高生产效率，降低涂装成本，漆膜外观良好，且本发明的配方简单合理，制备工艺安全可靠，制备方法简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明丙烯酸预聚物的红外光谱图；

图2为本发明水性丙烯酸改性醇酸树脂粒径分布图。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

1、水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备

1.1原材料

丙烯酸、甲基丙烯酸、单丁基氧化锡、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、过氧化苯甲酰(BPO)(75％)、过氧化二特丁基醚(DTBP)、过氧化二特丁基醚(DTBP)亚麻油酸、亚油酸、脱水蓖麻油酸、异丙醇、仲丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、N-甲基吡咯烷酮、三羟甲基丙烷、苯甲酸、氨水(25％) 和乙二醇丁醚为工业级试剂；间苯二甲酸为化学纯试剂。

1.2试验设备

试验设备及用途见表1：

表1试验设备及用途

1.3合成工艺

丙烯酸预聚物的制备：

在配有球形冷凝管、电子搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和电子控温电热套的1000ml的四口烧瓶中加入40ml乙二醇叔丁醚溶剂，加热至140℃；经6～8h连续滴加入由丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸与引发剂组成单体混合物 60ml；滴加完毕后，保温反应2～3h，即得到丙烯酸预聚物，所述单体混合物中丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸与引发剂的质量比为(75-80)：(15-20)： (0.8-1.5)，所选用的引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化苯甲酸叔丁酯 (TBPB)或过氧化二特丁基醚(DTBP)中的一种。得到的丙烯酸预聚物的技术指标见表2：

表2丙烯酸预聚物的技术指标

水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备：

在另一配有冷凝管、油水分离器、电子搅拌器、温度计和电热套的1000ml 的四口烧瓶中依次加入植物油酸25份、三羟甲基丙烷25份、间苯二甲酸15 份、苯甲酸35份、和催化剂0.3份，开始升温；当升温至80～120℃时，物料融化，开始搅拌；继续升温至200～220℃，并保持在该温度下反应，至酸值为5～15mgKOH/g后降温；当温度降至140～180℃时，加入丙烯酸预聚物 20份，继续升温至180～200℃，并保持在该温度下反应至酸值为 35～45mgKOH/g后降温；当温度降至80～180℃时，加入助溶剂20份(异丙醇、仲丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚或N-甲基吡咯烷酮)，继续降温至60～80℃，滴加氨水中和至PH值8-9，然后在1～2h内滴完去离子水100份，搅拌10～20min，即得到水性丙烯酸改性醇酸树脂。得到水性丙烯酸改性醇酸树脂的技术指标见表3。

表3丙烯酸预聚物的技术指标表

1.4丙烯酸预聚物及水性丙烯酸改性醇酸树脂的表征

采用AVATAR360红外光谱仪测定丙烯酸预聚物的红外光谱，结果见图 1。由图1可见，2928cm^-1、2855cm^-1处为-CH₂-上C-H键的伸缩振动峰； 1731cm^-1处为C＝O的伸缩振动峰；1603cm^-1处为-C＝C-C＝C-共轭双键中C＝C 键的伸缩振动峰；1453cm^-1处为-COO-CH2-中-CH2的对称变角振动峰； 1386cm^-1处为叔碳基的对称变角振动峰；1239cm^-1、1024cm^-1、842cm^-1处为叔碳基的骨骼振动峰；1150cm^-1、758cm^-1、702cm^-1处为取代苯环上C-H键的面外变角振动峰，说明合成了丙烯酸预聚物。

将水性丙烯酸改性醇酸树脂用去离子水稀释成10％的乳液，用马尔文MS200型激光粒度分析仪测定其粒径及粒径分布，结果见图2，由图2可知，该乳液的平均粒径为109nm。

2.结果与讨论

2.1烯丙基亲水性单体的选择

烯丙基亲水性单体的作用主要是在水性丙烯酸改性醇酸树脂中引入亲水的羧基(-COOH)官能团，用氨或(胺)中和后，可以使树脂分散于水中。可供选择的单体主要有丙烯酸和甲基丙烯酸。通过试验发现，用丙烯酸制备的水性丙烯酸改性醇酸树脂易发生凝胶，而用甲基丙烯酸制备的水性丙烯酸改性醇酸树脂合成较容易，且很少发生凝胶现象。

2.2甲基丙烯酸的用量对改性醇酸树脂性能的影响

由于甲基丙烯酸分子结构上甲基的位阻效应，使其羧基在酯化反应时得以保留，确保树脂有一定量的羧基而具有水分散性，甲基丙烯酸的用量对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响见表4：

表4甲基丙烯酸用量对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响

由表4可见，甲基丙烯酸用量较大时，树脂容易在水中分散，乳液的黏度大，固含量低，乳液稳定性好，但涂膜耐水性变差；甲基丙烯酸用量过少时，树脂在水中分散困难，乳液的黏度大，固含量低，乳液稳定性变差，而涂膜耐水性有所提高。经过试验，确定甲基丙烯酸在丙烯酸预聚物中的含量为20％时，改性醇酸树脂的综合性能较佳。

2.3引发剂的选择

分别以过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、过氧化二特丁基醚(DTBP)等为引发剂，研究了不同引发剂对丙烯酸预聚物性能的影响，结果见表5：

表5不同引发剂对丙烯酸预聚物性能的影响

由表5可见，用DTBP作引发剂，制备的丙烯酸预聚物转化率高，隔夜无分层现象，制成乳液后乳液中无颗粒物。

2.4脂肪酸和油度对改性醇酸树脂性能的影响

分别选取了3种脂肪酸，即亚油酸、豆油酸或脱水蓖麻油酸进行比较，结果见表6：

表6不同植物油酸类型对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响

由表6可见，亚油酸制备的树脂干性好、干燥快、硬度高，但颜色较深，且价格较贵；豆油酸制备的树脂干性较好、颜色较浅、价格便宜；脱水蓖麻油酸制备的树脂干性好、颜色浅，但价格昂贵。综合考虑，选择亚油酸与豆油酸按照1∶4的比例拼用。

油度对涂膜的硬度、干燥速度有较大的影响，试验结果见表7：

表7不同植物油酸百分量对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响

由表7可见，油度越短，涂膜干燥越快、硬度越高，但涂膜柔韧性和耐冲击性变差；油度越长，涂膜干燥速度变慢、硬度变低，但涂膜柔韧性和耐冲击性变好，综合考虑，植物油酸以40％左右为宜。

2.5多元醇的选择

在合成水性丙烯酸改性醇酸树脂的过程中，三羟甲基丙烷是首选的多元醇单体。理由如下：三羟甲基丙烷有3个伯羟基和1个烷基支链，伯羟基反应活性大，且反应平稳；烷基支链可以减少3个伯羟基之间的作用力，改进树脂和助溶剂间的混溶性，使水性丙烯酸改性醇酸树脂的水分散性得到明显改善，并在一定程度上降低水性丙烯酸改性醇酸树脂的黏度，同时提高了水性丙烯酸改性醇酸树脂涂膜的硬度；由于烷基支链对酯基起屏蔽作用，隔离了水分子的进攻，使得三羟甲基丙烷制备的水性丙烯酸改性醇酸树脂的水解稳定性及涂膜的耐化学介质性明显提高。

2.6多元酸的选择

本研究中多元酸选择间苯二甲酸，而不选择邻苯二甲酸酐。因为在采用邻苯二甲酸酐合成水性丙烯酸改性醇酸树脂时，由于邻苯二甲酸酐的邻位效应，容易生成一部分内酯，使树脂中存有一定数量的低分子树脂，因此，生成的醇酸树脂相对分子质量较低，硬度较低，且水解稳定性较差。采用间苯二甲酸制备的醇酸树脂不存在邻位效应，可提高树脂的相对分子质量，具有良好的耐水解性。但是间苯二甲酸的酯化反应没有邻苯二甲酸酐容易，必须选择活性较高的催化剂。

2.7不同醇超量和酸值对改性醇酸树脂性能的影响

过高的醇超量可以提高醇酸树脂酯化反应的速率，提高树脂的水分散性，但醇酸树脂的相对分子质量变低，涂膜的干性和硬度变差，且容易发黏；醇超量过低时，在合成醇酸树脂的过程中容易发生凝胶。一般将醇超量控制在1.08～1.15范围内为宜。水性丙烯酸改性醇酸树脂的水分散性主要是靠树脂中的亲水基团(-COOH)与氨中和成盐。树脂水分散性的难易取决于其酸值和相对分子质量的高低。酸值过高，会造成树脂相对分子质量过低且树脂结构中亲水基团过多，使涂膜的耐水性下降；酸值过低，则会使树脂的水分散性变差。不同酸值对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响见表8：

表8不同酸值对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响

由表8可见，为了使树脂具有较好的综合性能，树脂的酸值一般控制在 35～45mgKOH/g为宜。

2.8助溶剂的选择

在水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备过程中一般需要加入一定量的助溶剂，主要有两方面原因：(1)降低醇酸树脂在降温后的黏度，便于水性化工序操作；(2)使醇酸树脂更易分散于水中，提高醇酸树脂分散体的稳定性。实践表明，助溶剂的加入对涂料性能及涂膜性能的影响都很大，选用溶解性较强、挥发性较快的助溶剂可使体系的稳定性、涂膜的干燥速度、光泽、丰满度等性能达到最佳，不同助溶剂对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响见表9：

表9不同助溶剂对水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的影响

由表9可见，乙二醇丁醚和N-甲基吡咯烷酮的效果最好，考虑到成本和毒性，本研究最终选择乙二醇丁醚作为助溶剂。

综上所述，在水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备过程中，首先制得高酸值的丙烯酸预聚物；然后将丙烯酸预聚物与三羟甲基丙烷、脂肪酸、多元酸等进行酯化反应；最后进行中和稀释，制得了性能优异的水性丙烯酸改性醇酸树脂。试验过程中，对原料及其配比进行了优选，对影响水性丙烯酸改性醇酸树脂性能的诸多因素进行了探讨。试验结果表明：以甲基丙烯酸作为烯丙基系水性本体，其在丙烯酸预聚物中的加量为20％，以过氧化二特丁基醚 (DTBP)为引发剂，亚油酸与豆油酸按1∶4比例拼用，植物油酸为40％，以三羟甲基丙烷为多元醇单体，以间苯二甲酸为多元酸，醇超量控制在 1.08～1.15，树脂酸值控制在35～45mgKOH/g，以乙醇丁醚作为助溶剂时，所得树脂的综合性能最佳。采用以上是使所得树脂的综合性能最佳的方案，制备水性丙烯酸改性醇酸树脂若干备用，来完成一下实施例的制备。

实施例1：

一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸改性醇酸树脂35份、附着力促进剂0.5份、消泡剂0.5份、防沉触变剂1份、分散剂1.5份、增稠剂0.5份、闪锈抑制剂0.5份、颜填料30份、去离子水20份。

上述水性高体积固含钢结构常温防腐漆的制备方法，其制备步骤为：

(1)按照配方量，先将去离子水加入备料罐中，开启低速300r/min搅拌，在搅拌作用下依次加入分散剂、消泡剂、颜填料；

(2)加入完毕后转速提高至900r/min，搅拌25分钟；

(3)搅拌分散均匀后，把浆料输送至卧式砂磨机进行研磨浆料细度至 50μm以下，研磨过程中控制温度≤50℃；

(4)在搅拌状态下加入水性丙烯酸改性醇酸树脂，搅拌10分钟；

(6)再依次加入防沉触变剂、附着力促进剂、增稠剂、闪锈抑制剂，转速700r/min搅拌25分钟，制得涂料成品。

实施例2：

一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸改性醇酸树脂40份、分散剂2份、消泡剂0.7份、颜填料35份、防沉触变剂3份、附着力促进剂0.8份、增稠剂0.7份、闪锈抑制剂0.8份、去离子水22份。

上述水性高体积固含钢结构常温防腐漆的制备方法，其制备步骤为：

(1)按照配方量，先将去离子水加入备料罐中，开启低速200r/min搅拌，在搅拌作用下依次加入分散剂、消泡剂、颜填料；

(2)加入完毕后转速提高至800r/min，搅拌20分钟；

(3)搅拌分散均匀后，把浆料输送至卧式砂磨机进行研磨浆料细度至 50μm以下，研磨过程中控制温度≤50℃；

(4)在搅拌状态下加入水性丙烯酸改性醇酸树脂，搅拌10分钟；

(6)再依次加入防沉触变剂、附着力促进剂、增稠剂、闪锈抑制剂，转速800r/min搅拌20分钟，制得涂料成品。

实施例3：

一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸改性醇酸树脂50份、附着力促进剂1份、消泡剂1份、防沉触变剂5 份、分散剂3份、增稠剂1份、闪锈抑制剂1份、颜填料40份、去离子水 25份。

上述水性高体积固含钢结构常温防腐漆的制备方法，其制备步骤为：

(1)按照配方量，先将去离子水加入备料罐中，开启低速300r/min搅拌，在搅拌作用下依次加入分散剂、消泡剂、颜填料；

(2)加入完毕后转速提高至1000r/min，搅拌20分钟；

(3)搅拌分散均匀后，把浆料输送至卧式砂磨机进行研磨浆料细度至 50μm以下，研磨过程中控制温度≤50℃；

(4)在搅拌状态下加入水性丙烯酸改性醇酸树脂，搅拌10分钟；

(6)再依次加入防沉触变剂、附着力促进剂、增稠剂、闪锈抑制剂，转速500r/min搅拌30分钟，制得涂料成品。

湿膜法比例计算，根据“不挥发物体积分数”的定义，干膜与湿膜的比值即为体积固含，可作为一种快速检测手段。实验室采用100μm的湿膜涂布器制备湿膜，干燥后测试干膜厚度，实施例1-3所得干膜厚度分别为55μm、 60μm、65μm，根据结果数据可以看出，体积固含≥40％，一次成膜厚度≥50μm，完全符合高体积固含的标准要求。其检测结果如下：

在实际使用中，可采用高压无气喷涂在垂直放置的金属平板上，放置直至漆膜干透，一次喷涂漆膜均可达到了60μm以上。

综上所述，本发明提供了一种用于钢构等金属制品的涂装与防锈保护的底面合一水性自干防腐涂料体系，可采用高压无气喷涂，一次性干膜厚度达到60μm以上，可以根据需要进行多次喷涂，干膜厚度达到300μm以上，立着放置直至漆膜干透，未发现漆膜任何漆膜弊病，没有流挂现象，漆膜外观良好；还具有优异的保光保色性、耐候性以及快干、高硬度等优点，其耐腐蚀性好，解决了水性自干单涂层耐腐蚀差的问题。其制备方法不需增加新的设备，不需单独烘烤，可提高生产效率，降低涂装成本。本发明的配方简单合理，制备工艺安全可靠，制备方法简单，易于操作。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，包括以下重量份的组分：水性丙烯酸改性醇酸树脂35-50份、附着力促进剂0.5-1份、消泡剂0.5-1份、防沉触变剂1-5份、分散剂1.5～3份、增稠剂0.5-1份、闪锈抑制剂0.5-1份、颜填料30-40份、去离子水20-25份；

所述水性丙烯酸改性醇酸树脂是由丙烯酸预聚物与植物油酸、苯甲酸、三羟甲基丙烷和间苯二甲酸进行反应制得；所述丙烯酸预聚物是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸反应制得。

2.根据权利要求1所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述丙烯酸预聚物的制备方法，将溶剂加热至140℃，经6～8h连续滴加入单体混合物；滴加完毕后，保温反应2～3h，即得到丙烯酸预聚物；所述单体混合物由丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸与引发剂组成。

3.根据权利要求2所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述溶剂为乙二醇叔丁醚。

4.根据权利要求2所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述丙烯酸酯单体、所述甲基丙烯酸与所述引发剂的质量比为(75-80)：(15-20)：(0.8-1.5)。

5.根据权利要求2所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)或过氧化二特丁基醚(DTBP)的一种。

6.根据权利要求1所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应烧瓶中，按重量份依次加入植物油酸25份、三羟甲基丙烷25份、间苯二甲酸15份、苯甲酸35份和催化剂0.3，开始升温；

(2)当升温至80～120℃时，物料融化，开始搅拌；

(3)继续升温至200～220℃，并保持在该温度下反应，至酸值为5～15mgKOH/g后降温；

(4)当温度降至140～180℃时，加入丙烯酸预聚物20份，继续升温至180～200℃，并保持在该温度下反应至酸值为35～45mgKOH/g后降温；

(5)当温度降至80～180℃时，加入助溶剂20份，继续降温至60～80℃，滴加氨水至PH值＝8-9，然后在1～2h内滴完去离子水100份，搅拌10～20min，即得到水性丙烯酸改性醇酸树脂。

7.根据权利要求6所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述催化剂为单丁基氧化锡。

8.根据权利要求6所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇叔丁醚或N-甲基吡咯烷酮。

9.根据权利要求1所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆，其特征在于，所述植物油酸为亚油酸与豆油酸按1∶4比例混合。

10.权利要求1-9任一项所述的水性高体积固含钢结构常温防腐漆的制备方法，其特征在于，其制备步骤为：

(1)按照配方量，先将去离子水加入备料罐中，开启低速300r/min以下搅拌，在搅拌作用下依次加入分散剂、消泡剂、颜填料；

(2)加入完毕后转速提高至800-1000r/min，搅拌20-30分钟；

(3)搅拌分散均匀后，把浆料输送至卧式砂磨机进行研磨浆料细度至50μm以下，研磨过程中控制温度≤50℃；

(4)在搅拌状态下加入水性丙烯酸改性醇酸树脂，搅拌10分钟；

(6)再依次加入防沉触变剂、附着力促进剂、增稠剂、闪锈抑制剂，转速500-800r/min搅拌20-30分钟，制得涂料成品。

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