CN114874663B - 一种机械钻头临时防护水性涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械钻头临时防护水性涂料及其制备方法，属于涂料领域。所述机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂60～70份、成膜助剂5～9份、消泡剂a 0.1～0.2份、聚氨酯增稠剂0.5～1份、水性定向蜡1～3份、氨中和剂1～2份、三聚磷酸铝水浆10～20份、颜料5～6份、基材润湿剂0.2～0.5份；所述水性单组份丙烯酸树脂为丙烯酸/苯乙烯共聚物乳液、纯丙烯酸乳液中的至少一种。本发明公开的水性涂料，对环境友好，且具有优异的速干和耐水耐湿性能。

Description

一种机械钻头临时防护水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种机械钻头临时防护水性涂料及其制备方法。
背景技术
在工程机械行业，目前溶剂型涂料的应用非常广。但溶剂型涂料含有大量苯，甲苯，二甲苯，丁酯等有机挥发性溶剂，其挥发性有机化合物(VOC)排放巨大，对环境影响恶劣，相对水性涂料，溶剂型涂料对施工工人产生健康威胁。而且溶剂型涂料的指触干时间偏长，影响施工效率。
水性涂料的使用能够大大降低有机化合物的排放，目前水性涂料中水性丙烯酸涂料的应用广泛，但是水性丙烯酸涂料防锈性差，干燥时间长，耐水性不如溶剂型涂料。因此，如何提高水性丙烯酸涂料的干燥速度、耐水耐湿性能成为目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种对环境友好，指触干时间短，性能优良的机械钻头临时防护水性涂料及其制备方法。
本发明是通过下述技术方案进行实现的：
本发明提供一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂60～70份、成膜助剂5～9份、消泡剂a 0.1～0.2份、聚氨酯增稠剂0.5～1份、水性定向蜡1～3份、氨中和剂1～2份、三聚磷酸铝水浆10～20份、颜料5～6份、基材润湿剂0.2～0.5份；所述水性单组份丙烯酸树脂为丙烯酸/苯乙烯共聚物乳液、纯丙烯酸乳液中的至少一种。
本发明技术方案选择具有轻防腐功能的水性单组份丙烯酸树脂作为成膜物质，其具有快干性，初期耐水耐盐雾好，珠光排列效果优良的特点；再通过与其他添加剂配比，使得本发明的水性涂料在短时间内达到表干，且具有较好的耐水耐湿性能，同时本发明的水性涂料能够大大降低挥发性有机物的挥发，对环境友好。
优选地，按重量份计，所述水性速干防护涂料还包括去离子水4～6份；所述去离子水为反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合制取的去离子水，导电率为1μs/cm～10μs/cm。
优选地，所述单组份水性丙烯酸树脂的牌号为DSM XK-D620、XK82、XK85。
作为本发明所述机械钻头临时防护水性涂料的优选实施方式，所述三聚磷酸铝水浆按质量百分比计包括：三聚磷酸铝40％～50％、分散剂1％～5％、消泡剂b 0.1％～0.5％、杀菌剂0.1％～0.2％、二丙二醇丁醚2％～3％、膨润土0.2％～0.3％，余量为去离子水。本发明的水性涂料中采用三聚磷酸铝作为防锈颜料，对比一般轻、重防腐涂料通常选用的锶铬黄防锈颜料，三聚磷酸铝不含有重金属，不会污染水源，具有环境友好的优点。
作为本发明所述机械钻头临时防护水性涂料的优选实施方式，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的至少一种。
作为本发明所述机械钻头临时防护水性涂料的优选实施方式，所述消泡剂a为聚合物消泡剂，所述聚合物消泡剂为聚醚改性二甲基硅氧烷、炔二醇中的至少一种；本发明的水性涂料中采用上述消泡剂a，既可以消除涂料生产过程中产生的机械泡沫，又避免了在施工时，漆膜表面产生缩孔。优选地，所述消泡剂a的牌号为BYK011、BYK024、BYK028、SURFNOL104；所述聚氨酯增稠剂为聚醚改性聚氨酯增稠剂、非离子型聚氨酯增稠剂中的至少一种，优选地，所述聚氨酯增稠剂的牌号为德谦299、德谦FX1010、tego3030、tego3060；
优选地，所述水性定向蜡为聚乙烯蜡；本发明的水性涂料中采用聚乙烯蜡作为涂料中珠光颜料排列的定向助剂，能够使涂料中珠光颜料定向排列均匀，且与水性涂料中常用的定向剂水性聚酰胺蜡和水性无机膨润土相比，聚乙烯蜡使用工艺简单，不需要进行预分散，对漆膜的耐水性能也没有负面影响。优选地，所述水性定向蜡的牌号为BYK8421。
作为本发明所述机械钻头临时防护水性涂料的优选实施方式，所述氨中和剂为N-N二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种，优选地，所述氨中和剂的牌号为陶氏AMP95、德谦DMAE；所述基材润湿剂为聚醚改性硅氧烷、非离子表面活性剂中的至少一种，优选地，所述基材润湿剂的牌号为BYK346、TEGO270、TEGO500。
作为本发明所述机械钻头临时防护水性涂料的优选实施方式，所述消泡剂b为有机改性聚氧硅烷、聚醚改性二甲基硅氧烷中的至少一种，优选地，所述消泡剂的牌号为BYK028。
优选地，所述分散剂为有机分散剂，优选地，所述分散剂的牌号为BYK190。
优选地，所述杀菌剂为1-2苯并异噻唑啉-3-酮，优选地，所述杀菌剂的牌号为陶氏BIT-20。
优选地，所述三聚磷酸铝为广西新晶科技有限公司的APW-II；优选地，所述膨润土的牌号为海明斯BENTONE LT。
本发明还提供了上述机械钻头临时防护水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所述重量份配比将水性单组份丙烯酸树脂溶解搅拌；持续搅拌下，依次加入成膜助剂、消泡剂a、聚氨酯增稠剂、水性定向蜡、氨中和剂，搅拌至分散均匀，得浆液；
(2)将所述三聚磷酸铝水浆加入步骤(1)所得浆液中；再加入所述颜料、基材润湿剂，搅拌均匀，即成。
作为本发明所述机械钻头临时防护水性涂料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，所述浆液的刮细度≤15μm；所述步骤(2)中，所述搅拌的速度为400-600r/min，时间为15-25分钟。
作为本发明所述机械钻头临时防护水性涂料的制备方法的优选实施方式，所述三聚磷酸铝水浆的细度≤15μm。
本发明的有益效果在于：与溶剂型涂料相比，本发明提供的水性速干防护涂料大大降低了有机化合物的挥发，对环境友好，且具有优异速干性能以及耐水耐湿性能。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
以下实施例和对比例中，所述消泡剂a为德国毕克的消泡剂BYK011。
所述聚氨酯增稠剂为海明斯德谦公司的RHEOLATE 299。
所述水性定向蜡为德国毕克的BYK8421。
所述氨中和剂为海明斯德谦公司的DMAE。
所述基材润湿剂为德国毕克的润湿剂BYK346。
所述颜料为市售黄色珠光颜料。
所述三聚磷酸铝水浆，包括以下质量百分比的组分：广西新晶科技有限公司的APW-II三聚磷酸铝48％、德国毕克的BYK190分散剂2％、德国毕克的BYK028消泡剂b 0.2％、陶氏公司的BIT-20杀菌剂0.1％、二丙二醇丁醚3％、海明斯德谦公司的BENTONE LT膨润土0.2％、去离子水46.5％。
实施例1
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂64份、去离子水6份、成膜助剂(乙二醇丁醚)3份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)3份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡1份、氨中和剂1份、三聚磷酸铝水浆15份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
实施例2
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂70份、去离子水5份、成膜助剂(乙二醇丁醚)3份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)3份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡1份、氨中和剂1份、三聚磷酸铝水浆10份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
实施例3
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂65份、去离子水6份、成膜助剂(乙二醇丁醚)3份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)3份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡2份、氨中和剂2份、三聚磷酸铝水浆12份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
对比例1
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂30份、去离子水6份、成膜助剂(乙二醇丁醚)3份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)3份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡1份、氨中和剂1份、三聚磷酸铝水浆15份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
对比例2
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂85份、去离子水5份、成膜助剂(乙二醇丁醚)3份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)3份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡1份、氨中和剂1份、三聚磷酸铝水浆10份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
对比例3
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂70份、去离子水5份、成膜助剂(乙二醇丁醚)6份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)6份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡1份、氨中和剂1份、三聚磷酸铝水浆10份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
对比例4
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂70份、去离子水5份、成膜助剂(乙二醇丁醚)1份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)1份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡1份、氨中和剂1份、三聚磷酸铝水浆10份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
对比例5
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂64份、去离子水6份、成膜助剂(乙二醇丁醚)3份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)3份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡1份、氨中和剂1份、三聚磷酸铝水浆15份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为斯塔尔AC-122，该树脂为水性单组份自交联丙烯酸乳液。
对比例6
一种机械钻头临时防护水性涂料，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂65份、去离子水6份、成膜助剂(乙二醇丁醚)3份、成膜助剂(二乙二醇甲醚)3份、消泡剂a 0.2份、聚氨酯增稠剂0.6份、水性定向蜡2份、氨中和剂2份、三聚磷酸铝水浆5份、颜料6份、基材润湿剂0.2份。
所述水性单组份丙烯酸树脂为帝斯曼公司的苯乙烯/丙烯酸乳液XK-D620。
以上实施例及对比例的机械钻头临时防护水性涂料的制备方法如下：
(1)按所述重量份配比将水性单组份丙烯酸树脂与去离子水混合搅拌；持续搅拌下，加入成膜助剂，搅拌3分钟；加入消泡剂、聚氨酯增稠剂，搅拌3分钟；加入水性定向蜡，搅拌2分钟；加入氨中和剂，搅拌均匀，得浆液；
(2)将所述三聚磷酸铝水浆的各组分按配比依次加入搅拌机中，搅拌均匀后转入研磨机中研磨至细度为15μm。
(3)将步骤(2)所述三聚磷酸铝水浆加入步骤(1)所得浆液中，再加入颜料和基材润湿剂，在600r/min速度下搅拌25分钟，即得所述机械钻头临时防护水性涂料。
所述水性速干防护涂料制成涂层的方法为：以重量份计，按水性速干防护涂料：去离子水＝1:0.1配制，搅拌均匀后，用80目过滤布过滤，喷涂在基材冷轧钢板上，50℃烘烤30分钟，再常温放置24小时，即得涂层。
实施例与对比例所制涂层性能测试见表1：
表1实施例与对比例所制涂层的性能测试
从表1可以看出：对比例1中，当水性丙烯酸树脂含量过低时，会使得漆膜致密性下降，水分子容易渗入漆膜下方，与基材接触，从而导致漆膜附着力下降，耐水性能下降，同时耐盐雾性能也下降；对比例2中，当配方中水性丙烯酸树脂含量增加，会使得防锈颜料三聚磷酸铝水浆在配方中所占比例下降，导致涂层性能有明显的下降，对比例3中，当成膜助剂的添加量过高时，该配方的表干时间明显延长；对比例4中，当成膜助剂加入量过低时，造成丙烯酸乳液成膜不良，外观表现为漆膜开裂，甚至粉化，且漆膜耐性降低；对比例5中，选用另一种丙烯酸乳液，该乳液具有快干的特性，但其耐候及防腐性能有明显缺陷，不能应用于金属防腐涂料；对比例6中，当防锈颜料添加量降低时，其耐盐雾性能随之明显下降，且耐水耐湿热性能也下降。综合对比例1和对比例6，说明三聚磷酸铝水浆和水性丙烯酸树脂之间存在协同作用，能够共同提高涂料的耐水、耐湿、耐盐雾性能。
本发明公开的涂料可应用于机械钻头临时防护涂料，在干燥速度上，当工件温度达到50℃时，对比现有技术中溶剂型涂料，其表干时间与溶剂型涂料相当，能够为施工及工件转运节省时间及空间成本。在环保方面，对比溶剂型涂料，其VOC排放量远远小于溶剂型涂料，且没有明显的刺激性气味。在性能方面，其耐候，耐水耐盐雾性能完全满足工件临时防护的要求。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种机械钻头临时防护水性涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：水性单组份丙烯酸树脂60～70份、成膜助剂5～9份、消泡剂a 0.1～0.2份、聚氨酯增稠剂0.5～1份、水性定向蜡1～3份、氨中和剂1～2份、三聚磷酸铝水浆10～20份、颜料5～6份、基材润湿剂0.2～0.5份；
所述水性单组份丙烯酸树脂为丙烯酸/苯乙烯共聚物乳液、纯丙烯酸乳液中的一种；
所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的至少一种；
所述三聚磷酸铝水浆按质量百分比计，包括：三聚磷酸铝40％～50％、分散剂1％～5％、消泡剂b 0.1％～0.5％、杀菌剂0.1％～0.2％、二丙二醇丁醚2％～3％、膨润土0.2％～0.3％，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的机械钻头临时防护水性涂料，其特征在于，所述消泡剂a为聚合物消泡剂，所述聚合物消泡剂为聚醚改性二甲基硅氧烷、炔二醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的机械钻头临时防护水性涂料，其特征在于，所述聚氨酯增稠剂为聚醚改性聚氨酯增稠剂、非离子型聚氨酯增稠剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的机械钻头临时防护水性涂料，其特征在于，所述氨中和剂为N,N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种；所述基材润湿剂为聚醚改性硅氧烷、非离子表面活性剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的机械钻头临时防护水性涂料，其特征在于，所述消泡剂b为有机改性聚氧硅烷、聚醚改性二甲基硅氧烷中的至少一种。
6.权利要求1-5任一项权利要求所述的机械钻头临时防护水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份配比将水性单组份丙烯酸树脂溶解搅拌；持续搅拌下，依次加入所述成膜助剂、消泡剂a、聚氨酯增稠剂、水性定向蜡、氨中和剂，搅拌至分散均匀，得浆液；
(2)将所述三聚磷酸铝水浆加入步骤(1)所得浆液中，再加入所述颜料、基材润湿剂，搅拌均匀，即成。
7.根据权利要求6所述的机械钻头临时防护水性涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述浆液的刮细度≤15μm；所述步骤(2)中，所述搅拌的速度为400-600r/min，时间为15-25分钟。
8.根据权利要求6所述的机械钻头临时防护水性涂料制备方法，其特征在于，所述三聚磷酸铝水浆的细度≤15μm。
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CN109777229A (zh) * 2019-02-20 2019-05-21 河北晨阳工贸集团有限公司 一种丙烯酸防护底漆及其制备方法

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