CN115505305A - 一种高性能水性防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能水性防腐涂料及其制备方法，包括丙烯酸分散体、氨基树脂、pH调节剂、活性助剂、流平剂、润湿剂、消泡剂、增光剂、防闪锈剂、去离子水等原料。本发明所制备的高性能水性防腐涂料是一种污染性小、使用方便、附着力强、抗腐蚀性强的涂料，其柔性好、成膜干燥时间短、坚硬度好，同时还具有很好的光泽性，涂展效果好。并且制备方法简单，不需要特殊处理设备，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种高性能水性防腐涂料及其制备方法，属于水性涂料技术领域。
背景技术
水性涂料是用水作为分散介质和稀释剂的涂料，与有机溶剂型的涂料相比，水性涂料节约了大量的有机材料资源，大大减少了有机溶剂挥发对大气的污染和施工过程中的火灾危险。水是地球上极其丰富的资源，其取用方便，成本低廉，作为涂料中的溶剂使用，不会对水资源产生破坏或减少。因此水性涂料既减少了挥发性有机溶剂的排放，又可节省资源、能源，同时方便运输和贮藏。而且水性涂料干燥快、易施工、易修补、易清洁。随着人们的环保意识的增强，水性涂料的使用量逐年增多，将逐渐成为现代涂料工业发展的主流方向。
目前市场上使用的水性涂料，大多存在防腐蚀性能较差，成膜时干燥时间长，喷涂后易老化，光泽度不高，坚硬度不好，不能有效的保护金属表面，从而出现锈斑腐蚀的现象，不仅影响金属原有的外观，而且会导致金属大量流失等问题，同时水溶性涂料易遭受生物破坏，给使用者带来诸多不便。因此，需要对水性涂料的配方进行改进，以优化其防水防腐性、以及其它方面的性能。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种高性能水性防腐涂料及其制备方法，具体技术方案如下：
一种高性能水性防腐涂料，包括以下质量份的制备原料：
丙烯酸分散体 40~60份；
氨基树脂 20~30份；
pH调节剂 2~3份；
活性助剂 8~10份；
流平剂 0.5~1份；
润湿剂 0.5~1份；
消泡剂 0.5~1份；
增光剂 1~3份；
防闪锈剂 0.5~1.5份；
去离子水 10~20份。
上述技术方案的进一步优化，所述丙烯酸分散体为50份，氨基树脂为20份，pH调节剂为3份，活性助剂为10份，流平剂为0.5份，润湿剂为0.5份，消泡剂为1份，增光剂为1份，防闪锈剂为0.5份，去离子水12.5份。
上述技术方案的进一步优化，所述活性助剂为乙二醇叔丁醚（ETB）、乙二醇单丁醚（BCS）、丙二醇甲醚（PM）、正丁醇中的一种或数种。
优选的，所述pH调节剂为DMEA，调节pH值很稳定，使混合体系呈弱碱性，不易产生不溶物，且有湿润、分散的作用。
上述技术方案的进一步优化，所述活性助剂由乙二醇叔丁醚、丙二醇甲醚按照质量比1:4的比例混合构成。
上述技术方案的进一步优化，所述氨基树脂为甲醚化氨基树脂、异丁醚化氨基树脂、含高亚氨基的甲醚化氨基树脂中的一种或数种。
上述技术方案的进一步优化，所述丙烯酸分散体为万华Antkote2083分散体。
上述技术方案的进一步优化，所述润湿剂为上海德予Siccn377润湿剂，流平剂为上海德予Siccn345流平剂，消泡剂为迪高810消泡剂。
上述技术方案的进一步优化，所述增光剂为广州古德型号LGH8994的增光剂，所述防闪锈剂为广州润宏的防闪锈剂。
一种高性能水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将氨基树脂、活性助剂、去离子水、流平剂、润湿剂、消泡剂、增光剂、防闪锈剂、PH调节剂以500~600转/分钟的转速打磨分散最少30分钟；
步骤二、将转速调至600转/分钟，加入丙烯酸分散体，继续搅拌90分钟，即得。
上述技术方案的进一步优化，在步骤一中，氨基树脂、活性助剂在添加之前，将活性助剂逐滴滴加到氨基树脂中，一边滴加一边搅拌，滴加完毕之后，停止搅拌，并将氨基树脂的温度降低至5℃以下，保持30分钟；
之后将氨基树脂和活性助剂的混合物与去离子水、流平剂、润湿剂、消泡剂、增光剂、防闪锈剂、PH调节剂在室温下以500~600转/分钟的转速打磨分散最少30分钟。
本发明的有益效果：
本发明所制备的高性能水性防腐涂料是一种污染性小、使用方便、附着力强、抗腐蚀性强的涂料，其柔性好、成膜干燥时间短、坚硬度好，同时还具有很好的光泽性，涂展效果好。并且制备方法简单，不需要特殊处理设备，成本低廉。
附图说明
图1为相容性测试试验中0级所对应的标样图；
图2为相容性测试试验中1级所对应的标样图；
图3为相容性测试试验中2级所对应的标样图；
图4为相容性测试试验中3级所对应的标样图；
图5为x值与可耐盐雾时间h之间的关系图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
首先将50g丙烯酸分散体、3g的DMEA（N,N-二甲基乙醇胺）、10g活性助剂、润湿剂0.5g、流平剂0.5g、消泡剂1g、水15g在烧杯中混合搅拌，分别取20g的氨基树脂5817w、5718w、氨基树脂325，形成对比试验。制得乳液后涂膜，140℃烘烤20分钟，得出含5817w一组的铅笔硬度可达2H，故选定氨基树脂为三木5817w，得到本水性涂料所需的固化剂。
在本实施例中，10g活性助剂是ETB为2g和PM为8g。
所述润湿剂为上海德予Siccn377润湿剂。所述流平剂为上海德予Siccn345。所述消泡剂为迪高810消泡剂。所述丙烯酸分散体为万华2083丙烯酸分散体。
其中，氨基树脂5817w，透明粘稠液体，类型属于含高亚氨基的甲醚化氨基树脂，粘度为5500-8000（25℃）；具备良好的水溶性。氨基树脂5717w，透明粘稠液体，是一种甲醚化氨基树脂；良好的水溶性，但烘烤温度较高（超过160℃），不太利于实际生产条件。氨基树脂325，是一种异丁醚化氨基树脂，其具有高反应活性，并且具有较高的自缩合倾向，因而使得其相关的膜产品具有非常好的硬度，光泽，耐化学性和室外耐久性；但是，其与主体万华2083丙烯酸分散体不匹配，导致成膜不平滑，成膜后硬度不够高（小于1H）。
实施例2
首先将50g丙烯酸分散体、20g氨基树脂5817w、3g的DMEA、润湿剂0.5g、流平剂0.5g、消泡剂1g在烧杯中混合搅拌；取活性助剂BCS、PM、正丁醇、ETB，使其一种或多种组合的总质量为10g，形成对比试验，结果见表1、图5。制得乳液后涂膜，140℃烘烤20分钟，得到漆膜。
本实施例所述丙烯酸分散体、润湿剂、流平剂、消泡剂均与实施例1相同。
表1
| 活性助剂 | 相容性 | |
| 组1 | BCS为10g | 3级 |
| 组2 | PM为10g | 3级 |
| 组3 | 正丁醇为10g | 3级 |
| 组4 | ETB为10g | 3级 |
| 组5 | ETB为2g、PM为8g | 1级 |
| 组6 | BCS为2g、PM为8g | 2级 |
| 组7 | 正丁醇为2g、PM为8g | 2级 |
| 组8 | ETB为2g、正丁醇为8g | 3级 |
| 组9 | PM为2g、正丁醇为8g | 3级 |
| 组10 | BCS为2g、正丁醇为8g | 3级 |
| 组11 | ETB为2g、BCS为8g | 2级 |
| 组12 | 正丁醇为2g、BCS为8g | 3级 |
| 组13 | PM为2g、BCS为8g | 2级 |
| 组14 | PM为2g、ETB为8g | 3级 |
| 组15 | BCS为2g、ETB为8g | 3级 |
| 组16 | 正丁醇为2g、ETB为8g | 3级 |
| 组17 | BCS为5g、PM为5g | 2级 |
| 组18 | BCS为5g、正丁醇为5g | 3级 |
| 组19 | BCS为5g、ETB为5g | 3级 |
| 组20 | PM为5g、正丁醇为5g | 2级 |
| 组21 | PM为5g、ETB为5g | 2级 |
| 组22 | ETB为5g、正丁醇为5g | 3级 |
PM的质量与ETB的质量之比为x，当更改x值，对应的漆膜进行盐雾实验，可耐盐雾时间为h。经过研究发现，随着x值的变化，可耐盐雾时间h也随之变化，如图5所示。
当3.5≤x≤4.5时，可耐盐雾时间h超过70小时，最高能达到72小时，并无开裂生锈等现象。
综合表1和图5，x优选为4，即ETB为2g、PM为8g。
最终可知：活性助剂为ETB为2g、PM为8g时的相容性最好（1级），可耐盐雾72小时，并无开裂生锈等现象，效果最佳。
实施例3
首先将50g丙烯酸分散体，20g氨基树脂5817w、活性助剂10g、3g的DMEA、润湿剂0.5g、流平剂0.5g在烧杯中混合搅拌，分别取迪高810消泡剂1g、南辉消泡剂1g、BYK016消泡剂1g加入形成对比试验，制得乳液后记录各组其完全消泡的时间，得出迪高810此消泡剂最优，时长约2h。
本实施例所述丙烯酸分散体、活性助剂、润湿剂、流平剂与实施例1相同。
迪高810消泡剂：在混合乳液进行搅拌就开始消泡，并且搅拌结束时候泡沫已基本完全消尽（搅拌时长2小时）
上海南辉消泡剂：搅拌结束后需要再静置2-3小时，泡沫消尽。
BYK016消泡剂：搅拌结束后需要再静置4-6小时，泡沫消尽。
实施例4
将实施例1中的润湿剂分别替换为润湿剂SN-WET996、上海德予Siccn376、上海德予Siccn377各1g形成对比试验。用TY-82接触角测定仪，考察接触角。得出上海德予Siccn377此润湿效果最佳。
实施例5
将实施例1中的流平剂分别取流平剂上海德予Siccn4408、流平剂（625N）、上海得予Siccn345各0.5g形成对比试验，按照GB 1750-1979(1989) 涂料流平性测定法来考察流平性，得出上海德予Siccn345此流平性最好。
实施例6
在实施例1的配方中还可分别添加型号为1050、1052型号、1058型号各1g形成对比实验，制得乳液后涂膜，140℃烘烤20分钟。型号1052抗刮能力更好，仪器测得可承受2.3kg。
实施例7
在实施例1的基础上还可添加型号1052抗刮剂1g在烧杯中混合搅拌，或者是添加广州润宏防闪锈剂，或者是添加广州古德LGH8994增光剂等助剂，用来提升涂料的抗刮、防闪锈、增光方面的性能等。
例如，如果不添加广州古德LGH8994增光剂，光泽度为93.1Gu；添加后，光泽度提高约3个点，提升至96.0Gu。
实施例8
将10g活性助剂（活性助剂是ETB为2g和PM为8g）逐滴滴加到20g氨基树脂5817w中，一边滴加一边搅拌，滴加完毕之后，停止搅拌，并将氨基树脂5817w的温度降低至5℃以下，保持30分钟。
之后将氨基树脂5817w和活性助剂的混合物与15g去离子水、0.5g流平剂、0.5g润湿剂、1g消泡剂、3g的PH调节剂在室温下以500~600转/分钟的转速打磨分散最少30分钟。
将转速调至600转/分钟，加入50g丙烯酸分散体，继续搅拌90分钟，即得。
本实施例所述丙烯酸分散体、润湿剂、流平剂、消泡剂均与实施例1相同。
按照《相容性测试试验》，本实施例的相容性能够达到0级，效果最佳。
对照例1
本例与实施例8的不同之处仅在于，活性助剂在滴加完毕之后，氨基树脂5817w的温度不降低，保持在室温（25℃），保持30分钟。
最终，按照《相容性测试试验》，本例的相容性只能达到1级。
对照例2
本例与实施例8的不同之处仅在于，活性助剂直接与氨基树脂5817w混合搅拌，并将氨基树脂5817w的温度降低至5℃以下，保持30分钟。
最终，按照《相容性测试试验》，本例的相容性只能达到2级。
《相容性测试试验》
划分为以下几个等级：
0级：表示漆膜表面平滑，无颗粒感，相容性很好；标样见图1。
1级：表示漆膜表面有极少量颗粒感，相容性较好；标样见图2。
2级：表示漆膜表面有颗粒感，相容性一般；标样见图3。
3级：表示漆膜表面有大量颗粒感，漆膜不平整，相容性差；标样见图4。
在进行相容性测试时，选取超过20位观察员，分别对着标样独立的观察并写出对应的等级。对所有观察员的评估结果进行统计，去掉最大值和最小值，计算平均值，然后对平均值进行四舍五入取整，即得到最终的等级值。
在上述实施例中，相容性的等级均按照《相容性测试试验》所测。
活性助剂采用滴加的方式，使其能被氨基树脂5817w大量包裹，最终形成交联网络。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高性能水性防腐涂料，其特征在于，包括以下质量份的制备原料：
丙烯酸分散体 40~60份；
氨基树脂 20~30份；
pH调节剂 2~3份；
活性助剂 8~10份；
流平剂 0.5~1份；
润湿剂 0.5~1份；
消泡剂 0.5~1份；
增光剂 1~3份；
防闪锈剂 0.5~1.5份；
去离子水 10~20份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能水性防腐涂料，其特征在于：所述丙烯酸分散体为50份，氨基树脂为20份，pH调节剂为3份，活性助剂为10份，流平剂为0.5份，润湿剂为0.5份，消泡剂为1份，增光剂为1份，防闪锈剂为0.5份，去离子水12.5份。
3.根据权利要求1所述的一种高性能水性防腐涂料，其特征在于：所述活性助剂为乙二醇叔丁醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇中的一种或数种。
4.根据权利要求3所述的一种高性能水性防腐涂料，其特征在于：所述活性助剂由乙二醇叔丁醚、丙二醇甲醚按照质量比1:4的比例混合构成。
5.根据权利要求1所述的一种高性能水性防腐涂料，其特征在于：所述氨基树脂为甲醚化氨基树脂、异丁醚化氨基树脂、含高亚氨基的甲醚化氨基树脂中的一种或数种。
6.根据权利要求1所述的一种高性能水性防腐涂料，其特征在于：所述丙烯酸分散体为万华Antkote2083分散体。
7.根据权利要求1所述的一种高性能水性防腐涂料，其特征在于：所述润湿剂为上海德予Siccn377润湿剂，流平剂为上海德予Siccn345流平剂，消泡剂为迪高810消泡剂。
8.根据权利要求1所述的一种高性能水性防腐涂料，其特征在于：所述增光剂为广州古德型号LGH8994的增光剂，所述防闪锈剂为广州润宏的防闪锈剂。
9.如权利要求1~8任一项所述的一种高性能水性防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将氨基树脂、活性助剂、去离子水、流平剂、润湿剂、消泡剂、增光剂、防闪锈剂、PH调节剂以500~600转/分钟的转速打磨分散最少30分钟；
步骤二、将转速调至600转/分钟，加入丙烯酸分散体，继续搅拌90分钟，即得。
10.根据权利要求9所述的一种高性能水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：在步骤一中，氨基树脂、活性助剂在添加之前，将活性助剂逐滴滴加到氨基树脂中，一边滴加一边搅拌，滴加完毕之后，停止搅拌，并将氨基树脂的温度降低至5℃以下，保持30分钟；
之后将氨基树脂和活性助剂的混合物与去离子水、流平剂、润湿剂、消泡剂、增光剂、防闪锈剂、PH调节剂在室温下以500~600转/分钟的转速打磨分散最少30分钟。
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