CN115926544A - 一种水性金属防锈漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水性漆技术领域，具体公开了一种水性金属防锈漆及其制备方法，按重量份数计，其配制原料包括：苯丙乳液35～40份，去离子水47～50份，防锈颜料7～8份，锈转化剂0.1～0.2份，中和剂0.4～0.5份，分散剂0.1～0.2份，净味成膜助剂1.4～1.6份，消泡剂0.2～0.3份，润湿剂0.2～0.3份，亚硝酸钠0.3～0.4份，防闪锈剂0.8～1份，沉淀硫酸钡5～5.5份，缔合型增稠剂1.7～2份，聚氨酯增稠剂0.3～0.4份，叔丁醚0.3～0.4份，冻融稳定剂0.2～0.3份。本发明提供的水性金属防锈漆，具有优异的附着力，质感丰满，防锈性能佳。由于加入了锈转化剂，使得涂料具有更强的丰满度和耐腐蚀性，防锈效果增强，并且带锈工件可直接涂装，不用除锈处理。

Description

一种水性金属防锈漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性漆技术领域，特别涉及一种水性金属防锈漆及其制备方法。

背景技术

水性金属防锈漆一直深受建筑、饰物等各界人士的欢迎和热捧，使用时只需要用简单的施工工具在建材金属或工件上涂装，即可达到想要的效果，可以采用刷涂、辊涂、喷涂、浸涂等多种施工方法。

建材钢铁产品在使用过程中受环境影响而腐蚀，会导致产品本身的使用寿命缩短，也会大大破坏其效果，但在工件表面涂覆一层油漆可抑制工件继续生锈，传统的工艺是在涂覆油漆之前要先进行彻底的除锈处理。但该工艺存在费时费力、成本高等缺点，所以带锈涂装作为新型除锈工艺成为市场卖点。

公开号为CN102863861A的中国发明专利，具体公开了一种水性带锈涂料及其制备方法，该水性带锈涂料由如下重量配比的原料组成：交联苯丙乳液30～40份，转化剂8～12份，转化促进剂8～12份，防锈颜料2～3份，消泡剂0.5～0.8份，成膜助剂0.5～0.8份，增稠剂0.5～0.8份，水30～40份。该技术方案制得的水性带锈涂料在实际使用过程中，在工件表面的附着力不足，锈转化渗透不好，锈转化反应后漆膜变黑，且抗腐蚀效果不佳。并且，转化剂的防锈作用主要通过草酸或丹宁酸与铁锈中氧化铁物质化学反应，形成一层保护层。但其作用只仅限于底漆防护作用，其漆膜丰满度不足，硬度不够，耐候性一般。但漆膜一旦受损，受损表面产生大量活性基团，会加剧腐蚀工件。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种水性金属防锈漆及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供了一种水性金属防锈漆，该水性金属防锈漆，按重量份数计，其配制原料包括：苯丙乳液 35～40份，去离子水47～50份，防锈颜料 7～8份，锈转化剂 0.1～0.2份，中和剂 0.4～0.5份，分散剂0.1～0.2份，净味成膜助剂 1.4～1.6份，消泡剂 0.2～0.3份，润湿剂 0.2～0.3份，亚硝酸钠0.3～0.4份，防闪锈剂 0.8～1份，沉淀硫酸钡 5～5.5份，缔合型增稠剂 1.7～2份，聚氨酯增稠剂 0.3～0.4份，叔丁醚 0.3～0.4份，冻融稳定剂 0.2～0.3份。

本方案的构思在于：苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好，能够使漆膜有效附着在工件表面，并能提高涂料中的固含量，达到一定的丰满度，缩短表面干燥时间，使涂料综合性能得以大大提升，其中，所述苯丙乳液为市售常规产品，采购自巴德富集团106A型号，遇水不发白，具备较强的耐水白性。

防锈颜料在防止金属腐蚀的同时，提高漆膜的附着力，从而提升在锈蚀工件上的防锈性能，同时，可使涂料具备较强的色彩感官性，使漆膜表面效果更好，在提高防腐防锈的同时表面效果保持可观性；锈转化剂具有较强的除锈化锈能力，锈层转化完全，所形成的转化膜致密、坚韧、耐蚀、抗磨减摩、防腐能力强，从而提高漆膜在带锈工件上的防锈性能；防闪锈剂能阻止工件的表面发生阴极化反应，阻止铁的离子化，避免锈转化剂除锈化锈之后的工件表面的铁被空气中的氧进一步氧化。添加冻融稳定剂，通过降低水相的冰点来改善漆膜耐冻融的能力，也即提高漆膜在受到冰冻破坏时的抗破乳能力；润湿剂用于降低水性漆中水的表面张力，从而润湿工件的表面，使漆膜中的各组分更好地贴合在工件表面，达到防锈效果，并且润湿剂可以提高漆膜的耐水性，使漆膜不易脱落。

优选的，防锈颜料可以选择磷酸锌、钛白粉、锌黄或氧化铁红中的一种或多种。优选钛白粉，采购自中核钛白2196，具备较强的着色力和覆盖力，可与其他颜料搭配使用，根据需要调色。选择上述的防锈颜料，不含重金属，避免污染环境和危害健康。

优选的，所述锈转化剂可以选择改性醇酸树脂、丹宁酸或固锈乳液的一种或多种。优选改性醇酸树脂，为丙烯酸改性醇酸树脂，采购自同德化工丙烯酸改性醇酸树脂235Y，其主要由丙烯酸单体和醇酸树脂化学反应制备的改性树脂。当中不饱和脂肪酸双键的自动氧化诱导聚合作用，形成网状大分子结构，涂刷在带锈工件上可更加渗透进去，充分地使铁锈氧化物质得以钝化反应，固化成膜，比起传统的丹宁酸、磷酸化合物效果更佳，耐候性更好，丰满度更强，具有保光性、保色性、耐候性和干燥速度快的特点，其制备成品施工性好，可以刷、喷、烘，附着力强，能经受气候的强烈变化。相比丹宁酸和固锈乳液，防锈性能更强，呈现清澈透明带黄相状态，丹宁酸需要与固锈乳液混合使用。

作为进一步的方案，所述中和剂可以选择胺中和剂、PH调节剂、多功能助剂AMP95的一种或多种，优选多功能助剂AMP95，上述中和剂在调配水性漆的过程中使PH值保持稳定。

作为进一步的方案，所述分散剂可以选择钠盐分散剂、铵盐分散剂或高分子分散剂的一种。优选高分子分散剂，采购自德国毕克BYK-190。分散效果更佳，使组分材料充分融合，发挥最大性能。

作为进一步的方案，所述净味成膜助剂可以选择OE-500、醇酯十二或二丙二醇丁醚的一种。优选OE-500， OE-500采购自英国海玛。比起传统的醇酯十二或二丙二醇丁醚，成膜速度更快，发挥有机物更低，环保性更强。

作为进一步的方案，所述消泡剂可以选择改性矿物油、聚醚或有机硅的一种或多种。优选改性矿物油，为市售常规产品。

优选的，所述润湿剂可以选择陶氏X-405 。

作为进一步的方案，所述防闪锈剂可以选择海明斯德谦179 。

作为进一步的方案，所述缔合型增稠剂可以选择丙烯酸或改性聚氨酯缔合型增稠剂的一种。优选改性聚氨酯缔合型增稠剂，采购自罗门哈斯RM2020。

作为进一步的方案，聚氨酯增稠剂为市售的常规产品。

作为进一步的方案，所述叔丁醚可以选择乙二醇叔丁醚或二乙二醇叔丁醚的一种，优选乙二醇叔丁醚，乙二醇叔丁醚为市售常规产品。

优选的，所述冻融稳定剂可以选择乙二醇或丙二醇的一种。优选丙二醇，丙二醇为市售常规产品。

作为进一步的方案，所述沉淀硫酸钡的目数为2500目或3000目。优选3000目沉淀硫酸钡，采购自广东玉峰粉体材料股份有限公司。

另外，本发明还提供了一种水性金属防锈漆的制备方法，所述制备方法用于制备上述的一种水性金属防锈漆。

优选的，该制备方法包括如下步骤：

（1）将去离子水、防锈颜料、沉淀硫酸钡、分散剂、中和剂混合后研磨至细度为20～25μm，制得浆液备用；

（2）将步骤（1）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐克加入至苯丙乳液中，加入完毕后于室温下继续搅拌10～15分钟，加入锈转化剂于室温下搅拌5分钟，制得浆液备用；

（3）将叔丁醚、聚氨酯增稠剂在室温下混合搅拌1分钟，制得浆液备用；

（4）将步骤（2）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐步加入润湿剂、消泡剂、防闪锈剂、净味成膜助剂、冻融稳定剂、亚硝酸钠，加入完毕后于室温下继续搅拌15分钟，将步骤（3）制得的浆液加入继续搅拌10～15分钟，再将缔合型增稠剂添加其中，继续搅拌15分钟，即得水性金属防锈漆。

具体的，在上述的步骤（1）中，将浆液研磨达到一定细度，主要是为了提高漆膜的细腻感和丰满感，从而提高漆膜感官性；步骤（2）目的在于让苯丙乳液跟锈转化剂充分混合，提高两者相融性，从而提高整体配方的防锈性能。若不添加锈转化剂或者将锈转化剂添加在其他步骤，会大大影响产品的后期性能，如耐水性和防锈性。

本发明具有以下有益效果之一：

1、本发明提供的水性金属防锈漆，具有优异的附着力，质感丰满，防锈性能佳。由于加入了锈转化剂，使得涂料具有更强的丰满度和耐腐蚀性，防锈效果增强，并且带锈工件可直接涂装，不用除锈处理，并能达到防锈效果。

2、锈转化剂优选改性醇酸树脂，涂刷在带锈工件上可更加渗透进去，充分地使铁锈氧化物质得以钝化反应，固化成膜，比起传统的丹宁酸、磷酸化合物效果更佳，耐候性更好，丰满度更强，具有保光性、保色性、耐候性和干燥速度快的特点。

具体实施方式

下面通过具体的实施例来对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

（1）将47份去离子水、7份防锈颜料、5份3000目的沉淀硫酸钡、0.1份分散剂、0.4份中和剂混合后研磨至细度为20～25μm，制得浆液备用。该步骤中，防锈颜料选择磷酸锌，分散剂选择钠盐分散剂，中和剂选择多功能助剂AMP95。

（2）将步骤（1）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐克加入至35份苯丙乳液中，加入完毕后于室温下继续搅拌10～15分钟，加入0.1份锈转化剂于室温下搅拌5分钟，制得浆液备用。该步骤中，锈转化剂选择改性醇酸树脂。

（3）将0.3份叔丁醚、0.3份聚氨酯增稠剂在室温下混合搅拌1分钟，制得浆液备用。该步骤中，叔丁醚选择乙二醇叔丁醚，聚氨酯增稠剂为市售的常规产品。

（4）将步骤（2）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐步加入0.2份润湿剂、0.2份消泡剂、0.8份防闪锈剂、1.4份净味成膜助剂、0.2份冻融稳定剂、0.3份亚硝酸钠，加入完毕后于室温下继续搅拌15分钟，将步骤（3）制得浆液加入继续搅拌10～15分钟，再将1.7份缔合型增稠剂添加其中，继续搅拌15分钟，即得水性金属防锈漆。该步骤中，润湿剂选择陶氏X-405，消泡剂选择改性矿物油，防闪锈剂选择海明斯德谦179，净味成膜助剂选择OE-500，冻融稳定剂选择丙二醇，缔合型增稠剂选择丙烯酸。

实施例2

（1）将49份去离子水、7.5份防锈颜料、5.2份3000目的沉淀硫酸钡、0.15份分散剂、0.45份中和剂混合后研磨至细度为20～25μm，制得浆液备用。该步骤中，防锈颜料选择磷酸锌，分散剂选择钠盐分散剂，中和剂选择多功能助剂AMP95。

（2）将步骤（1）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐克加入至37份苯丙乳液中，加入完毕后于室温下继续搅拌10～15分钟，加入0.15份锈转化剂于室温下搅拌5分钟，制得浆液备用。该步骤中，锈转化剂选择改性醇酸树脂。

（3）将0.35份叔丁醚、0.35份聚氨酯增稠剂在室温下混合搅拌1分钟，制得浆液备用。该步骤中，叔丁醚选择乙二醇叔丁醚，聚氨酯增稠剂为市售的常规产品。

（4）将步骤（2）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐步加入0.25份润湿剂、0.25份消泡剂、0.9份防闪锈剂、1.5份净味成膜助剂、0.25份冻融稳定剂、0.35份亚硝酸钠，加入完毕后于室温下继续搅拌15分钟，将步骤（3）制得浆液加入继续搅拌10～15分钟，再将1.8份缔合型增稠剂添加其中，继续搅拌15分钟，即得水性金属防锈漆。该步骤中，润湿剂选择陶氏X-405，消泡剂选择改性矿物油，防闪锈剂选择海明斯德谦179，净味成膜助剂选择OE-500，冻融稳定剂选择丙二醇，缔合型增稠剂选择丙烯酸。

实施例3

（1）将50份去离子水、8份防锈颜料、5.5份3000目的沉淀硫酸钡、0.2份分散剂、0.5份中和剂混合后研磨至细度为20～25μm，制得浆液备用。该步骤中，防锈颜料选择磷酸锌，分散剂选择钠盐分散剂，中和剂选择多功能助剂AMP95。

（2）将步骤（1）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐克加入至40份苯丙乳液中，加入完毕后于室温下继续搅拌10～15分钟，加入0.2份锈转化剂于室温下搅拌5分钟，制得浆液备用。该步骤中，锈转化剂选择改性醇酸树脂。

（3）将0.4份叔丁醚、0.4份聚氨酯增稠剂在室温下混合搅拌1分钟，制得浆液备用。该步骤中，叔丁醚选择乙二醇叔丁醚，聚氨酯增稠剂为市售的常规产品。

（4）将步骤（2）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐步加入0.3份润湿剂、0.3份消泡剂、1份防闪锈剂、1.6份净味成膜助剂、0.3份冻融稳定剂、0.4份亚硝酸钠，加入完毕后于室温下继续搅拌15分钟，将步骤（3）制得浆液加入继续搅拌10～15分钟，再将2份缔合型增稠剂添加其中，继续搅拌15分钟，即得水性金属防锈漆。该步骤中，润湿剂选择陶氏X-405，消泡剂选择改性矿物油，防闪锈剂选择海明斯德谦179，净味成膜助剂选择OE-500，冻融稳定剂选择丙二醇，缔合型增稠剂选择丙烯酸。

对比例1

与实施例1的区别在于：步骤（2）中未加入锈转化剂，其他步骤一致。

对比例2

与实施例2的区别在于：步骤（1）中未加入防锈颜料，其他步骤一致。

对比例3

与实施例3的区别在于：步骤（4）中未加入冻融稳定剂和润湿剂，其他步骤一致。

对比例4

与实施例3的区别在于：步骤（4）中未加入润湿剂，其他步骤一致。

对比例5

与实施例3的区别在于：步骤（4）中未加入冻融稳定剂，其他步骤一致。

性能测试

将实施例1～3以及对比例1～5制得的水性金属防锈漆分别涂刷在锈蚀厚度为0.8mm的10*10*5cm钢铁工件上，在室温下干燥20min后进行测试。

对本发明产品的耐水、耐碱、附着力、耐擦洗、防锈防腐等性能进行测试，其中主要性能测试参照GB/T 1725-2007、GB/T1728-1989、GB/T 5210-2006、GB/T 18178-2000、GB\T23993-2009。

性能测试结果见下表：

从表中可以看出，本发明提供的水性漆具有优异的防锈性，漆膜丰满。通过测试实施例1与对比例1，添加锈转化剂可以提高漆膜在带锈工件上的防锈性能；通过实施例2与对比例2可以看出，通过添加防锈颜料，提高漆膜的附着力同时提升在锈蚀工件上的防锈性能；通过实施例3与对比例3~5可以看出，润湿剂可以提高漆膜耐水性，冻融稳定剂使漆膜的冻融稳定性更强。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水性金属防锈漆，其特征在于，按重量份数计，其配制原料包括：苯丙乳液 35～40份，去离子水47～50份，防锈颜料 7～8份，锈转化剂 0.1～0.2份，中和剂 0.4～0.5份，分散剂0.1～0.2份，净味成膜助剂 1.4～1.6份，消泡剂 0.2～0.3份，润湿剂 0.2～0.3份，亚硝酸钠0.3～0.4份，防闪锈剂 0.8～1份，沉淀硫酸钡 5～5.5份，缔合型增稠剂 1.7～2份，聚氨酯增稠剂 0.3～0.4份，叔丁醚 0.3～0.4份，冻融稳定剂 0.2～0.3份。

2.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述防锈颜料为磷酸锌、钛白粉、锌黄或氧化铁红中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述锈转化剂为改性醇酸树脂、丹宁酸或固锈乳液的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述中和剂为胺中和剂、PH调节剂、多功能助剂AMP95的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述分散剂为钠盐分散剂、铵盐分散剂或高分子分散剂的一种。

6.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述净味成膜助剂为OE-500、醇酯十二或二丙二醇丁醚的一种。

7.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述润湿剂为陶氏X-405；所述防闪锈剂为海明斯德谦179 。

8.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述缔合型增稠剂为丙烯酸或改性聚氨酯缔合型增稠剂的一种。

9.根据权利要求1所述的一种水性金属防锈漆，其特征在于：所述冻融稳定剂为乙二醇或丙二醇的一种。

10.一种水性金属防锈漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1~9中任一项所述的一种水性金属防锈漆，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将去离子水、防锈颜料、沉淀硫酸钡、分散剂、中和剂混合后研磨至细度为20～25μm，制得浆液备用；

（2）将步骤（1）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐克加入至苯丙乳液中，加入完毕后于室温下继续搅拌10～15分钟，加入锈转化剂于室温下搅拌5分钟，制得浆液备用；

（3）将叔丁醚、聚氨酯增稠剂在室温下混合搅拌1分钟，制得浆液备用；

（4）将步骤（2）制备的浆液在不断搅拌的条件下逐步加入润湿剂、消泡剂、防闪锈剂、净味成膜助剂、冻融稳定剂、亚硝酸钠，加入完毕后于室温下继续搅拌15分钟，将步骤（3）制得的浆液加入继续搅拌10～15分钟，再将缔合型增稠剂添加其中，继续搅拌15分钟，即得水性金属防锈漆。