CN116535924B - 一种复合冷镀锌涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合冷镀锌涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，包括以下重量份原料：水性丙烯酸树脂10‑15份、改性锌粉80‑93份、交联剂2‑5份、增稠剂1份和去离子水10‑20份；将上述原料混合均匀即可，该改性锌粉表面有聚吡咯包覆层和丙烯酸酯类聚合物，相比于采用偶联剂处理锌粉，在不削减锌粉导电性的同时增强了其分散稳定性；交联剂能够将改性锌粉与丙烯酸树脂通过化学键连接，提高涂层致密度，交联剂中含有硅氧烷结构、席夫碱结构，与金属材料有良好的结合能力，因此，本发明制备的复合冷镀锌涂料使改性锌粉颗粒被牢牢粘附在基材上，使涂膜锌与基材表面发生电化学结合，附着力高抗剥落，绿色环保，防护作用优异。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种复合冷镀锌涂料及其制备方法。
背景技术
冷镀锌涂料是在有机富锌涂料的基础上发展起来的新型富锌涂料，有独特的阴极保护作用，防腐蚀性能优越，可代替热镀锌，既可以单独涂覆在金属表面，也可以和其他涂料配套使用。
冷镀锌涂料的固含量高，属于高固体涂料，如何提高锌粉在涂料中的分散度使其充分发挥锌粉的阴极保护作用，直接关系到冷涂锌涂层的防护期限。
中国CN10449141B公告了一种纳米复合冷镀锌涂料及其制备方法，锌粉是经过氟硅烷偶联剂改性处理的微米级和纳米级锌粉的混合物，增加了锌粉的分散性，改进了与树脂的相容性，但是通过有机偶联剂对锌粉实现包覆，会一定程度上削弱锌粉的导电性，使冷镀锌涂料的锌粉不能很好地与基材形成原电池，锌粉难以充分发挥“牺牲阳极”的保护作用，并且通过上述偶联剂处理虽然能够改善锌粉在涂料的分散性，但是锌粉与涂料之间结合仍是以氢键等作用力实现，结合度差，易造成腐蚀介质渗透，降低涂层的使用寿命。
因此，有必要提供一种性能更好的复合冷镀锌涂料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合冷镀锌涂料及其制备方法，以解决现有冷镀锌涂料中锌粉分散性差、导电性低以及与涂料结合度低的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种复合冷镀锌涂料，按重量份计，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸树脂10-15份、改性锌粉80-93份、交联剂2-5份、增稠剂1份和去离子水10-20份。
该复合冷镀锌涂料的制备步骤如下：
按上述配比将水性丙烯酸树脂、水和改性锌粉加入反应釜中，搅拌10-30min后，加入交联剂和增稠剂，搅拌均匀，得到复合冷镀锌涂料。
进一步地，改性锌粉通过以下步骤制成：
步骤S11、将去离子水和锌粉加入烧瓶中超声10-20min后加入吡咯，超声处理30min，再加入六水三氯化铁超声处理30min，离心洗涤，产物于50℃下干燥至恒重，得到聚吡咯包覆锌粉；
步骤S12、将聚吡咯包覆锌粉、DMF、3-氯-2-羟基丙烯酸丙酯和KOH加入烧瓶中超声5min后，60℃下搅拌反应24h，离心洗涤，产物干燥，得到双键修饰聚吡咯包覆锌粉；
步骤S13、将双键修饰聚吡咯包覆锌粉超声分散于乙醇溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌后转移至烧瓶中，氮气保护下搅拌30min，滴加丙烯酸，滴加完毕后升温至60℃，加入偶氮二异丁腈，搅拌反应8-10h，自然冷却至室温，离心洗涤，干燥，得到改性锌粉。
本发明先在锌粉表面原位聚合形成聚吡咯包覆层，之后利用3-氯-2-羟基丙烯酸丙酯与聚吡咯包覆锌粉发生取代反应，在聚吡咯包覆锌粉表面引入羟基丙烯酸丙酯结构，一方面增大了粒子间的空间位阻，有效阻止粒子之间的团聚，另一方面在引入可参与聚合的碳碳双键为后续反应奠定基础，最后以偶氮二异丁腈为引发剂，通过不饱和双键的聚合反应，在聚吡咯包覆锌粉引入丙烯酸酯类聚合物，得到改性锌粉。
进一步地，步骤S11中去离子水、锌粉、吡咯和六水三氯化铁的用量比为100-120mL：0.5-1.0g：0.3g：1.21g。
进一步地，锌粉是微米级锌粉和纳米级锌粉按照质量比100：15-50组成，微米级锌粉粒度为1-60μm，纳米级锌粉粒度为1-100nm。
进一步地，步骤S12中聚吡咯包覆锌粉、DMF、3-氯-2-羟基丙烯酸丙酯和KOH的用量比为0.8-1.3g：100-125mL：0.3-0.5g：0.2-0.4g。
进一步地，步骤S13中双键修饰聚吡咯包覆锌粉、乙醇溶液、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸和偶氮二异丁腈用量比为1.5g：100mL：0.04g：0.4-0.6g：0.01g，乙醇溶液由无水乙醇和去离子水按照体积比95：5组成。
进一步地，交联剂通过以下步骤制成：
步骤S21、将3,4-二羟基苯甲醛和无水甲醇加入烧瓶中，搅拌后滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷的甲醇溶液，滴加结束后，氮气氛围下，60℃反应6h，减压蒸馏去除甲醇，得到硅氧烷反应单体；
其中，3,4-二羟基苯甲醛和3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：1，通过醛基与氨基反应形成含有席夫碱结构的硅氧烷反应单体，分子结构式如下：
步骤S22、将硅氧烷反应单体、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和四丁基溴化铵加入烧瓶中，氮气保护下，100℃下反应6-8h，反应结束后，加入四氢呋喃，搅拌后在乙醚中洗涤，最后于40℃下干燥，得到交联剂；
其中，硅氧烷反应单体、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和四丁基溴化铵之间的质量比为14.0-14.4：36.28：1.93，以硅氧烷反应单体为A2型单体，A为酚羟基，以三羟甲基丙烷三缩水甘油醚为B3型单体，B为环氧基，在四丁基溴化铵的作用下，使酚羟基与环氧基发生开环反应，形成含有硅氧烷结构、席夫碱结构的端环氧基超支化聚醚，即交联剂。
进一步地，所述水性丙烯酸树脂选自纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液和醋丙乳液中的一种或两种以上。
进一步地，增稠剂为市售HHBR、PUR2025和XS71中的一种。
本发明的有益效果：
一、本发明在冷镀锌涂料中引入改性锌粉，先在锌粉表面原位聚合形成聚吡咯包覆层(保证锌粉的导电性)，之后引入丙烯酸酯类聚合物，利用丙烯酸酯类聚合物与丙烯酸树脂之间良好的相容性，有效改善锌粉在丙烯酸树脂中的分散性，相比于直接采用偶联剂处理锌粉，在不削减锌粉导电性的同时增强了其分散稳定性，充分发挥锌粉“牺牲阳极”的保护作用；
二、本发明在冷镀锌涂料中引入交联剂，其末端含有高活性环氧基团，能够作为改性锌粉和丙烯酸树脂之间的桥联剂，通过羟基、羧基等基团与环氧基之间的反应，将改性锌粉与丙烯酸树脂通过化学键连接，提高涂层的致密度，并且交联剂中含有硅氧烷结构、席夫碱结构，希夫碱由于含有C＝N双键，与金属材料之间有良好的配位能力，硅氧烷结构水解产物能够与金属材料形成键连，两者的引入能够提高冷镀锌涂料对基材的附着力，并且硅氧烷结构水解产物能够缩合形成Si-O-Si结构，降低涂料表面能，提高涂料的耐候性能、耐腐蚀性能；
综上，本发明制备的复合冷镀锌涂料使改性锌粉颗粒被牢牢粘附在基材上，使涂膜锌与基材表面发生电化学结合，附着力高抗剥落，并且绿色环保，腐蚀防护作用优异。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改性锌粉，通过以下步骤制成：
步骤S11、将100mL去离子水和0.5g锌粉加入烧瓶中超声10min后加入0.3g吡咯，超声处理30min，再加入1.21g六水三氯化铁超声处理30min，离心洗涤，产物于50℃下干燥至恒重，得到聚吡咯包覆锌粉，锌粉是微米级锌粉和纳米级锌粉按照质量比100：15组成，微米级锌粉粒度为1-60μm，纳米级锌粉粒度为1-100nm；
步骤S12、将0.8g聚吡咯包覆锌粉、100mL DMF、0.3g 3-氯-2-羟基丙烯酸丙酯和0.2g KOH加入烧瓶中超声5min后，60℃下搅拌反应24h，离心洗涤，产物干燥，得到双键修饰聚吡咯包覆锌粉；
步骤S13、将1.5g双键修饰聚吡咯包覆锌粉超声分散于100mL乙醇溶液中，加入0.04g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌后转移至烧瓶中，氮气保护下搅拌30min，滴加0.4g丙烯酸，滴加完毕后升温至60℃，加入0.01g偶氮二异丁腈，搅拌反应8h，自然冷却至室温，离心洗涤，干燥，得到改性锌粉，乙醇溶液由无水乙醇和去离子水按照体积比95：5组成。
实施例2
一种改性锌粉，通过以下步骤制成：
步骤S11、将120mL去离子水和1.0g锌粉加入烧瓶中超声20min后加入0.3g吡咯，超声处理30min，再加入1.21g六水三氯化铁超声处理30min，离心洗涤，产物于50℃下干燥至恒重，得到聚吡咯包覆锌粉，锌粉是微米级锌粉和纳米级锌粉按照质量比100：50组成，微米级锌粉粒度为1-60μm，纳米级锌粉粒度为1-100nm；
步骤S12、将1.3g聚吡咯包覆锌粉、125mL DMF、0.5g 3-氯-2-羟基丙烯酸丙酯和0.4g KOH加入烧瓶中超声5min后，60℃下搅拌反应24h，离心洗涤，产物干燥，得到双键修饰聚吡咯包覆锌粉；
步骤S13、将1.5g双键修饰聚吡咯包覆锌粉超声分散于100mL乙醇溶液中，加入0.04g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌后转移至烧瓶中，氮气保护下搅拌30min，滴加0.6g丙烯酸，滴加完毕后升温至60℃，加入0.01g偶氮二异丁腈，搅拌反应10h，自然冷却至室温，离心洗涤，干燥，得到改性锌粉，乙醇溶液由无水乙醇和去离子水按照体积比95：5组成。
对比例1
本对比例为公开号为CN104449141B发明专利中实施例1制得的产品。
实施例3
一种交联剂，通过以下步骤制成：
步骤S21、将0.1mol 3,4-二羟基苯甲醛和150mL无水甲醇加入烧瓶中，搅拌后滴加0.1mol 3-氨基丙基三乙氧基硅烷和50mL甲醇组成的混合溶液，滴加结束后，氮气氛围下，60℃反应6h，减压蒸馏去除甲醇，得到硅氧烷反应单体；
步骤S22、将14.0g硅氧烷反应单体、36.28g三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和1.93g四丁基溴化铵加入烧瓶中，氮气保护下，100℃下反应6h，反应结束后，加入50mL四氢呋喃，搅拌后在乙醚中洗涤，最后于40℃下干燥，得到交联剂。
实施例4
一种交联剂，通过以下步骤制成：
步骤S21、将0.1mol 3,4-二羟基苯甲醛和150mL无水甲醇加入烧瓶中，搅拌后滴加0.1mol 3-氨基丙基三乙氧基硅烷和50mL甲醇组成的混合溶液，滴加结束后，氮气氛围下，60℃反应6h，减压蒸馏去除甲醇，得到硅氧烷反应单体；
步骤S22、将14.4g硅氧烷反应单体、36.28g三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和1.93g四丁基溴化铵加入烧瓶中，氮气保护下，100℃下反应8h，反应结束后，加入50mL四氢呋喃，搅拌后在乙醚中洗涤，最后于40℃下干燥，得到交联剂。
实施例5
一种复合冷镀锌涂料，按重量份计，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸树脂15份、实施例1的改性锌粉80份、实施例3的交联剂2份、增稠剂1份和去离子水10份。
该复合冷镀锌涂料的制备步骤如下：
按上述配比将水性丙烯酸树脂、水和改性锌粉加入反应釜中，搅拌10min后，加入交联剂和增稠剂，搅拌均匀，得到复合冷镀锌涂料。
其中，所述水性丙烯酸树脂选自纯丙乳液，增稠剂为市售HHBR。
实施例6
一种复合冷镀锌涂料，按重量份计，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸树脂15份、实施例1的改性锌粉88份、实施例4的交联剂3份、增稠剂1份和去离子水20份。
该复合冷镀锌涂料的制备步骤如下：
按上述配比将水性丙烯酸树脂、水和改性锌粉加入反应釜中，搅拌20min后，加入交联剂和增稠剂，搅拌均匀，得到复合冷镀锌涂料。
其中，所述水性丙烯酸树脂选苯丙乳液，增稠剂为市售PUR2025。
实施例7
一种复合冷镀锌涂料，按重量份计，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸树脂10份、实施例2的改性锌粉93份、实施例4的交联剂5份、增稠剂1份和去离子水20份。
该复合冷镀锌涂料的制备步骤如下：
按上述配比将水性丙烯酸树脂、水和改性锌粉加入反应釜中，搅拌30min后，加入交联剂和增稠剂，搅拌均匀，得到复合冷镀锌涂料。
其中，所述水性丙烯酸树脂选自硅丙乳液，增稠剂为市售HHBR。
对比例2
与实施例5相比，将实施例5中改性锌粉替换成对比例1中物质，其余原料及制备过程同实施5。
对比例3
与实施例5相比，将实施例5中交联剂去除，其余原料及制备过程同实施5。
对实施例5-实施例7和对比例2-对比例3所得复合冷镀锌涂料进行性能测试，按照划格法GB 9286-1998测试附着力级(采用单刃切割道具，150mm×100mm的长方形钢板为底材，切割间距为1mm，漆膜厚度60μm)；采用普林斯顿273A电化学测试系统，电解池采用三电极体系，辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，体层/基体试样为工作电极，工作电极的有效面积为12.56cm2，腐蚀介质为3.5wt％NaCl溶液，记录腐蚀电位为-0.86V/SCE时所对应的浸泡时间，即相当于涂层的阴极保护作用时间，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，相比于对比例2-对比例3，实施例5-实施例7所得冷镀锌涂料不仅附着力高，且阴极保护作用时间长，原因在于两点，一是实施例中改性锌粉表面有聚吡咯包覆层和丙烯酸酯类聚合物，丙烯酸酯类聚合物与丙烯酸树脂之间良好的相容性，相比于直接采用偶联剂处理锌粉相比，在不削减锌粉导电性的同时增强了其分散稳定性，充分发挥锌粉“牺牲阳极”的保护作用；二是实施例中交联剂其末端含有高活性环氧基团，能够作为改性锌粉和丙烯酸树脂之间的桥联剂，将改性锌粉与丙烯酸树脂通过化学键连接，提高涂层的致密度，并且交联剂中含有硅氧烷结构、席夫碱结构，与金属材料之间有良好的结合能力，并且硅氧烷结构水解产物能够缩合形成Si-O-Si结构，降低涂料表面能，提高涂料的耐候性能、耐腐蚀性能；
综上，本发明制备的复合冷镀锌涂料使改性锌粉颗粒被牢牢粘附在基材上，使涂膜锌与基材表面发生电化学结合，附着力高抗剥落，并且绿色环保，腐蚀防护作用优异。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种复合冷镀锌涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：
水性丙烯酸树脂10-15份、改性锌粉80-93份、交联剂2-5份、增稠剂1份和去离子水10-20份；
其中，改性锌粉通过以下步骤制成：
将双键修饰聚吡咯包覆锌粉超声分散于乙醇溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌后转移至烧瓶中，氮气保护下搅拌30min，滴加丙烯酸，滴加完毕后升温至60℃，加入偶氮二异丁腈，搅拌反应8-10h，得到改性锌粉；
双键修饰聚吡咯包覆锌粉通过以下步骤制成：
将去离子水和锌粉加入烧瓶中超声后加入吡咯，超声处理30min后加入六水三氯化铁超声处理30min，离心洗涤，干燥，得到聚吡咯包覆锌粉；
将聚吡咯包覆锌粉、DMF、3-氯-2-羟基丙烯酸丙酯和KOH混合，60℃下搅拌反应24h，离心洗涤、干燥，得到双键修饰聚吡咯包覆锌粉；
交联剂通过以下步骤制成：
将3,4-二羟基苯甲醛和无水甲醇混合，搅拌后滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷的甲醇溶液，滴加结束后，氮气氛围下，60℃反应6h，得到硅氧烷反应单体；
将硅氧烷反应单体、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和四丁基溴化铵加入烧瓶中，氮气保护下，100℃下反应6-8h，得到交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种复合冷镀锌涂料，其特征在于，双键修饰聚吡咯包覆锌粉、乙醇溶液、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸和偶氮二异丁腈用量比为1.5g：100mL：0.04g：0.4-0.6g：0.01g。
3.根据权利要求1所述的一种复合冷镀锌涂料，其特征在于，去离子水、锌粉、吡咯和六水三氯化铁的用量比为100-120mL：0.5-1.0g：0.3g：1.21g。
4.根据权利要求1所述的一种复合冷镀锌涂料，其特征在于，锌粉是微米级锌粉和纳米级锌粉按照质量比100：15-50组成，微米级锌粉粒度为1-60μm，纳米级锌粉粒度为1-100nm。
5.根据权利要求1所述的一种复合冷镀锌涂料，其特征在于，聚吡咯包覆锌粉、DMF、3-氯-2-羟基丙烯酸丙酯和KOH的用量比为0.8-1.3g：100-125mL：0.3-0.5g：0.2-0.4g。
6.根据权利要求1所述的一种复合冷镀锌涂料，其特征在于，3,4-二羟基苯甲醛和3-氨基丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：1。
7.根据权利要求1所述的一种复合冷镀锌涂料，其特征在于，硅氧烷反应单体、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和四丁基溴化铵之间的质量比为14.0-14.4：36.28：1.93。
8.根据权利要求1所述的一种复合冷镀锌涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水性丙烯酸树脂、去离子水和改性锌粉加入反应釜中，搅拌10-30min后，加入交联剂和增稠剂，搅拌均匀，得到复合冷镀锌涂料。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5522981A (en) * | 1993-12-21 | 1996-06-04 | Sollac | Process and bath for the electrolytic deposition of polypyrrole on an oxidizable metal surface by electro-polymerization |
| WO2014201471A1 (en) * | 2013-06-14 | 2014-12-18 | University Of Washington | Conjugated polymers for conductive coatings and devices |
| CN104449141A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-25 | 海南电力技术研究院 | 纳米复合冷镀锌涂料及其制备方法 |
| CN106268961A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-01-04 | 辽宁大学 | Ag/PAM/PPy/GO复合材料的制备方法及其应用 |
| CN107099055A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-29 | 常州大学 | 一种以凹凸棒土为模板的三氧化钨/聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法 |
| CN112521790A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-19 | 武汉双虎涂料有限公司 | 一种改性锌粉及其制备方法和应用 |
| WO2023035485A1 (zh) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | 江苏冠军科技集团股份有限公司 | 一种超支化环氧富锌涂料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5522981A (en) * | 1993-12-21 | 1996-06-04 | Sollac | Process and bath for the electrolytic deposition of polypyrrole on an oxidizable metal surface by electro-polymerization |
| WO2014201471A1 (en) * | 2013-06-14 | 2014-12-18 | University Of Washington | Conjugated polymers for conductive coatings and devices |
| CN104449141A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-25 | 海南电力技术研究院 | 纳米复合冷镀锌涂料及其制备方法 |
| CN106268961A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-01-04 | 辽宁大学 | Ag/PAM/PPy/GO复合材料的制备方法及其应用 |
| CN107099055A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-29 | 常州大学 | 一种以凹凸棒土为模板的三氧化钨/聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法 |
| CN112521790A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-19 | 武汉双虎涂料有限公司 | 一种改性锌粉及其制备方法和应用 |
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