CN1763138A - 一种高效低成本环保型纳米复合防锈涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效低成本环保型纳米复合防锈涂料及其制备方法。本发明的防锈涂料，包括醇酸、环氧酯、填料、助剂，还包括纳米复合防锈粉。纳米复合防锈粉是纳米TiO2以超细粉体与Fe3O4或P2O3复合而制成的缓蚀剂中的一种或两种的混合物。本发明的纳米复合防锈涂料防锈性能优于传统的红丹、铁红等防锈涂料，耐盐水达240h以上，并避免传统的红丹防锈颜料中铅对环境的污染以及对施工人员健康的影响问题；另外，本发明的防绣涂料生产工艺简单，成本低，对环境及施工人员毒害少，有很强的社会及经济价值，可全面替代红丹广泛应用于各类军事装备和民用设施的防腐涂装体系方面。
Description
技术领域
本发明涉及一种防锈涂料，具体涉及一种高效低成本环保型防锈涂料。
背景技术
涂料是一种涂覆在被保护和被装饰基体表面并能形成牢固附着的连续薄膜的新型高分子材料和配套工程材料，应用领域极其广泛。据有关资料报道，全世界每年因为金属腐蚀造成的经济损失大约在7000亿美元，占各国国民生产总值的2～4％，中国每年金属腐蚀损失也约占国民生产总值的4％左右。全世界每年要付出10％金属被腐蚀掉的沉重代价，金属防腐是业界的重大课题。
与其他各种防腐蚀手段相比，防锈涂料是最经济、最方便有效、应用最普遍的防腐材料，因此，人们习惯地把能够在自然条件下(即在大气、水和土壤等之中)防止金属腐蚀的底漆称为防锈涂料(或防腐底漆、防腐涂料、防锈底漆)，防锈涂料占涂料总量约四分之一，是涂料最重要的组成部分。2001年我国防锈涂料用量约35万吨且年增长率10％以上，全世界每年销售量约300万吨。传统以红丹为防锈颜料的防锈涂料是性价比最佳、使用最多的防锈涂料，但红丹系列防锈涂料中铅对环境存在严重的污染问题，而且对施工人员的身体伤害很大。随着工业化的进程和社会的进步，人们对防锈涂料的要求也越来越高。因此，为提高涂料的保护寿命，保护施工人员的身体健康和环境，节约施工费用，环保型、高效低成本防锈涂料的研制势在必行。
美国、德国、日本等西方国家的公司如Sherwin-Williams公司、SNCZ公司、英国石油公司等，其研究方向主要是在磷酸盐、钼酸盐，硼酸盐类防锈颜料基础上改性，其主要途径是增加磷酸盐中金属离子的种类，即：磷酸锌—磷酸锌铝—磷酸钙铝锌—磷钼酸锌钙等，如此改性之后，其防锈能力有的接近红丹，有的略超过红丹，但其成本较红丹大大提高，有的甚至提高了3～5倍或更高。对于磷酸锌防锈漆，磷酸锌水溶性大，不宜单独使用，常与红丹、锌黄、氧化锌等配合使用，对降低铅类防锈漆的环境危害的功效不大，因此，从技术上并没有根本性的突破。
寻找一种完全无毒无污染，同时在防锈性能上可与红丹媲美，且价格合理的新的防锈颜料，一直是国内外防腐研究的重点。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有防锈涂料存在的问题，提供一种防锈性能强、无毒无污染、成本低的防锈涂料。
本发明的另一个目的是提供上述防锈涂料的制备方法。
本发明的目的通过以下过程来实现：以醇酸、环氧、环氧酯、氯化橡胶等常规成膜物质为基料，通过合适的工艺添加纳米复合防锈颜料为主要缓蚀剂，再配以适当的填料和助剂，制备出成本相对较低的高效且环保的防锈涂料。
本发明的防锈涂料，包括醇酸、环氧酯、填料、助剂，还包括纳米复合防锈粉。纳米复合防锈粉是纳米TiO2以超细粉体与Fe3O4或P2O3复合而制成的缓蚀剂中的一种或两种的混合物。该纳米复合防锈粉是运用超(微)细技术研制开发的一种高性能、环保型的无机复合粉。该粉体是一种新型的材料，具有许多独特性能，其防锈性能优异、无毒、无害、价格低廉，重金属含量仅为万分之二以下。它不仅解决了红丹类铅铬等防锈颜料污染严重的问题，而且在我们研制的防锈涂料中反映出在防锈性能及性能价格比上超过目前国内外所有的防锈涂料。
本发明的防绣材料的具体配方如下：(重量百分数)
醇酸树脂/环氧酯 38～45％
纳米复合防锈粉 18～25％
颜填料 10～30％
分散剂 0.2～0.5％
防沉胶 1.00～3.00％
催干剂 2.5～3.5％
防结皮剂 1.00～3.00％
溶剂 余量
本发明配方中，所述醇酸树脂、环氧酯分别为中长油度亚麻油醇酸树脂及中长油度亚油酸环氧酯树脂；所述分散剂为聚羧酸和胺衍生物的盐、或油基氨基油酸盐的一种或一种以上；所述催干剂为萘酸或环烷酸的钴、钙、锌、铅、锰盐中的一种或几种的混合物；所述防结皮剂为肟类或取代基的酚类化合物的一种或两种的混合物；所述防沉胶为2-甲基-2-氢化牛脂膨润土铵盐或2-甲基苄基-氢化牛脂水辉石铵盐的一种或两种的混合物。所述溶剂为烷烃类或芳烃类溶剂。
所述颜填料是指着色颜料和用以提高涂膜机械性能及降低成本的填充料的混合。
本发明的防锈涂料所用非铅系缓蚀剂的最佳含量为18.00～25.00％，如含量太低，难以发挥纳米材料的缓蚀防护作用。如含量太高，涂料的成膜性能不好，而且涂膜的稳定性变差。
上述防锈涂料的制备方法，如下所示：
(1)将醇酸树脂/环氧酯、分散剂、纳米复合防锈粉、颜填料按比例混合，搅拌，使复合铁钛粉及颜填料得到初步润湿分散；
(1)将所得混合物转入砂磨机进行研磨分散，使细度不大于50u(u为涂料细度单位，即nm)；
(3)细度合格后，按比例加入催干剂、防沉胶、防结皮剂搅拌均匀；
(4)在上述容器内，加入溶剂，调节粘度为70s～120s(涂4-粘度杯)；搅拌10～20分钟，使物料分散均匀，检验、包装、成品；
(5)可以根据需要加入各种颜色物质，以调节防绣涂料的颜色。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明以非铅系纳米复合防锈颜料为主要缓蚀剂，配以适当的成膜物质及颜填料和助剂，研制出新型的高效低成本防锈涂料，其防锈性能优于传统的红丹、铁红等防锈涂料，耐盐水(3％NaCl水溶液)达240h以上，并避免传统的红丹防锈颜料中铅对环境的污染以及对施工人员健康的影响问题。
2、本发明的防绣涂料生产工艺简单，成本低，对环境及施工人员毒害少，有很强的社会及经济价值，可全面替代红丹广泛应用于各类军事装备和民用设施的防腐涂装体系方面。
具体实施方式
实施例1
将45kg亚油酸环氧酯树脂、0.3kg聚羧酸胺盐、23kg铁钛防锈粉、12kg氧化铁红颜料、4kg三聚磷酸铝颜料、8kg滑石粉填料混合，搅拌；将所得混合物转入砂磨机进行研磨分散，使细度不大于50u。再加入3kg环烷酸铅、环烷酸锰混合干料，2kg 2-甲基-2-氢化牛脂膨润土铵盐、1kg 841防结皮剂、1.0kg双戊烯搅拌均匀；最后加入0.7kg 200#汽油溶剂调节粘度为80s；搅拌20分钟，使物料分散均匀，检验、包装、成品。
实施例2
将43kg亚麻油醇酸树脂、0.3kg聚羧酸胺盐、25kg铁钛防锈粉、11.5kg氧化铁红颜料、4kg磷酸锌颜料、8kg滑石粉填料混合，搅拌；将所得混合物转入砂磨机进行研磨分散，使细度不大于50u。再加入3kg环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸锰混合干料，2kg 2-甲基-2-氢化牛脂膨润土铵盐、1kg 841防结皮剂、1.3kg双戊烯搅拌均匀，最后加入0.9kg 200#汽油溶剂调节粘度为90s；搅拌10分钟，使物料分散均匀，检验、包装、成品。
实施例3
将43kg亚麻油醇酸树脂、0.3kg聚羧酸胺盐、25kg铁钛防锈粉、6kg耐晒黄颜料、0.2kg大红粉颜料、6kg钛白粉颜料、4kg磷酸锌颜料、8kg滑石粉填料混合，搅拌；将所得混合物转入砂磨机进行研磨分散，使细度不大于50u。再加入3kg环烷酸钴混合干料，2kg 2-甲基苄基-氢化牛脂水辉石铵盐、1kg 841防结皮剂、0.5kg双戊烯搅拌均匀；最后加入1.0kg 200#汽油溶剂，调节粘度为120s；搅拌15分钟，使物料分散均匀，检验、包装、成品。
对比例
将实施例3所得防绣涂料与现有的防绣涂料进行对比，主要技术参数指标如表1所示。
表1
备注：①所指经济性是指以高效低成本环保型防锈涂料与红丹醇酸漆原材料成本的比值。
可见，本发明的防绣涂料与同类产品相比有着优异的耐盐水、耐盐雾性、附着力及经济性。
Claims (9)
1.一种防锈涂料，包括醇酸、环氧酯、填料、助剂，其特征在于还包括纳米复合防锈粉。
2.根据权利要求1所述的防锈涂料，其特征在于所述纳米复合防锈粉是纳米TiO2以超细粉体与Fe3O4或P2O3复合而制成的缓蚀剂中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求2所述的防锈涂料，其特征在于由如下组分及重量百分数组成：
醇酸树脂/环氧酯 38～45％
纳米复合防锈粉 18～25％
颜填料 10～30％
催干剂 2.5～3.5％
分散剂 0.2～0.5％
防沉胶 1.00～3.00％
防结皮剂 1.00～3.00％
溶剂 余量。
4.根据权利要求3所述的防锈涂料，其特征在于所述分散剂为聚羧酸和胺衍生物的盐、油基氨基油酸盐中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求3所述的防锈涂料，其特征在于所述催干剂为萘酸、环烷酸钴、环烷酸钙、环烷酸锌、环烷酸铅或环烷酸锰中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求3所述的防锈涂料，其特征在于所述防结皮剂为肟类或取代基的酚类化合物的一种或两种的混合物。
7.根据权利要求3所述的防锈涂料，其特征在于所述防沉胶为2-甲基-2-氢化牛脂膨润土铵盐或2-甲基苄基-氢化牛脂水辉石铵盐的一种或两种的混合物。
8.根据权利要求3所述的防锈涂料，其特征在于所述溶剂为烷烃类或芳烃类溶剂。
9.一种权利要求3所述防锈涂料的制备方法，如下所示：
(1)将醇酸树脂/环氧酯、分散剂、纳米复合防锈粉、颜填料按比例混合，搅拌；
(2)将所得混合物转入砂磨机进行研磨分散，使细度不大于50u；
(3)按比例加入催干剂、防沉胶、防结皮剂搅拌均匀；
(4)加入溶剂，调节粘度为70s～120s；搅拌10～20分钟，使物料分散均匀，检验、包装、成品。
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2005
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