TW202325805A - 防腐蝕的塗料層結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種防腐蝕的塗料層結構及其製造方法，該塗料層結構為一薄片狀結構，其形態為矩形或圓形；該薄片狀結構係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合且在25~35℃下經乾燥所形成，上述各成分所佔的質量百分比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%。該薄片狀結構尚用於塗佈在一金屬層上方。

Description

防腐蝕的塗料層結構及其製造方法

本發明係有關於防腐蝕結構，尤其是一種防腐蝕的塗料層結構及其製造方法。

目前全世界很多的機件係由鋼結構所構成，比如建築結構、機械結構、車輛船舶等等，都是應用大量的鋼結構所製成。在傳統上鋼結構碰到氧氣及水就會產生腐蝕的現象，所以一般在鋼結構上面必須形成防腐材料，以作為防蝕並延長機件壽命之用。習知技術中在一金屬管路的外圍加上塗料(如俗稱的紅丹漆)，並應用水刀、噴砂、研磨等除鏽方式，以使得該金屬管路具有防鏽作用。

惟上述習知的防鏽方式，紅丹漆含有重金屬鉛，會嚴重汙染環境，不符合環保需求。而傳統的水刀、噴砂、研磨等除鏽方式均無法避免金屬管路與外部空氣及水分接觸，因此在除鏽過程中也同時導致新的鏽蝕問題產生。再者這些工法往往需要在高溫下進行，也會進一步加速新的鏽蝕速度。

現今也有應用塗料，其主要有溶劑型和水溶性兩種，以有機物為溶劑或分散介質的油性塗料，但這些揮發性有機物具有毒性，容易污染環境且無法達到較佳的鐵銹轉化。

故本案希望提出一種嶄新的防腐蝕的塗料層結構及其製造方法，以解 決上述先前技術上的缺陷。

所以本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，本發明中提出一種防腐蝕的塗料層結構及其製造方法，係應用高分子複合乳液材料及鐵鏽轉化材料形成一防腐蝕塗層，可以塗佈在金屬板材上，達到相當優良的防鏽及防腐蝕效果。該防腐蝕塗層所製成，具有相當高的均勻性、結合強度及硬度，並且具有相當優良的鐵銹轉化能力，且不會有傳統塗膜易泛白的問題。再者本案的製造溫度相當低，可以節省能源，無揮發性氣體產生，有利於環保的訴求。

為達到上述目的本發明中提出一種防腐蝕的塗料層結構，為一薄片狀結構，其形態為矩形或圓形；該薄片狀結構係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合且在25~35℃下經乾燥所形成，上述各成分所佔的質量百分比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%；以及其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：該多元酚化合物佔10~20%；該乙醇佔12~22%；該多元醇佔0.5~2%；該有機酸佔1.5~4.5%；該去離子水佔60~75%。

本案尚提出一種具有防腐蝕塗層的金屬板材，包含一金屬層；一塗層，為一薄片狀結構，塗佈在該金屬層上方，該薄片狀結構係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合且在 25~35℃下經乾燥所形成之塗層，上述各成分所佔的質量百分比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%；以及其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：該多元酚化合物佔10~20%；該乙醇佔12~22%；該多元醇佔0.5~2%；該有機酸佔1.5~4.5%；該去離子水佔60~75%。

本案尚提出一種防腐蝕的塗料，係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合形成，上述各成分所佔的質量百分比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%；以及其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：該多元酚化合物佔10~20%；該乙醇佔12~22%；該多元醇佔0.5~2%；該有機酸佔1.5~4.5%；該去離子水佔60~75%。

本案尚提出一種防腐蝕的塗料的製造方法，包含下列步驟：步驟A：將乙醇及去離子水混合並攪拌均勻，然後加入多元酚使其完全溶解，再分別加入多元醇、有機酸及另外之一定量的去離子水，攪拌均勻後即得到鐵鏽轉化劑；步驟B：將苯丙乳液及環氧乳液混合並攪拌均勻，再緩慢加入脲醛樹脂膠水，並快速攪拌20~30分鐘，而得到複合高分子乳液；步驟C：將該複合高分子乳液及該鐵鏽轉化劑混合並攪拌均勻，再分批加入滲透劑和成膜助劑，並持續攪拌，然後緩慢加入增稠分散劑及水，並加熱至50~65℃， 再攪拌30~50分鐘，即得到防腐蝕的塗料。

由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

10:薄片狀結構

20:金屬層

30:塗層

圖1顯示本案之薄片狀結構之示意圖。

圖2顯示本案之薄片狀結構之另一型態示意圖。

圖3顯示本案之金屬層及塗層之組合示意圖。

圖4顯示圖3之另一型態示意圖。

圖5顯示本案之塗層結構之成分比例示意圖。

茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖1至圖2所示，顯示本案之防腐蝕的塗層結構，其為一薄片狀結構10，該薄片狀結構10係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合且在25~35℃下經乾燥所形成，上述各成分所佔的質量百分比例為：鐵鏽轉化劑25~35%；複合高分子乳液45~55%；滲透劑0.02~0.4%；成膜助劑0.2~0.8%；增稠分散劑0.015~0.25%；去離子水15~25%，如圖5所示。

該薄片狀結構10可以是各種不同的形態，較佳者該薄片狀結構10為矩形(如圖1所示)或圓形(如圖2所示)。

其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：多元酚化合物 10~20%；乙醇12~22%；多元醇0.5~2%；有機酸1.5~4.5%；去離子水60~75%。

其中該複合高分子乳液由苯丙乳液、環氧乳液及脲醛樹脂膠水混合形成，且其混合質量比例為該苯丙乳液：該環氧乳液：該脲醛樹脂膠水=6：0.5：3.5；該滲透劑的成分選自丙三醇、山梨糖醇中之至少一項；該成膜助劑是乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；該增稠分散劑選自羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或精緻瓊脂。

其中在該鐵鏽轉化劑中，該多元酚化合物由”連苯三酚或均苯三酚”及對苯二酚混合形成，該多元醇為丙三醇或山梨糖醇，該有機酸為檸檬酸或酒石酸。

圖3至圖4為本案之另一實施例，其中顯示一種具有上述塗層結構的金屬板材，包含下列元件：

一金屬層20；

一塗層30，為一薄片狀結構10，塗佈在該金屬層20上方，該薄片狀結構10係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合且在25~35℃下經乾燥所形成之塗層，上述各成分所佔的質量百分比例為：鐵鏽轉化劑佔25~35%；複合高分子乳液佔45~55%；滲透劑佔0.02~0.4%；成膜助劑佔0.2~0.8%；增稠分散劑佔0.015~0.25%；去離子水佔15~25%。

其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：多元酚化合物佔10~20%；乙醇佔12~22%；多元醇佔0.5~2%；有機酸佔1.5~4.5%；去離子水佔60~75%。

其中該複合高分子乳液由苯丙乳液、環氧乳液及脲醛樹脂膠水混合形成，且其混合質量比例為該苯丙乳液：該環氧乳液：該脲醛樹脂膠水=6：0.5：3.5；該滲透劑的成分選自丙三醇、山梨糖醇中之至少一項；該成膜助劑是乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；該增稠分散劑選自羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或精緻瓊脂。

其中在該鐵鏽轉化劑中，該多元酚化合物由”連苯三酚或均苯三酚”及對苯二酚混合形成，該多元醇為丙三醇或山梨糖醇，該有機酸為檸檬酸或酒石酸。

上述各實施例的該塗層結構係由一塗料所形成，本案的該塗料的製造方法包含下列步驟：

步驟A：將12~22克的乙醇及12~22克的去離子水混合並攪拌均勻，然後加入多元酚使其完全溶解，再分別加入多元醇、有機酸及另外的38~63克的去離子水，攪拌均勻後即得到鐵鏽轉化劑；

其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：多元酚化合物佔10~20%；乙醇佔12~22%；多元醇佔0.5~2%；有機酸佔1.5~4.5%；去離子水佔60~75%。

其中在該鐵鏽轉化劑中，該多元酚化合物由”連苯三酚或均苯三酚”及對苯二酚混合形成，該多元醇為丙三醇或山梨糖醇，該有機酸為檸檬酸或酒石酸。本例中該多元酚化合物由9~19克的連苯三酚及1克的對苯二酚混合形成。該多元醇為0.5~1克的丙三醇。該有機酸為1.5~4克的檸檬酸。

步驟B：將苯丙乳液及環氧乳液混合並攪拌均勻，再緩慢加入脲醛樹脂 膠水，並快速攪拌20~30分鐘，而得到複合高分子乳液；

其中該複合高分子乳液由苯丙乳液、環氧乳液及脲醛樹脂膠水混合形成，且其混合質量比例為該苯丙乳液：該環氧乳液：該脲醛樹脂膠水=6：0.5：3.5。本例中使用60克的苯丙乳液、5克的環氧乳液及35克的脲醛樹脂膠水混合形成該複合高分子乳液。

步驟C：將45~55克的該複合高分子乳液及25~35克的該鐵鏽轉化劑混合並攪拌均勻，再分批加入0.02~0.4克的滲透劑和0.2~0.8克的成膜助劑，並持續攪拌，然後緩慢加入增稠分散劑及15~25克的水(較佳者為去離子水)，並加熱至50~65℃，再攪拌30~50分鐘，即得到防腐蝕的塗料。

其中該滲透劑的成分選自丙三醇、山梨糖醇中之至少一項；該成膜助劑是乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；該增稠分散劑選自羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或精緻瓊脂。本例中該滲透劑為丙三醇，該成膜助劑為乙二醇乙醚，該增稠分散劑為羧甲基纖維素。

本案應用上述方法所製造之防腐蝕的塗料，係由該鐵鏽轉化劑、該複合高分子乳液、該滲透劑、該成膜助劑、該增稠分散劑及該去離子水所混合形成，上述各成分所佔的質量百分比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%。

本案可將上述所製成的塗料塗佈在具有鏽面的矩形或圓形之金屬板材(如鋼板)上，該塗料在25~35℃的室溫下經過10~15分鐘，即可在金屬板材的表面形成緻密均勻的黑色塗膜，經過25~35分鐘後即可完全乾燥成形。

本案的優點在於應用高分子複合乳液材料及鐵鏽轉化材料形成一防腐 蝕塗層，可以塗佈在金屬板材上，達到相當優良的防鏽及防腐蝕效果。該防腐蝕塗層所製成，具有相當高的均勻性、結合強度及硬度，並且具有相當優良的鐵銹轉化能力，且不會有傳統塗膜易泛白的問題。再者本案的製造溫度相當低，可以節省能源，無揮發性氣體產生，有利於環保的訴求。

綜上所述，本案人性化之體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

10:薄片狀結構

20:金屬層

30:塗層

Claims (11)

1. 一種防腐蝕的塗料層結構，為一薄片狀結構，其形態為矩形或圓形；該薄片狀結構係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合且在25~35℃下經乾燥所形成，上述各成分所佔的質量百分比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%；以及

   其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：該多元酚化合物佔10~20%；該乙醇佔12~22%；該多元醇佔0.5~2%；該有機酸佔1.5~4.5%；該去離子水佔60~75%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之防腐蝕的塗料層結構，其中該複合高分子乳液由苯丙乳液、環氧乳液及脲醛樹脂膠水混合形成，且其混合質量比例為該苯丙乳液：該環氧乳液：該脲醛樹脂膠水=6：0.5：3.5；該滲透劑的成分選自丙三醇、山梨糖醇中之至少一項；該成膜助劑是乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；該增稠分散劑選自羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或精緻瓊脂。
3. 如申請專利範圍第1項所述之防腐蝕的塗料層結構，其中在該鐵鏽轉化劑中，該多元酚化合物由”連苯三酚或均苯三酚”及對苯二酚混合形成，該多元醇為丙三醇或山梨糖醇，該有機酸為檸檬酸或酒石酸。
4. 一種具有防腐蝕塗層的金屬板材，包含：

   一金屬層；

   一塗層，為一薄片狀結構，塗佈在該金屬層上方，該薄片狀結構係由 鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合且在25~35℃下經乾燥所形成之塗層，上述各成分所佔的質量百分比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%；以及

   其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：該多元酚化合物佔10~20%；該乙醇佔12~22%；該多元醇佔0.5~2%；該有機酸佔1.5~4.5%；該去離子水佔60~75%。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有防腐蝕塗層的金屬板材，其中薄片狀結構的形態為矩形或圓形。
6. 如申請專利範圍第4項所述之具有防腐蝕塗層的金屬板材，其中該複合高分子乳液由苯丙乳液、環氧乳液及脲醛樹脂膠水混合形成，且其混合質量比例為該苯丙乳液：該環氧乳液：該脲醛樹脂膠水=6：0.5：3.5；該滲透劑的成分選自丙三醇、山梨糖醇中之至少一項；該成膜助劑是乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；該增稠分散劑選自羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或精緻瓊脂。
7. 如申請專利範圍第4項所述之具有防腐蝕塗層的金屬板材，其中在該鐵鏽轉化劑中，該多元酚化合物由”連苯三酚或均苯三酚”及對苯二酚混合形成，該多元醇為丙三醇或山梨糖醇，該有機酸為檸檬酸或酒石酸。
8. 一種防腐蝕的塗料，係由鐵鏽轉化劑、複合高分子乳液、滲透劑、成膜助劑、增稠分散劑及去離子水所混合形成，上述各成分所佔的質量百分 比例為：該鐵鏽轉化劑佔25~35%；該複合高分子乳液佔45~55%；該滲透劑佔0.02~0.4%；該成膜助劑佔0.2~0.8%；該增稠分散劑佔0.015~0.25%；該去離子水佔15~25%；以及

   其中該鐵鏽轉化劑包含多元酚化合物、乙醇、多元醇、有機酸及去離子水，上述該鐵鏽轉化劑之各成分所佔的質量百分比例為：該多元酚化合物佔10~20%；該乙醇佔12~22%；該多元醇佔0.5~2%；該有機酸佔1.5~4.5%；該去離子水佔60~75%。
9. 如申請專利範圍第8項所述之防腐蝕的塗料，其中該複合高分子乳液由苯丙乳液、環氧乳液及脲醛樹脂膠水混合形成，且其混合質量比例為該苯丙乳液：該環氧乳液：該脲醛樹脂膠水=6：0.5：3.5；該滲透劑的成分選自丙三醇、山梨糖醇中之至少一項；該成膜助劑是乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；該增稠分散劑選自羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉或精緻瓊脂。
10. 如申請專利範圍第8項所述之防腐蝕的塗料，其中在該鐵鏽轉化劑中，該多元酚化合物由”連苯三酚或均苯三酚”及對苯二酚混合形成，該多元醇為丙三醇或山梨糖醇，該有機酸為檸檬酸或酒石酸。
11. 一種製造申請專利範圍第8項之防腐蝕的塗料的方法，包含下列步驟：

    步驟A：將乙醇及去離子水混合並攪拌均勻，然後加入多元酚使其完全溶解，再分別加入多元醇、有機酸及另外之一定量的去離子水，攪拌均勻後即得到鐵鏽轉化劑；

    步驟B：將苯丙乳液及環氧乳液混合並攪拌均勻，再緩慢加入脲醛樹脂膠水，並快速攪拌20~30分鐘，而得到複合高分子乳液；

    步驟C：將該複合高分子乳液及該鐵鏽轉化劑混合並攪拌均勻，再分批加入滲透劑和成膜助劑，並持續攪拌，然後緩慢加入增稠分散劑及水，並加熱至50~65℃，再攪拌30~50分鐘，即得到防腐蝕的塗料。

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