一種水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料及其制備方法
【專利說(shuō)明】一種水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]鋼鐵材料的生銹腐蝕會(huì)影響其外觀和用途，通常使用防腐蝕涂料作為防護(hù)層。為了獲得優(yōu)良的防護(hù)性能，涂裝前需要對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行除銹處理，否則會(huì)由于鐵銹的生長(zhǎng)影響涂層的防腐效果。
[0004]帶銹涂料是指能在一定銹蝕的金屬表面上直接施工，并獲得防腐效果的涂料，使用帶銹涂料可以省去繁瑣的鋼鐵除銹過(guò)程。水性帶銹涂料由于環(huán)境友好、不燃等優(yōu)勢(shì)得到了大力推廣。帶銹涂料按作用方式分為穩(wěn)定型、滲透型和轉(zhuǎn)化型三種，其中轉(zhuǎn)化型帶銹涂料是在成膜物質(zhì)中加入銹轉(zhuǎn)化劑，可以直接涂刷在銹蝕金屬表面，將鐵銹轉(zhuǎn)化成無(wú)害的或具有一定保護(hù)作用的絡(luò)合物或螯合物。通常使用的銹轉(zhuǎn)化劑有磷酸、單寧酸和亞鐵氰化鉀等，然而這些銹轉(zhuǎn)化劑本身呈酸性，對(duì)鐵銹的轉(zhuǎn)化過(guò)程需要酸性條件，且酸性的銹轉(zhuǎn)化劑對(duì)通常使用的堿性乳液穩(wěn)定性有破壞作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種使用酸性乳液氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液作為成膜物質(zhì)的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，以消除現(xiàn)有酸性的銹轉(zhuǎn)化劑對(duì)水性帶銹涂料成膜物質(zhì)穩(wěn)定性的影響，同時(shí)酸性共聚乳液可以使銹轉(zhuǎn)化劑更好地發(fā)揮作用。
[0006]為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，它包括以下質(zhì)量份的組分:水性聚合物乳液30-47份，銹轉(zhuǎn)化劑2-12份，著色顏料3-17份、防銹顏料3-20份，填料4-8份，消泡劑0.1-0.5份，分散劑0.1-1份，成膜助劑0.5-4份，乳液穩(wěn)定劑0.1-2份，增稠劑0.1-0.5份，防霉劑0.1-0.5份，水10-35份；
所述的水性聚合物乳液為氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液。
[0007]進(jìn)一步，所述的銹轉(zhuǎn)化劑優(yōu)選為羥基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP )、二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP )中的一種或幾種。
[0008]進(jìn)一步，所述的防銹顏優(yōu)選為磷酸鋅鋁，著色顏料優(yōu)選為鈦白粉、氧化鐵紅中的一種或兩種，填料優(yōu)選為沉淀硫酸鋇或矽麗粉；消泡劑優(yōu)選為聚醚硅氧烷共聚物乳液；成膜助劑優(yōu)選為乙二醇丁醚或醇酯十二 ；乳液穩(wěn)定劑優(yōu)選為聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物；增稠劑優(yōu)選為有機(jī)改性蒙脫土 ；防霉劑優(yōu)選為亞硝酸鈉或苯甲酸鈉，分散劑優(yōu)選為六偏磷酸鈉。
[0009]進(jìn)一步，所述的水性聚合物乳液中，氯乙烯、偏氯乙烯及丙烯酸三者的摩爾比為1:1:1。
[0010]本發(fā)明使用了酸性乳液氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液作為成膜物質(zhì)，可以提供銹轉(zhuǎn)化劑反應(yīng)需要的酸性條件，同時(shí)可以避免酸性的銹轉(zhuǎn)化劑對(duì)通常使用的堿性乳液穩(wěn)定性的破壞，本發(fā)明還使用了一些具有多元螯合能力的有機(jī)膦酸作為銹轉(zhuǎn)化劑，這些銹轉(zhuǎn)化劑可與鐵銹反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物膜，起到除銹和鈍化的效果。
[0011]上述水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料的制備方法，其采用以下步驟:
1)將增稠劑、乳液穩(wěn)定劑、5-15份水和成膜助劑混合攪拌均勻，攪拌中加入消泡劑和分散劑；
2)在步驟I)所得的混合物中加入顏料和填料，研磨至細(xì)度為30-50微米；
3)在500-600rpm的攪拌條件下，將銹轉(zhuǎn)化劑加入到水性聚合物乳液中，混合均勻；
4)在1500-1800rpm的攪拌條件下，將步驟3)得到的混合物加入到步驟2)所得的混合物中，加入防霉劑和余量水，攪拌均勻，過(guò)濾，得到水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料。
[0012]以上攪拌、高速分散和研磨可以使用通用的混合分散和球磨設(shè)備，如高速分散機(jī)、砂磨機(jī)、球磨機(jī)等。
[0013]本發(fā)明涂料的優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性好，對(duì)銹層的轉(zhuǎn)化效果優(yōu)秀，涂層耐腐蝕性強(qiáng)；適用于鋼鐵帶銹表面銹層的轉(zhuǎn)化和防腐蝕，主要作為底漆使用。
【具體實(shí)施方式】
[0014]比較例I
水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料包括以下成分(質(zhì)量份):苯丙乳液:45，銹轉(zhuǎn)化劑(羥基乙叉二膦酸):10，著色顏料(鈦白粉):7，防銹顏料(磷酸鋅鋁):13，填料(沉淀硫酸鋇):5，消泡劑(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散劑(六偏磷酸鈉)..0.5,成膜助劑(乙二醇丁醚):2，乳液穩(wěn)定劑(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠劑(有機(jī)改性蒙脫土): 0.2，防霉劑(苯甲酸鈉):0.3，水:15。
[0015]
比較例2
水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料包括以下成分(質(zhì)量份):丙烯酸乳液:45，銹轉(zhuǎn)化劑(乙二胺四甲叉膦酸):10，著色顏料(鈦白粉):7，防銹顏料(磷酸鋅鋁):13，填料(沉淀硫酸鋇):5，消泡劑(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散劑(六偏磷酸鈉)..0.5,成膜助劑(乙二醇丁醚):2，乳液穩(wěn)定劑(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠劑(有機(jī)改性蒙脫土): 0.2，防霉劑(苯甲酸鈉):0.3，水:15。
[0016]
實(shí)施例1
水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料包括以下成分(質(zhì)量份):氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液:45，銹轉(zhuǎn)化劑(羥基乙叉二膦酸):10，著色顏料(鈦白粉):7，防銹顏料(磷酸鋅鋁):13，填料(沉淀硫酸鋇):5，消泡劑(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散劑(六偏磷酸鈉):
0.5，成膜助劑(乙二醇丁醚):2，乳液穩(wěn)定劑(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠劑(有機(jī)改性蒙脫土 ): 0.2,防霉劑(苯甲酸鈉):0.3，水:15。
[0017]
實(shí)施例2 水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料包括以下成分(質(zhì)量份):氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液:35，銹轉(zhuǎn)化劑(乙二胺四甲叉膦酸):10，著色顏料(鈦白粉):7，防銹顏料(磷酸鋅鋁):13，填料(沉淀硫酸鋇):5，消泡劑(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散劑(六偏磷酸鈉):0.5,成膜助劑(乙二醇丁醚):2，乳液穩(wěn)定劑(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠劑(有機(jī)改性蒙脫土 ): 0.2,防霉劑(苯甲酸鈉):0.3，水:25。
[0018]
實(shí)施例3
水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料包括以下成分(質(zhì)量份):氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液:35，銹轉(zhuǎn)化劑(二乙烯三胺五甲叉膦酸):10，著色顏料(氧化鐵紅):10，防銹顏料(磷酸鋅鋁):7，填料(矽麗粉):7，消泡劑(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散劑(六偏磷酸鈉)..0.5,成膜助劑(醇酯十二): 2，乳液穩(wěn)定劑(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠劑(有機(jī)改性蒙脫土 ): 0.2,防霉劑(亞硝酸鈉)..0.1，水:27。
[0019]
評(píng)價(jià)方法:本發(fā)明利用鹽霧實(shí)驗(yàn)方法來(lái)評(píng)價(jià)涂層防腐蝕性能。鹽霧實(shí)驗(yàn)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1771-2007進(jìn)行。樣板為150 mmX75 mmX3 mm的Q235鋼板，采用空氣噴涂方法制備涂層，涂層厚度為70±10 μπι。鹽霧試驗(yàn)時(shí)間為400小時(shí)。
[0020]將上述比較例和實(shí)施例的涂料噴涂于除油、除浮銹的帶銹鋼板上，常溫干燥15天后進(jìn)行檢測(cè)，具體結(jié)果如下:
比較例I中的乳液在與羥基乙叉二膦酸混合后出現(xiàn)破乳，比較例2中的涂層在鹽霧試驗(yàn)后200h后起泡，實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3中涂層在鹽霧實(shí)驗(yàn)400 h后未發(fā)現(xiàn)起泡、生銹等缺陷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，它包括以下質(zhì)量份的組分:水性聚合物乳液30-47份，銹轉(zhuǎn)化劑2-12份，著色顏料3-17份、防銹顏料3_20份，填料4_8份，消泡劑0.1-0.5份，分散劑0.1-1份，成膜助劑0.5-4份，乳液穩(wěn)定劑0.1-2份，增稠劑0.1-0.5份，防霉劑0.1-0.5份，水10-35份; 所述的水性聚合物乳液為氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的銹轉(zhuǎn)化劑為羥基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸中的一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的防銹顏料為磷酸鋅鋁，著色顏料為鈦白粉、氧化鐵紅中的一種或兩種，填料為沉淀硫酸鋇或矽麗粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的消泡劑為聚醚硅氧烷共聚物乳液。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的成膜助劑為乙二醇丁醚或醇酯十二。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的乳液穩(wěn)定劑為聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的增稠劑為有機(jī)改性蒙脫土。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的防霉劑為亞硝酸鈉或苯甲酸鈉，所述的分散劑為六偏磷酸鈉。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料，其特征在于，所述的水性聚合物乳液中，氯乙烯、偏氯乙烯及丙烯酸三者的摩爾比為1:1:1。10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料的制備方法，其采用以下步驟: 1)將增稠劑、乳液穩(wěn)定劑、5-15份水和成膜助劑混合攪拌均勻，攪拌中加入消泡劑和分散劑； 2)在步驟I)所得的混合物中加入顏料和填料，研磨至細(xì)度為30-50微米； 3)在500-600rpm的攪拌條件下，將銹轉(zhuǎn)化劑加入到水性聚合物乳液中，混合均勻； 4)在1500-1800rpm的攪拌條件下，將步驟3)得到的混合物加入到步驟2)所得的混合物中，加入防霉劑和余量水，攪拌均勻，過(guò)濾，得到水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料及其制備方法。目前的帶銹涂料，通常使用的銹轉(zhuǎn)化劑呈酸性，對(duì)鐵銹的轉(zhuǎn)化過(guò)程需要酸性條件，且酸性的銹轉(zhuǎn)化劑對(duì)通常使用的堿性乳液穩(wěn)定性有破壞作用。本發(fā)明的水性帶銹轉(zhuǎn)化涂料包括以下質(zhì)量份的組分：水性聚合物乳液30-47份，銹轉(zhuǎn)化劑2-12份，著色顏料3-17份、防銹顏料3-20份，填料4-8份，消泡劑0.1-0.5份，分散劑0.1-1份，成膜助劑0.5-4份，乳液穩(wěn)定劑0.1-2份，增稠劑0.1-0.5份，防霉劑0.1-0.5份，水10-35份。本發(fā)明的涂料穩(wěn)定性好，對(duì)銹層的轉(zhuǎn)化效果優(yōu)秀，涂層耐腐蝕性強(qiáng)，適用于鋼鐵帶銹表面銹層的轉(zhuǎn)化和防腐蝕，主要作為底漆使用。
【IPC分類】C09D127/06, C09D5/08, C09D7/12
【公開號(hào)】CN105062245
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510431723
【發(fā)明人】劉福春, 祝酈偉, 錢洲亥, 王思齊, 韓恩厚, 劉敏, 周海飛, 沈曉明
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院, 中科納米涂料技術(shù)(蘇州)有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月22日