专利名称：一种水性环保防锈漆的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种防锈漆的制备方法，尤其是涉及一种水性环保防锈漆的制备方法。
背景技术：
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，涂料应用范围不断扩大，人们环保意识的增强和环保法规的日趋严格，对涂料的要求越来越高。世界可持续发展的环保法规不断加强，促使涂料工业向环境友好的方向发展这一大的趋势是不会改变的。据资料显示，在美国、日本、加拿大等国家，腐蚀造成的直接经济损失约占国民经济总产值的1%_4%，每年腐蚀生锈的钢铁约占年产量的20%。防锈防腐占有十分重要的地位。我国是钢铁大国，而钢铁及钢铁制品必须严格经过防锈防腐处理才能保证其使用寿命， 资料统计，在我国每年金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4%，所以我国涂料产品里防锈防腐漆量大面广。近十年来防锈防腐漆已成为业界所关注的热点，受市场需要的潜在因素影响钢材需求量呈快速增长趋势，这正是我国整个涂料行业快速增长的原动力。 长期以来，我国涂料工业一直把不断探索研究开发各类防锈防腐类型的系列产品作为一项重要的工作内容来抓，经过几十年的艰辛努力，我国的防锈防腐漆产品有了长足发展。目前广泛应用的溶剂型防腐涂料的生产和施工过程中，大量的有机溶剂挥发到大气中，严重污染环境和危害人类健康。因此，我国防腐防锈涂料的发展面临着严峻的挑战，寻找新的技术出路是时代的需要，未来涂料发展趋势向着高性能、节能、环保、无溶剂方向及多功能化方向发展，各种环境友好的涂料得到市场的认可，涂料的水性化被认为是涂料的最终发展方向。重庆斯耐博涂料有限公司研制开发的水性金属自干防锈漆中国专利 CN101429402公开(公告)日)2009. 05. 13该发明公开了一种水性金属自干防锈漆， 其特征在于由下列重量份的组分混合制得SD-688纯丙乳液15-25份、SD-588苯丙乳液 15-25份、SE-60环氧乳液15-25份、聚氨酯树脂10-15份、纳米有机硅乳液2-5份、成膜助剂 10-20份、纳米级防锈颜料5-10份、水性催干剂1-5份、水性防沉降剂5-10份、水性增量剂 2-5份、水性稀释剂2-20份。本发明选用通过改善成膜物——纯丙乳液、苯丙乳液、环氧、 聚氨酯和有机硅，以及加入各种助剂，使成膜物的温度降低，同时增大固体含量，并让稀释剂迅速挥发，以达到快速成膜、防腐防锈的目的。上述产品作为水性防锈漆的较为成熟产品的代表，在产品性能上有一定的成效； 同时也存在一定的不足，产品环保理念达到了一定的高度，但产品性能未能从根本上取得长足的发挥，因原料结构的选择搭配，性价比不能最大限度的体现产品综合性能。
发明内容
本发明是提供一种水性环保防锈漆的制备方法，其主要是解决现有技术所存在的产品性能未能从根本上取得长足的发挥，因原料结构的选择搭配，性价比不能最大限度的体现产品综合性能等的技术问题。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 本发明的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的方法为
a.在分散机中加入15-20重量份的水，低速开启分散机，加入0.5-1.0重量份的分散、闪锈剂、0. 1-0. 5重量份的多功能助剂、0. 1-0. 5重量份的消泡剂、0. 1-0. 5重量份的防腐剂，从而进行低速分散；
b.加入3-5重量份的复合磷酸盐铁钛防锈颜料、1-5重量份的磷酸锌、5-10重量份的铁红、20-25重量份的方解石、3-5重量份的绢云母，进行高速分散；
c.换中速档后，加入0.1-0. 5重量份的消泡剂、5-8重量份的硅溶胶、5-10重量份的醇酯-12、1-2重量份的防冻剂、0. 1-0. 5重量份的流平剂，然后进行高速分散；
d.加入30-40重量份的乳液后分散，再加入0.1-0. 2重量份的PH值调节剂调节pH值 =8-9，缓慢加入0. 3-1. 0重量份的增稠剂、0. 1-0. 5重量份的缓蚀剂，检验粘度合格后，过滤罐装即出成品。本发明采用无机复合防锈颜料在研究本项目中间替代了传统铅系材料使得在性能上得到同样的效果，其防锈机理磷酸根与钢铁表面原子反应生成磷酸铁络盐，磷酸铁络盐牢固地附着在钢铁表面形成保护层，具有耐久防护性与合理性，产品更符合环保理念，这是本发明运用新材料的一大亮点；通过反复试验总结得出普通苯丙乳液合成产品中存在大量乳化剂吸水，运用的无皂聚合丙烯酸改性乳液在合成后期有效的控制了乳化剂的存在量 (更多的在于合成后期反应掉)，它的耐盐水性能、施工效果及涂膜致密性要比传统型乳液的好很多，能有效阻碍空气等对钢铁的侵蚀；磷酸盐分散剂本身作为阻锈物质在本次开发设计中得到应用，有机聚丙烯酸盐和聚磷酸盐相结合的分散剂体系协同分散，使得分散能力与贮存稳定性更佳，因为常规乳胶体系里居多以单一类型分散剂在使用，聚丙烯酸盐使用居多。单独使用聚丙烯酸盐分散剂分散效率受分子量影响较大，其分子量越大，贮存稳定性越好，聚丙烯酸盐极性相对较小，覆盖颜料表面所产生的电荷密度小，附着在颗粒表面起缓冲作用，在颗粒间形成空间位阻，但其特殊的分子结构使得它又容易在单个颜料颗粒间产生桥连作用，因此仍有可能形成团聚。相反聚磷酸盐具有极性强的特点，在分散体系中能迅速覆盖颜料粒子表面，产生高电荷密度，起到稳定作用，配合使用可防止单个颜料颗粒间的桥连，静电稳定和空间位置协同作用可使整个分散体系具有很好的分散性与贮存稳定性。由于水汽化热大固有特点，水性环保防锈漆相对干燥慢，易流挂，一次性成厚膜存在一定的难度，施工性也是水性漆的一大难点。本研发体系这对这一特殊性，使用触变助剂增稠体系改变涂料的流变性，使用后逐步发现涂料施工触变性、流平等方面达到理想效果。 填料也是涂料产品的重要组织部份，对漆膜有增强作用，提高涂膜的硬度，施工性，同时还可降低涂膜干燥过程中的残余内应力，从而有助提高涂膜的附着力。任何事物都有双面性， 在能够明显改变一系列如力学强度、耐热补强性的同时，加量过大也影响着漆膜的致密性， 最终，直接影响漆膜的耐盐水性，本发明充分考虑了其利害关系，在后期的试验中添加量也作为了重点考察对象。本发明选用原材料的特点
耐盐水性成膜物质，防锈颜料，填料量对耐盐水性影响较大；各因素水平的影响顺序为A3B3C1。乳液，防锈颜料，填料量对耐盐水性的影响具有一致性。不同之处在于乳液品种不同，耐水性差别很明显。同水平下，盐水浸泡后Al漆膜先回软起泡，再锈浊，仅12天；而 A2、A3至始至终只有锈浊，没有起泡，这一点充分说明漆膜的致密性至关重要，湿附着力也很重要，如果漆膜仅自身致密，而湿附着力一般不佳，则内聚力过大，漆膜也可能从整体基面剥离，失去保护。原因解析普通乳液合成过程乳化剂最后的存在在影响漆膜的耐水性， 因乳化剂亲水，长期浸泡，高分子乳胶粒子吸水影响水下附着力；而自交联乳液成膜相对致密，无皂聚合乳液漆膜相对疏水漆膜致密，水下附着力相对受影响不明显，所以即使锈浊也不起泡。比较不同分散剂对配方中颜填料体系的分散效果、涂膜耐水性等影响情况，磷酸盐分散剂分散效果一好，但不稳定，产生的磷酸根能与钢铁反应产生钝化；聚丙烯酸钠盐分散效果一般但稳定性佳，纳离子过量易使漆膜致锈。填料对漆膜有增强作用，加量过大也影响着漆膜的致密性，最终，直接影响漆膜的耐盐水性；
附着力(粘结剂)乳液影响具有一致性，它对附着力有较大贡献；填料量的加入对涂层附着力(划圈)级，有显著影响，随着填料用量的增加，涂层附着力级数先上升后下降，分析原因填料提高涂膜的硬度，施工性，同时还降低涂膜干燥过程中的残余内应力，从而有助提高涂膜的附着力，但加量到一定量时漆膜颜基比下降迅速，影响粘结强度，最终附着力迅速下降。结合耐盐水性等指标，综合分析，基准配方中加入250g填料对耐盐水，附着力等影响相对缓和。稳定性聚磷酸盐具有强极性，能迅速覆盖颜料粒子表面，产生高电荷密度，起静电稳定的作用。聚丙烯酸盐极性相对较小，覆盖颜料表面所产生的电荷密度少，但它附着在颗粒表面起着缓冲作用，在颗粒之间形成空间位阻，起到位阻稳定的作用。但聚丙烯酸盐的分子结构使得它容易在单个颜料颗粒间产生桥连作用。因此，体系中只使用聚丙烯酸盐分散剂，仍有可能形成团聚。当聚丙烯酸盐与聚磷酸盐分散剂配合使用时，强极性的聚磷酸盐在颜料颗粒表面形成的高电荷密度，以防止单个颜料颗粒之间的桥连。此时，静电稳定和位阻稳定协同作用而使涂料同时具有很好的分散性和贮存稳定性。选择聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂配合使用，分散剂用量为0.洲聚磷酸盐十0. 35%聚丙烯酸盐，且采用中等链长 (n = 6-10)的聚磷酸盐分散剂；聚丙烯酸盐分散剂虽是离子型，但它对系统极性增加不大， 聚丙烯酸盐分散剂的分子量选择3000-5000的。聚丙烯酸盐分散剂与聚磷酸盐分散剂配合使用时，分散能力与贮存稳定性最好。作为优选，所述的步骤b中高速分散后，再将原料送入砂磨机进行砂磨，使砂磨后原料细度为彡45um。作为优选，所述的步骤a中低速分散的速度为彡400r/min。作为优选，所述的步骤a中低速分散的速度为200r/min，分散后再中速搅拌5_10 分钟，其中中速搅拌的速度为400-600r/min。作为优选，所述的步骤b中高速分散的速度为450-650r/min。作为优选，所述的步骤c中的中速分散的速度为400-600r/min。作为优选，所述的步骤c中高速分散的时间为5- 10分钟，步骤d中分散的时间为 10分钟。作为优选，所述的步骤a中分散、散锈剂为NC、SN-5040,多功能助剂为AMP-95，消泡剂为208，防腐剂为CL-15。
作为优选，所述的步骤c中消泡剂为NXZ，流平剂为UH420。作为优选，所述的步骤d中PH值调节剂为氨水或AMP-95，增稠剂为D-108，缓蚀剂为 SER-ADFA179。因此，本发明替代了传统铅系材料使得在性能上得到同样的效果，其磷酸根与钢铁表面原子反应生成磷酸铁络盐，磷酸铁络盐牢固地附着在钢铁表面形成保护层，具有耐久防护性与合理性，产品更符合环保理念。
具体实施例方式下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本例的一种水性环保防锈漆的制备方法，其方法为
a.在分散机中加入15重量份的水，低速开启分散机，加入0.3重量份的NC、0. 2重量份的SN-5040、0. 1重量份的AMP-95、0. 1重量份的消泡剂208、 0. 1重量份的防腐剂CL-15， 从而进行低速分散5分钟；
b.加入3重量份的复合磷酸盐铁钛防锈颜料、1重量份的磷酸锌、5重量份的铁红、20 重量份的800目方解石、3重量份的1250目绢云母，进行高速分散30分钟，加60重量份的水投入到砂磨机进行砂磨，使砂磨后原料细度为< 45um ；
c.换中速档后，加入0.1重量份的消泡剂NXZ、5重量份的硅溶胶、5重量份的醇酯-12、 1重量份的防冻剂、0. 1重量份的流平剂UH420，然后进行高速分散10分钟；
d.加入30重量份的乳液后分散，再加入0.1重量份的AMP-95调节pH值=8_9，缓慢加入0. 3重量份的增稠剂D-108、0. 1重量份的缓蚀剂SER-ADFA179，检验粘度合格后，过滤罐装即出成品。实施例2 本例的一种水性环保防锈漆的制备方法，其方法为
a.在分散机中加入18重量份的水，低速开启分散机，加入0.4重量份的NC、0. 4重量份的SN-5040、0. 3重量份的AMP-95、0. 3重量份的消泡剂208、 0. 3重量份的防腐剂CL-15， 从而进行低速分散5分钟；
b.加入4重量份的复合磷酸盐铁钛防锈颜料、3重量份的磷酸锌、8重量份的铁红、22 重量份的800目方解石、4重量份的1250目绢云母，进行高速分散30分钟，加60重量份的水投入到砂磨机进行砂磨，使砂磨后原料细度为< 45um ；
c.换中速档后，加入0.3重量份的消泡剂NXZ、7重量份的硅溶胶、8重量份的醇酯-12、 1. 5重量份的防冻剂、0. 3重量份的流平剂UH420，然后进行高速分散10分钟；
d.加入35重量份的乳液后分散，再加入0.15重量份的氨水调节pH值=8-9，缓慢加入0. 5重量份的增稠剂D-108、0. 4重量份的缓蚀剂SER-ADFA179，检验粘度合格后，过滤罐装即出成品。实施例3 本例的一种水性环保防锈漆的制备方法，其方法为
a.在分散机中加入20重量份的水，低速开启分散机，加入1.0重量份的NC、0. 5重量份的SN-5040、0. 3重量份的AMP-95、0. 5重量份的消泡剂208、 0. 5重量份的防腐剂CL-15， 从而进行低速分散5分钟；
b.加入5重量份的复合磷酸盐铁钛防锈颜料、5重量份的磷酸锌、10重量份的铁红、25 重量份的800目方解石、5重量份的1250目绢云母，进行高速分散30分钟，加60重量份的
6水投入到砂磨机进行砂磨，使砂磨后原料细度为< 45um ；
c.换中速档后，加入0.5重量份的消泡剂NXZ、8重量份的硅溶胶、10重量份的醇酯_12、2重量份的防冻剂、0. 5重量份的流平剂UH420，然后进行高速分散10分钟；
d.加入40重量份的乳液后分散，再加入0.2重量份的AMP-95调节pH值=8_9，缓慢加入1. 0重量份的增稠剂D-108、0. 5重量份的缓蚀剂SER-ADFA179，检验粘度合格后，过滤罐装即出成品。 以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
权利要求
1.一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的方法为a.在分散机中加入15-20重量份的水，低速开启分散机，加入0.5-1.0重量份的分散、闪锈剂、0. 1-0. 5重量份的多功能助剂、0. 1-0. 5重量份的消泡剂、0. 1-0. 5重量份的防腐剂，从而进行低速分散；b.加入3-5重量份的复合磷酸盐铁钛防锈颜料、1-5重量份的磷酸锌、5-10重量份的铁红、20-25重量份的方解石、3-5重量份的绢云母，进行高速分散；c.换中速档后，加入0.1-0. 5重量份的消泡剂、5-8重量份的硅溶胶、5-10重量份的醇酯-12、1-2重量份的防冻剂、0. 1-0. 5重量份的流平剂，然后进行高速分散；d.加入30-40重量份的乳液后分散，再加入0.1-0. 2重量份的PH值调节剂调节pH值 =8-9，缓慢加入0. 3-1. 0重量份的增稠剂、0. 1-0. 5重量份的缓蚀剂，检验粘度合格后，过滤罐装即出成品。
2.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤b 中高速分散后，再将原料送入砂磨机进行砂磨，使砂磨后原料细度为< 45um 。
3.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤a 中低速分散的速度为彡400r/min。
4.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤 a中低速分散的速度为200r/min，分散后再中速搅拌5-10分钟，其中中速搅拌的速度为 400-600r/min。
5.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤b 中高速分散的速度为450-650r/min。
6.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤c 中的中速分散的速度为400-600r/min。
7.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤c 中高速分散的时间为5-10分钟，步骤d中分散的时间为10分钟。
8.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤a 中分散、散锈剂为NC、SN-5040,多功能助剂为AMP-95，消泡剂为208，防腐剂为CL-15。
9.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤c 中消泡剂为NXZ，流平剂为UH420。
10.根据权利要求1所述的一种水性环保防锈漆的制备方法，其特征在于所述的步骤d 中PH值调节剂为氨水或AMP-95，增稠剂为D-108，缓蚀剂为SER-ADFA179。
全文摘要
本发明涉及一种防锈漆的制备方法，尤其是涉及一种水性环保防锈漆的制备方法。其主要是解决现有技术所存在的产品性能未能从根本上取得长足的发挥，因原料结构的选择搭配，性价比不能最大限度的体现产品综合性能等的技术问题。本发明的方法为在分散机中加入水，低速开启分散机，加入分散、闪锈剂、多功能助剂、消泡剂、防腐剂，从而进行低速分散；加入复合磷酸盐铁钛防锈颜料、磷酸锌、铁红、方解石、绢云母，进行高速分散；换中速档后，加入消泡剂、硅溶胶、醇酯-12、防冻剂、流平剂，然后进行高速分散；加入乳液后分散，再加入PH值调节剂调节pH值，缓慢加入增稠剂、缓蚀剂，检验粘度合格后，过滤罐装即出成品。
文档编号C09D5/08GK102181231SQ201110098698
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者陈亚军 申请人:杭州灯塔涂料玻璃有限公司