一种新型带锈转锈涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型带锈转锈涂料，包括：将磷酸、润湿剂、分散剂、消泡剂、防闪锈剂及增稠剂依次加入蒸馏水中搅拌均匀得到中间料，在中间料中加入颜填料高速搅拌得到辅料，将亚麻油、顺丁烯二酸酐、改性酚醛树脂及苯丙乳液加合得到水性树脂基料；向树脂乳液中加入辅料搅拌均匀并过滤得到带锈转锈涂料。本发明的新型带锈转锈涂料，环境污染小，耐气候老化、耐光老化、耐化学腐蚀能力强。
【专利说明】一种新型带锈转锈涂料【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料【技术领域】，尤其涉及一种新型带锈转锈涂料。
【背景技术】
[0002]建设生态文明，基本形成节约资源和保护生态环境的产业结构是党的十七大报告中勾画的我国未来五年内产业结构调整的方向。安全、环保成为各行各业追求的目标。防腐涂料是一类有着广泛用途的产品，它优异的性能备受广大消费者的青睐，但是通常市面上销售的都是溶剂型防腐涂料。这类涂料施工前要求对基材表面进行严格的除锈处理；而且这类涂料以苯或者甲苯作为溶剂，在施工的过程中挥发到空气中，不但严重的伤害了施工人员和消费者的身体健康，而且严重的浪费资源和污染环境。随着我改革步伐的加快和人民生活水平的不断提高，低档溶剂型防腐涂料将完成它的历史使命而退出市场，消费者对中、高档高性能水性防腐涂料的市场需求将会供不应求，由此可见，开发绿色、环保的水性防腐涂料产品不仅可以减少污染，改善环境，而且可以节约资源，降低成本，具有良好的经济效益和社会效益而成为涂料工业的一种发展趋势。这些因素促使各国研究人员对水性产品加大精力进行研究。防腐涂料总的发展趋势是在现有涂料的成果基础上，遵从绿色化(无公害、节省能源)、水性化、高性能及多功能化。加强涂料和涂装一体化的质量管理体系。完整的涂料技术开发、施 工和服务管理体系是获得预期防腐目标的基本保证。一个程序化的涂料开发和生产过程管理、合格的人员培训和认证管理、涂装现场的管理体系的建立和完善，是我国防腐涂料领域面临的巨大挑战。
[0003]据统计，全世界每年因腐蚀生锈的金属约为年产量的20%以上，由此带来的经济损失约10000亿美元。我国每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的4%，超过了火灾、风灾和地震造成的损失的总和，至少达二百亿元，金属腐蚀导致的损失如此严重，特别是钢铁的防腐蚀日益引起人们的关注，其中防止金属腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层，它具有多种特性，首先，它施工方便，适应性强，重涂和修复方便，费用也较低。其次，它可与其他防腐措施配合使用获得较好的防腐效果。据统计，2002年中国防腐涂料总产量53万吨，2004年我国防腐涂料总产量达到近60万吨，销售额超过130亿人民币，估计到2010年，其产量将突破100万吨大关。随着高性能防腐涂料的不断开发和应用，涂料防腐将会越来越显示其在工业领域中的重要性，而且也将会不断扩大防腐涂料的使用范围，也就是说，将会不断为涂料行业开拓出新的市场。
[0004]金属腐蚀是包含阳极反应的电化学过程，腐蚀反应中，金属以离子形式进入溶液，阳极反应释放电子，阴极捕获电子发生阴极反应，以维持溶液中离子的电中性电化学腐蚀反应的必要条件是:力学不稳定金属如钢铁；离子型电解质导体，水或其它导电溶液，氢离子或溶解氧等电子接受体。
[0005]因此，需要控制可利用的电解质，最好的方法是用涂膜屏蔽，或减少电子接受体如氢离子和溶解氧的浓度。既然钢铁的腐蚀主要是氧气和水分以及某些离子透过高分子膜以后，改变了局部金属表面的电化学性能，形成了原电池，电子可以在金属和溶液中移动所以造成钢铁的腐蚀。那么只要有效的阻隔氧气和各种离子的通道，那么金属的腐蚀就可以杜绝。
[0006]长期以来，钢铁表面的防锈涂料大多采用溶剂型防锈涂料，传统的溶剂型涂料不仅易燃，易爆，在贮存、运输、施工时存在诸多不安全因素，而且还含有许多有毒颜料，对环境造成了极大污染，此外，溶剂的价格昂贵，在成膜以后溶剂全部挥发到空气中，这不仅是一种能源的浪费，并且造成严重的环境污染问题。传统的防锈涂料不能在锈蚀的金属表面直接进行涂装，涂装前必须彻底除锈，然后进行磷化钝化处理，这是一项十分繁重的工作，不但劳动强度大，工作效率低，除锈成本也很高，同时锈尘严重地危害施工人员的身体健康。随着环保问题成为人们日益关注的焦点，世界各国相继制定了一系列环保法规、法律和准则，限制了含有机溶剂和重金属的防锈涂料的应用，促使全球涂料业向低毒/无毒、对环境影响最小的方向发展，所以开发一种新型防锈涂料的工作迫在眉睫。
[0007]据估计，全球因油漆和黏合剂每年排放到大气的挥发性有机化合物(VOC)就达2000万吨之多，这些挥发性有机物能够直接导致皮肤和人体中毒，甚至癌症的发生。排放到大气中的有机物在光照的作用下还会产生许多活性物质和酸性物，形成化学烟雾、碳氢化合物等，它们在紫外光的作用下会产生臭氧，低层大气中臭氧的浓度过高又会危及生物的生存。挥发到大气中的卤代烃一旦破坏了臭氧层，太阳的高能紫外线就会过量的穿透大气层直达地球表面，直接威胁着人类健康。
[0008]常规的防腐涂料均为溶剂型涂料，有丙烯酸酯类、环氧类、聚氨酯类、氯磺化聚乙烯类、浙青煤焦油类等几大类。受石油资源及环保法规对挥发性有机物质(VOC)及有害空气污染物(HAPs)的限制等因素影响，世界防腐涂料工业在不断提高性能的同时，正迅速向“绿色化”方向发展。由于能源危机，油性漆原材料的价格过高，甚至高过一些水性漆，这将会推动水性漆的发展。一个有力的证据就是二甲苯的价格已经涨到了 2004年的两倍多，同时研究还发现甲苯、二甲苯等这类常用溶剂是强致癌物质已被列为禁用化学品之列，再加上国内的法规，用二甲苯生产就征税，同样增加了产品的成本。随着人们环保意识的不断提高和环保法规的日趋严格，从某种程度上说推动了涂料水性化的发展道路，水性涂料将成为21世纪世界涂料市场的主角；环氧类防腐涂料成膜物质采用环氧树脂材料，因环氧树脂具有很强的粘力，由于结构中含有脂肪族羟基、醚基及活泼的环氧基的缘故，在常温下加入复合型固化剂及各种功能活性添加剂，涂刷在物体表面，使其进行化学反应，常温固化网状高分子结构材料，但该类产品因耐老化性能欠佳而不能在要求较苛刻的领域使用。武汉大学等单位承担的国家星火计划带锈转锈涂料项目具有以下特点:性能优异，涂刷或喷涂一至二遍即可达到除锈、防腐、装饰效果；防腐时间长，一般达3年，特殊可达20年；施工简便，不用除锈，节省工时，减轻劳动强度；但是产品因价格高昂而无法实现大规模推广，因此无法为社会创造效益。德国拜耳公司以聚氨酯树脂为基料来制备水性双组分防腐涂料，虽然性能优异，但是该类涂料是双组分涂料，施工前需要将两个组分按照一定的比例混合均匀并熟化，工艺要求严格，需要专业的施工人员才能保证施工质量，其次该产品高昂的价格无法在市场上大量销售。煤浙青防腐涂料是一类用途广泛并且价格便宜的防腐涂料，该类产品具有耐水性、耐酸碱性、耐绝缘性、附着力强等优异性能，具有柔韧性好、耐干湿交替性好、抗微生物及植物根系侵 蚀性强、耐化学药品优异等特点，是取代环氧煤浙青的趋势涂料，并广泛适用于各种输油和输水地下管道外壁、储罐内外壁、污水处理设备、船舶和石油平台的压载水舱和货舱、污油水舱、船舶和海上平台的水线和底部、煤气储罐、海港、码头、水闸等设备的防腐，但是由于煤浙青含有对涂料制造和施工人员危害较强的致癌物质和污染环境的状况，所以也限制了其应用。目前我国防锈颜料的应用整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司均推出了一系列无毒防锈颜料，可与铬酸盐相比，但均因价格太高，国内尚未引进。以上这些因素都极大的制约着防锈涂料的发展。这些因素促使各国研究人员对水性产品加大精力进行研究，水性涂料正逐渐取代溶剂型涂料。
[0009]研究发现绿色生物植酸作为金属表面处理剂在生物酶的作用下可分解，并在金属表面形成植酸盐化学转化膜，转化膜对有机高分子树脂产生强渗透、强络合、实现链节的多次反应，使植酸盐转化膜牢牢地吸附在金属表面上。目前，世界上只有日本等少数经济发达国家将该技术应用于电镀行业，而金属表面防腐蚀处理的应用还处于研究阶段，该技术利用从植物中提取的植酸，经生物工程技术制成 植酸及其盐类，首先成功的利用了农业生产的废弃物，提高了农作物副产品的附加值，其次减少了因简单燃烧处理带来的环境污染问题，为农民创造了新的收入来源，而与传统的磷化处理工艺相比，植酸盐处理技术防腐蚀效果好，施工方便，节约能源，并消除了含磷、铬废液对环境的污染。
[0010]船舶产品的生产量对国内生产总量有着举足轻重的贡献。 申请人:主要产品为船舶涂料，按照 申请人:经验，新船每万吨需消耗涂料50t，维修旧船每万吨需涂料30t，经简略的计算可得出表1数据。
[0011]表12007年全球船舶涂料需求量(万吨)
[0012]
【权利要求】
1.一种新型带锈转锈涂料，其特征在于，包括: 将4-6份磷酸、0.1-0.5份润湿剂、0.1-0.3份分散剂、0.1-0.3份消泡剂、0.1-0.3份防闪锈剂、0.2-0.5份增稠剂依次加入以磷酸质量计600-800wt%的蒸馏水中搅拌均匀得到中间料；向中间料中加入以中间料质量计225-250wt%的颜填料并高速搅拌20-30min得到细度小于50 μ m的辅料，其中加料速度为15-20kg/min ； 以中间料质量计将15-20wt%亚麻油、5-8wt%顺丁烯二酸酐、1-2wt%改性酹醒树脂、4-7wt%苯丙乳液混合均匀得到水性树脂基料，混合温度为55-65 °C，混合压力为1.6-2.4MPa ;其中改性酚醛树脂采用如下方法制备而成:按照体积比为1_1.2:1_1.2:1称取浓度为92-98%的苯酚、35-40%的甲醛及24-32%的氢氧化钠溶液，将50_57wt%氢氧化钠溶液加入苯酚中并在40-45°C保温15-18min，再加入60_70wt%甲醛在46-48°C保温16-20min,然后加入剩余氢氧化钠溶液在温度为52_55°C保温8-10min,然后加入剩余甲醒溶液并升温至75-78°C保温25-30min ;向得到的溶液中加入以苯酚质量计0.75-lwt%的双酚A环氧树脂、0.15-0.35wt%的羟丙基聚二甲基硅氧烷，在90-95°C升温回流50_55min，降温得到改性酚醛树脂； 以水性树脂基料质量计，向水性树脂基料中加入20-25wt%的辅料搅拌均匀，其中搅拌速度为40r/min,过滤得到带锈转锈涂料。
2.根据权利要求1所述的新型带锈转锈涂料，其特征在于，在中间料中，磷酸5份，润湿剂0.45份，分散剂0.25份，消泡剂0.2份，防闪锈剂0.3份，增稠剂0.45份。
3.根据权利要求1所述的新型带锈防锈涂料，其特征在于，以中间料质量计，由17wt%亚麻油，7wt%顺丁烯二酸酐，2wt%改性酚醛树脂，6wt%苯丙乳液混合均匀得到水性树脂基料。
【文档编号】C09D161/14GK103980817SQ201410153194
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】王和山, 王和东 申请人:天长市开林化工有限公司