水性带锈防锈涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种水性带锈防锈涂料及其制备方法，由苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、转化剂、转化促进剂、流平剂、消泡剂、分散剂、增稠剂和水制成，该涂料不含有机溶剂，对环境友好、无污染，具有底面合一的特点和优异的物理化学防锈、转锈功能，既适用于有锈蚀、坚硬氧化皮层或旧漆膜的钢材表面的防锈，又适用于无锈钢材表面的防锈，其制备方法简单，施工方便，涂料中两种转化剂的复配增强了涂料与铁锈的结合力，可在生锈的钢材表面直接涂刷，适用于喷涂、刷涂和淋涂等多种施工方式，涂装成本低，能够完全满足城市道路设施、桥梁、油气管道、工程机械设备和船舶等的防锈保护要求。
【专利说明】水性带锈防锈涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于涂料领域，涉及一种水性涂料，及其制备方法。
【背景技术】
[0002]钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是现代主要的工业和建筑结构类型之一，但其容易腐蚀的特点给国民经济带来了巨大的损失。为了保护钢材不生锈，常采用在其表面涂装一层涂料。以往在使用涂料前，必须对基材彻底除锈，甚至要求完成露出金属基体本色。大型的钢铁装置和设施，例如储油罐，铁架、铁桥，水闸门、船舶等，往往只能采用手工除锈的方式，不仅劳动强度大、效率低，而且锈难以除净。中小型钢铁制件可采用喷丸除锈的方式，尽管除锈效果好，但因粉尘大、噪音大、严重污染环境且工价昂贵，受到种种限制。随着工业的发展，钢铁架桥、大型管道等工程越来越多，以上除锈方法远不能满足工程需要，因此有必要开发一种可直接涂刷锈蚀钢材表面的涂料。
[0003]申请号为98112434.8和201010214310.5的中国专利分别公开了有机溶剂型甲、乙双组份带锈防锈涂料，使用前两组份分装，使用时按比例混合，施工不便；专利号为200910195915.1的中国专利公开了一种油井管用带锈涂料，该涂料具有抗流挂性能好、表干时间快和底面合一的特点，但涂料所用溶剂为二甲苯，对环境有污染。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种水性带锈防锈涂料，不含有机溶剂，对环境友好、无污染，适用于有锈蚀、坚硬氧化皮层或旧漆膜的钢材表面的防锈，防锈效果好，且施工方便；目的之二在于提供该水性带锈防锈涂料的制备方法，操作简便。
[0005]经研究，本发明提供如下技术方案:
[0006]1、水性带锈防锈涂料，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液15%~25 %，水溶性环氧树脂5 %~10 %，水溶性丙烯酸树脂I %~5 %，氧化铁红I %~5 %，石墨烯0%~5%，氧化锌1%~2%，硫酸钡20%~30%，转化剂1%~1.5%，转化促进剂
0.5%~ 1%，流平剂 0.05%~0.20%，消泡剂 0.05%~0.20%，分散剂 0.1%~ 0.3%，增稠剂I %~2%，余量为水；
[0007]所述转化剂为水杨酸、没食子酸、茶多酚、单宁酸、抗坏血酸和草酸中任意两种的混合物；所述转化促进剂为间苯三酚或邻苯二酚；所述流平剂为聚丙烯酸酯类；所述消泡剂为磷酸三丁酯或水性硅油；所述分散剂为不饱和聚氨基酰胺；所述增稠剂为聚丙烯酸盐、羟甲基纤维素、海藻酸盐和琼脂中的任一种。
[0008]优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液20 %~25 %，水 溶性环氧树脂5 %~10 %，水溶性丙烯酸树脂I %~5 %，氧化铁红2 %~5%，石墨烯1%~5%，氧化锌1%~2%，硫酸钡20%~30%，转化剂1%~1.5%，转化促进剂0.5%~1%，流平剂0.10%~0.20%，消泡剂0.05%~0.20%，分散剂0.1 %~
0.3%，增稠剂1%~2%，余量为水。[0009]优选的，所述聚丙烯酸酯类为BYK-358N、TR-9358和CN-338中的任一种；所述不饱和聚氨基酰胺为KD7523、BYK-170和HT-130中的任一种。
[0010]优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液20 %，水溶性环氧树脂8 %，水溶性丙烯酸树脂5 %，氧化铁红4 %，石墨烯2 %，氧化锌2%，硫酸钡30%，茶多酚0.2%、单宁酸0.8%、邻苯二酚0.5%,BYK-358N0.10%，磷酸三丁酯0.15%, HT-1300.2%，羟甲基纤维素2%，余量为水。
[0011]优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液20 %，水溶性环氧树脂10 %，水溶性丙烯酸树脂2 %，氧化铁红2 %，石墨烯4 %，氧化锌
1.5%，硫酸钡25%，草酸0.3%、单宁酸0.7%、邻苯二酚0.5%, TR-93580.20%，磷酸三丁酯0.15%, BYK-1700.3%，海藻酸盐2%，余量为水。
[0012]优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液25 %，水溶性环氧树脂5 %，水溶性丙烯酸树脂I %，氧化铁红5 %，石墨烯3 %，氧化锌1%，硫酸钡20%，茶多酚0.2%、单宁酸0.8%、邻苯二酚0.5%,BYK-358N0.10%，磷酸三丁酯0.15%, HT-1300.2%，羟甲基纤维素2%，余量为水。
[0013]优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液25 %，水溶性环氧树脂5 %，水溶性丙烯酸树脂I %，氧化铁红5 %，石墨烯2 %，氧化锌1%，硫酸钡20%，草酸0.3%、单宁酸0.7%、邻苯二酚0.5%, TR-93580.20%，磷酸三丁酯
0.15%，BYK-1700.3%，海藻酸盐2%，余量为水。
[0014]优选的，所述水性带锈防锈涂料的配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液23 %，水溶性环氧树脂8 %，水溶性丙烯酸树脂4 %，氧化铁红3 %，石墨烯2 %，氧化锌2%，硫酸钡27%，茶多酚0.3%、单宁酸0.7%、邻苯二酚0.8%,BYK-358N0.15%,磷酸三丁SB 0.15%, HT-1300.3%，羟甲基纤维素2%，余量为水。
[0015]2、水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤:
[0016]a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，分散，得颜填料料浆；
[0017]b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米；
[0018]c.在搅拌条件下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，搅拌使分散，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。
[0019]优选的，所述水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤:
[0020]a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，以1500转/分钟分散20~50分钟，得颜填料料浆；
[0021]b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米；
[0022]c.在500转/分钟的搅拌条件下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，加毕继续搅拌20~50分钟，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防镑涂料。
[0023] 本发明有益效果在于:本发明提供了一种水性的、适用于钢材表面的带锈外防护涂料，该涂料不含有机溶剂，对环境友好、无污染，具有底面合一的特点和优异的物理化学防锈、转锈功能，既适用于有锈蚀、坚硬氧化皮层或旧漆膜的钢材表面的防锈，又适用于无锈钢材表面的防锈；制备方法简单，施工方便，涂料中两种转化剂的复配增强了涂料与铁锈的结合力，可在生锈的钢材表面直接涂刷，适用于喷涂、刷涂和淋涂等多种施工方式，涂装成本低，能够完全满足城市道路设施、桥梁、油气管道、工程机械设备和船舶等的防锈保护要求。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0025]实施例1
[0026]水性带锈防锈涂料的配方:按质量百分比计由以下组分组成:
[0027]苯丙乳液20 %，水溶性环氧树脂8 %，水溶性丙烯酸树脂5 %，氧化铁红4%，石墨烯2%，氧化锌2%，硫酸钡30%，茶多酚0.2 %、单宁酸0.8 %、邻苯二酚0.5%，BYK-358N0.10%，磷酸三丁酯 0.15%, HT-1300.2%，羟甲基纤维素 2%，加水至 100%。[0028]水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤:
[0029](I)取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂置拉缸中，以1500转/分钟分散30分钟，制得颜填料料浆；
[0030](2)将所得颜填料料浆转移至研磨机中，研磨至细度小于50微米；
[0031](3)将研磨后的颜填料料浆转移至拉缸中，在500转/分钟的搅拌条件下，加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，加毕继续搅拌30分钟，然后用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。
[0032]实施例2
[0033]水性带锈防锈涂料的配方:按质量百分比计由以下组分组成:
[0034]苯丙乳液20%，水溶性环氧树脂10 %，水溶性丙烯酸树脂2%，氧化铁红2%，石墨烯4 %，氧化锌1.5%，硫酸钡25%，草酸0.3 %、单宁酸0.7 %、邻苯二酚0.5%，TR-93580.20%，磷酸三丁酯 0.15%, BYK-1700.3%，海藻酸盐 2%，加水至 100%。
[0035]水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。
[0036]实施例3
[0037]水性带锈防锈涂料的配方:按质量百分比计由以下组分组成:
[0038]苯丙乳液25 %，水溶性环氧树脂5 %，水溶性丙烯酸树脂I %，氧化铁红5 %，石墨烯3%，氧化锌1%，硫酸钡20%，茶多酚0.2 %、单宁酸0.8 %、邻苯二酚0.5%，BYK-358N0.10%，磷酸三丁酯 0.15%, HT-1300.2%，羟甲基纤维素 2%，水加至 100%。
[0039]水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。
[0040]实施例4
[0041]水性带锈防锈涂料的配方:按质量百分比计由以下组分组成:
[0042]苯丙乳液25 %，水溶性环氧树脂5 %，水溶性丙烯酸树脂I %，氧化铁红5 %，石墨烯2 %，氧化锌1%，硫酸钡20%，草酸0.3 %、单宁酸0.7 %、邻苯二酚0.5%，TR-93580.20%，磷酸三丁酯 0.15%, BYK-1700.3%，海藻酸盐 2%，水加至 100%。[0043]水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。
[0044]实施例5
[0045]水性带锈防锈涂料的配方:按质量百分比计由以下组分组成:
[0046]苯丙乳液23 %，水溶性环氧树脂8 %，水溶性丙烯酸树脂4 %，氧化铁红3 %，石墨烯2%，氧化锌2%，硫酸钡27%，茶多酚0.3 %、单宁酸0.7 %、邻苯二酚0.8%，BYK-358N0.15%，磷酸三丁酯 0.15%, HT-1300.3%，羟甲基纤维素 2%，水加至 100%。
[0047]水性带锈防锈涂料的制备方法与实施例1相同。
[0048]本发明所述水性带锈防锈涂料的性能指标和检测方法如表1所示。
[0049]表1.性能指标和检测方法
[0050]
【权利要求】
1.水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液15 %~25 %，水溶性环氧树脂5 %~10 %，水溶性丙烯酸树脂1 %~5 %，氧化铁红1 %~5%，石墨烯0%~5%，氧化锌1%~2%，硫酸钡20%~30%，转化剂1%~1.5%，转化促进剂0.5 %~1 %，流平剂0.05 %~0.20 %，消泡剂0.05 %~0.20 %，分散剂0.1 %~0.3%，增稠剂1%~2%，余量为水； 所述转化剂为水杨酸、没食子酸、茶多酚、单宁酸、抗坏血酸和草酸中任意两种的混合物；所述转化促进剂为间苯三酚或邻苯二酚；所述流平剂为聚丙烯酸酯类；所述消泡剂为磷酸三丁酯或水性硅油；所述分散剂为不饱和聚氨基酰胺；所述增稠剂为聚丙烯酸盐、羟甲基纤维素、海藻酸盐和琼脂中的任一种。
2.根据权利要求1所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液20%~25%，水溶性环氧树脂5%~10%，水溶性丙烯酸树脂1%~5%，氧化铁红2%~5%，石墨烯1%~5%，氧化锌1%~2%，硫酸钡20%~30%，转化剂1%~1.5%，转化促进剂0.5%~1%，流平剂0.10%~0.20%，消泡剂0.05%~0.20%，分散剂0.1%~0.3%，增稠剂1%~2%，余量为水。
3.根据权利要求1所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，所述聚丙烯酸酯类为BYK-358N、TR-9358和CN-338中的任一种；所述不饱和聚氨基酰胺为KD7523、BYK-170和HT-130中的任一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液20%，水溶性环氧树脂8%，水溶性丙烯酸树脂5%，氧化铁红4 %，石墨烯2 %，氧化锌2 %，硫酸钡30 %，茶多酚0.2 %、单宁酸0.8 %、邻苯二酚0.5%, BYK-358N0.10%，磷酸三丁酯0.15%, HT-1300.2%，羟甲基纤维素2%，余量为水。
5.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液20%，水溶性环氧树脂10%，水溶性丙烯酸树脂2%，氧化铁红2 %，石墨烯4%，氧化锌1.5%，硫酸钡25 %，草酸0.3 %、单宁酸0.7 %、邻苯二酚0.5%, TR-93580.20%，磷酸三丁酯 0.15%, BYK-1700.3%，海藻酸盐 2%，余量为水。
6.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液25 %，水溶性环氧树脂5 %，水溶性丙烯酸树脂1 %，氧化铁红5 %，石墨烯3 %，氧化锌1 %，硫酸钡20 %，茶多酚0.2 %、单宁酸0.8 %、邻苯二酚0.5%, BYK-358N0.10%，磷酸三丁酯0.15%, HT-1300.2%，羟甲基纤维素2%，余量为水。
7.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液25 %，水溶性环氧树脂5 %，水溶性丙烯酸树脂1 %，氧化铁红5%，石墨烯2%，氧化锌1 %，硫酸钡20%，草酸0.3%、单宁酸0.7%、邻苯二酚0.5%，TR-93580.20%，磷酸三丁酯0.15%, BYK-1700.3%，海藻酸盐2%，余量为水。
8.根据权利要求1至3任一项所述的水性带锈防锈涂料，其特征在于，其配方按质量百分比计由以下组分组成:苯丙乳液23 %，水溶性环氧树脂8 %，水溶性丙烯酸树脂4 %，氧化铁红3%，石墨烯2%，氧化锌2%，硫酸钡27%，茶多酚0.3%、单宁酸0.7%、邻苯二酚0.8%, BYK-358N0.15%，磷酸三丁酯0.15%, HT-1300.3%，羟甲基纤维素2%，余量为水。
9.权利要求1至8任一项所述的水性带锈防锈涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，分散，得颜填料料浆； b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米； c.在搅拌条件下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，搅拌使分散，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。
10.如权利要求9所述的水性带锈防锈涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a.取配方量的氧化铁红、石墨烯、氧化锌、硫酸钡、分散剂和水以及配方量三分之二的消泡剂，混合，以1500转/分钟分散20~50分钟，得颜填料料浆； b.将步骤a所得颜填料料浆研磨至细度小于50微米； c.在500转/分钟的搅拌条件 下，向步骤b研磨后的颜填料料浆中加入配方量的苯丙乳液、水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、转化剂、转化促进剂、流平剂和增稠剂以及配方量三分之一的消泡剂，加毕继续搅拌20~50分钟，用水调节粘度，过滤，即得水性带锈防锈涂料。
【文档编号】C09D7/12GK103897510SQ201410165201
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】陈久存, 李长明, 李文君, 刘茵沁 申请人:西南大学