一种防腐修复涂料的制作方法

文档序号:17132823发布日期:2019-03-16 01:40

本发明属于涂料技术领域,尤其涉及一种防腐修复涂料。



背景技术:

金属腐蚀是金属材料与周围环境相接触,相互间发生了某种反应而逐渐遭到破坏(或变质)的过程。钢材金属腐蚀所造成的损失,不仅表现在使用材料本身在其外形、色泽、力学性能等方面受到破坏,更主要的表现在使其制品(如机械装备、工程结构及钢材管道等)和钢材结构质量等级下降,影响其使用价值甚至报废,会带来大量的经济损失和安全隐患。目前常用的防腐方法是在材料表面涂覆涂层,实现对材料的屏蔽和保护。

金属防腐修复涂料是相对常规防腐涂料而言,能在更加严苛的腐蚀环境里适应,并具有很强的修复和保护能力,能够达到比常规防腐涂料更长的保护期的一类防腐修复涂料。

丙烯酸富锌底漆,防腐机理主要是利用电化学阴极保护作用,其固化后具有优异的附着力、优良的力学性能,高效的耐腐蚀、耐化学品、耐盐雾性能。当锌粉足量时,在钢材表面形成一层锌粉膜,并与钢材表面紧密接触,在腐蚀介质的作用下(主要是氧气、水分等),便组成锌-铁腐蚀电池,由于锌的电化学电位比铁低,锌为阳极,腐蚀电流从锌流向铁,而钢铁作为阴极则受到保护。另外,金属锌的腐蚀产物-氧化锌(ZnO)呈白色粉末状,它同时也对漆膜形成封闭的保护作用。

丙烯酸富锌底漆制备过程中先对锌粉使用偶联剂进行预处理提高其分散性能,同时制漆过程中进行砂磨,打碎其球型状态,变成片状结构,使其效果等同于片状锌粉,同时匹配所选用的丙烯酸树脂,达到对金属基材和面漆有优良的附着力,能够增加面漆的丰满度,提供抗酸碱性、耐防腐性能等,同时保证面漆的均匀吸收,使面漆发挥最佳效果。

面漆使用氟碳涂层,氟原子具有最高的电负性和除氢原子以外最小的原子半径,因此氟碳聚合物具有极高的稳定性。在氟碳聚合物中有大量的F-C键,是一种高键能化学键,因此具有优异的保光、保色性、耐候性以及耐热、耐腐蚀、耐化学品、耐沾污、耐摩擦等性能,在低温下也可固化。

目前市场上较为常见的防腐漆基本是环氧富锌漆,例如专利CN107619635A,该发明涉及一种环氧富锌涂料及其生产方法,所述涂料以环氧树脂为主体树脂,锌粉为防锈颜料,加入一定的滑石粉、助剂、溶剂混合配制而成。未对锌粉进行表面处理,导致锌粉的分散性不佳,同时也没有进行砂磨处理,球状锌粉相对用量更大而且涂料的防沉降效果不佳,球状锌粉相对于片状锌粉结构防腐性能也会有所降低。所用环氧树脂为主体的涂层相对于丙烯酸树脂韧性差,由于可交联官能团较多,底漆膜太硬,导致与面漆的层间附着力不好;漆膜丰满度不佳;环氧树脂中含有的羟基,制漆处理不当,其漆膜耐水性也不好。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种防腐修复涂料,本发明耐腐蚀、耐候、耐水、耐化学品、耐盐雾性能优异。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种防腐修复涂料,由丙烯酸树脂为成膜物的底漆涂料和由氟碳树脂为成膜物的面漆涂料组成,其中:底漆涂料按照质量份数记,包括以下组分:丙烯酸树脂20-120份、偶联剂处理过的锌粉80-120份、无机填料1-20份、消泡剂0.1-2份、润湿分散剂1-10份、流平剂0.1-5份、锡类催化剂0.1-5份、有机溶剂10-50份,再添加上述物料总质量的1-10%异氰酸固化剂和5-20%有机溶剂;使用时,先用底漆涂料涂覆在钢材表面,形成底漆涂层,干膜厚度10-100μm,固化1-24H,再用面漆涂料涂覆于上述底漆涂层表面,形成面漆涂层,干膜厚度10-150μm。

进一步地,所述面漆涂层按照质量份数记,包括以下组分:氟碳树脂20-80份、无机填料20-50份、水解稳定剂0.05-1、消泡剂0.05-1份、润湿分散剂0.1-5份、流平剂0.05-2份、锡类催化剂0.05-2份、有机溶剂5-20份,使用高速搅拌机在2000-3000rpm转速下搅拌0.5-2H后,再添加上述物料总量的1-10%异氰酸固化剂和5-20%有机溶剂。

进一步地,所述丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂、羧基丙烯酸树脂中的一种或者两种按任意配比混合组成;所述氟碳树脂由偏氟乙烯型氟碳树脂、三氟型氟碳树脂、四氟型氟碳树脂中的一种或者几种按任意配比混合组成。

进一步地,所述锌粉粒径在300目至1000目的范围内,总锌质量含量大于99%,金属锌质量含量大于96%;用于锌粉改性的偶联剂由硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或两种按任意比例混合配制而成。

进一步地,所述无机填料由下列一种或几种按任意比例组成的混合物:滑石粉、煅烧高岭土、蒙脱土、云母粉、钛白粉、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、硅酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、抗划粉、玻璃纤维粉、陶瓷微珠、碳化硅、铜铬黑、铁铬黑、炭黑。

进一步地,所述消泡剂为下列种一种或几种按任意比例组成的混合物:有机硅消泡剂、不含有机硅的聚合物消泡剂、有机硅/聚合物消泡剂、带有消泡能力的有机硅和丙烯酸酯;流平剂为下列种一种或几种按任意比例组成的混合物:聚醚硅氧烷共聚物类、反应性聚醚改性氟硅氧烷类、聚醚改性聚有机硅氧烷类、聚丙烯酸酯类;润湿分散剂为下列种一种或几种按任意比例组成的混合物:含颜料亲和基团的嵌段共聚物类、丙烯酸嵌段共聚物类、高度枝化结构聚酯类、含酸性集团共聚物类、羟基官能团羧酸酯类、多元羧酸的烷基铵盐溶液。

进一步地,所述锡类催化剂为下列种一种或两种按任意比例组成的混合物:氧化单丁基锡、单丁基三异辛酸锡。所述有机溶剂为下列一种或几种按任意比例组成的混合物:乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、正丁酮、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯。

进一步地,所述水解稳定剂为下列一种或几种按任意比例组成的混合物:单体碳化二亚胺类水解稳定剂、聚碳化二亚胺类水解稳定剂、一元羧酸的缩水甘油脂类水解稳定剂。所述异氰酸固化剂为下列种一种或几种按任意比例组成的混合物:六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯加成物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯加成物、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯加成物。

进一步地,所述底漆涂料通过以下方法制备得到:首先使用偶联剂对锌粉进行预处理,偶联剂用量为锌粉质量的1-10%,将偶联剂与无水乙醇按体积比1:3配比稀释备用,再将锌粉倒入超细粉体分散机的容器中,将稀释后的偶联剂取1/3均匀的喷洒到锌粉表面,接着运行分散机,设定转速为6000-12000rpm,分散10-30min后,调整分散机转速至500-1500rpm,再取1/3的稀释过的偶联剂从进样口加入,接着调整分散机转速至6000-12000rpm,分散10-30min后,调整分散机转速至500-1500rpm,将剩余的1/3稀释过的偶联剂加入,调整分散机转速至6000-12000rpm,分散20-60min后取出锌粉。处理后的锌粉放置于60-100℃的真空烘箱中,抽真空干燥处理2-4H,挥发多余的无水乙醇,处理完成后密封保存备用。然后在反应釜中按顺序加入丙烯酸树脂、消泡剂、润湿分散剂、流平剂、锡类催化剂、有机溶剂,使用高速搅拌机在1500-3000rpm转速下搅拌0.5-1H使其分散均匀,再继续边搅拌边加入处理过的锌粉和无机填料,搅拌0.5-1H,然后用砂磨机研磨0.5-4H,出料,再加入出料总质量1-10%异氰酸固化剂和5-20%有机溶剂,混合均匀。

进一步地,所述面漆涂料通过以下方法制备得到:按顺序加入氟碳树脂、水解稳定剂、消泡剂、润湿分散剂、流平剂、锡类催化剂、有机溶剂,使用高速搅拌机在2000-3000rpm转速下搅拌0.5-1H使其分散均匀,再继续边搅拌边加入无机填料,搅拌0.5-1H后,然后用砂磨机研磨0.5-1H,出料,再加入出料总质量1-10%异氰酸固化剂和5-20%有机溶剂,混合均匀。

本发明的有益效果是,本发明的防腐修复涂料使用偶联剂预处理的锌粉,提高其分散性,同时又使普通的球状锌粉能够达到片状锌粉相同的功效;具有优良的防沉降性能,优良的附着力,干燥速度快,同时具有优良的耐腐蚀、耐候、耐水、耐化学品、耐盐雾等性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述,但本发明的保护范围不仅局限于实施例。

实施例1

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、预处理后的锌粉30份、无机填料5份、消泡剂0.25份、润湿分散剂2份、流平剂2份、锡类催化剂0.5份、有机溶剂15份,高速搅拌0.5H后,再用砂磨机研磨0.5H混合均匀,出料,再加入出料总量3.5%异氰酸固化剂和10%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min后,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆涂料按照质量分数记包括以下组分:氟碳树脂40份、无机填料30份、水解稳定剂0.4、消泡剂0.2份、润湿分散剂1.5份、流平剂1.5份、锡类催化剂0.5份、有机溶剂15份,高速搅拌0.5H后,再用砂磨机研磨0.5H混合均匀,出料,再加入出料总量4.5%异氰酸固化剂和8%有机溶剂混合均匀得到面漆。然后将配好的面漆涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

实施例2

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、预处理后的锌粉50份、无机填料5份、消泡剂0.3份、润湿分散剂2.8份、流平剂2份、锡类催化剂0.5份、有机溶剂20份,高速搅拌0.5H后,再用砂磨机研磨1H混合均匀,出料,再加入出料总量3.5%异氰酸固化剂和10%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆涂料按照质量分数记包括以下组分:氟碳树脂40份、无机填料30份、水解稳定剂0.4、消泡剂0.2份、润湿分散剂1.5份、流平剂1.5份、锡类催化剂0.5份、有机溶剂15份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨0.5H混合均匀,出料,再加入出料总量4.5%异氰酸固化剂和8%有机溶剂混合均匀得到面漆。然后将配好的面漆涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

实施例3

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、预处理后的锌粉60份、无机填料8份、消泡剂0.5份、润湿分散剂4份、流平剂2.5份、锡类催化剂1份、有机溶剂30份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨1.5H混合均匀,出料,再加入出料总量3%异氰酸固化剂和15%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min后,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆涂料按照质量分数记包括以下组分:氟碳树脂60份、无机填料30份、水解稳定剂0.45、消泡剂0.3份、润湿分散剂1.5份、流平剂2份、锡类催化剂0.8份、有机溶剂20份,高速搅拌0.5H后,再用砂磨机研磨1H混合均匀,出料,再加入出料总量5%异氰酸固化剂和10%有机溶剂混合均匀得到面漆。然后将配好的面漆涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

实施例4

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、预处理后的锌粉80份、无机填料10份、消泡剂0.5份、润湿分散剂6份、流平剂3.5份、锡类催化剂1.5份、有机溶剂30份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨1.5H混合均匀,出料,再加入出料总量2.5%异氰酸固化剂和15%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min后,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆涂料按照质量分数记包括以下组分:氟碳树脂60份、无机填料30份、水解稳定剂0.45、消泡剂0.3份、润湿分散剂1.5份、流平剂2份、锡类催化剂0.8份、有机溶剂20份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨1H混合均匀,出料,再加入出料总量5%异氰酸固化剂和10%有机溶剂混合均匀得到面漆。然后将配好的面漆涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

实施例5

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、预处理后的锌粉100份、无机填料15份、消泡剂0.6份、润湿分散剂6份、流平剂3.5份、锡类催化剂2份、有机溶剂40份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨2H混合均匀,出料,再加入出料总量2%异氰酸固化剂和15%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min后,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆涂料按照质量分数记包括以下组分:氟碳树脂80份、无机填料30份、水解稳定剂0.6、消泡剂0.4份、润湿分散剂1.5份、流平剂2份、锡类催化剂1.5份、有机溶剂25份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨1H混合均匀,出料,再加入出料总量6%异氰酸固化剂和10%有机溶剂混合均匀得到面漆。然后将配好的面漆涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

实施例6

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、未处理的锌粉100份、无机填料15份、消泡剂0.6份、润湿分散剂6份、流平剂3.5份、锡类催化剂2份、有机溶剂40份,高速搅拌1H后,再加入出料总量2%异氰酸固化剂和15%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min后,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆涂料按照质量分数记包括以下组分:氟碳树脂80份、无机填料30份、水解稳定剂0.6、消泡剂0.4份、润湿分散剂1.5份、流平剂2份、锡类催化剂1.5份、有机溶剂25份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨1H混合均匀,出料,再加入出料总量6%异氰酸固化剂和10%有机溶剂混合均匀得到面漆。然后将配好的面漆涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

实施例7

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、预处理后的锌粉80份、无机填料10份、消泡剂0.5份、润湿分散剂6份、流平剂3.5份、锡类催化剂1.5份、有机溶剂30份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨1.5H混合均匀,出料,再加入出料总量2.5%异氰酸固化剂和15%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min后,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆为市场购置的现有成熟的醇酸防锈面漆产品,型号:C03-5白色醇酸调和漆;生产厂家:浙江大桥油漆有限公司。根据厂家提供参数配制面漆,涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干45min,指干8H。

实施例8

底漆涂料按照质量分数记包括以下组分:丙烯酸树脂50份、预处理后的锌粉80份、无机填料10份、消泡剂0.5份、润湿分散剂6份、流平剂3.5份、锡类催化剂1.5份、有机溶剂30份,高速搅拌1H后,再用砂磨机研磨1.5H混合均匀,出料,再加入出料总量2.5%异氰酸固化剂和15%有机溶剂混合均匀得到底漆。然后将涂料静置30min后,涂覆在钢材表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干20min,指干2H。

面漆为市场购置的现有成熟的氟碳面漆产品,型号:F-02氟碳实色面漆;生产厂家:新乡宇仁化学有限公司(韩国宇仁涂料)。根据厂家提供参数配制面漆,涂覆于上述指干后底漆表面,干膜厚度50μm,室温23℃,表干30min,指干3H。

将上述实施例1-8制备的涂层进行各项性能试验,结果如下表1所示:

表1

如上表1所示,1-5为本实验方案的其中5个实施例;实施例6所用锌粉未经偶联剂处理;实施例7底漆与实施例4配方一致,面漆为市场购置的现有成熟的普通醇酸面漆产品;实施例8底漆与实施例4配方一致,面漆为市场购置的现有成熟的氟碳面漆产品。

实施例6使用未处理的普通锌粉,导致其附着力比1-5号实施例低一个等级;同时实施例6底漆涂料未进行砂磨处理,锌粉为常规的球型结构,虽然使用了大量的锌粉,与实施例5锌粉用量一致,但是其耐盐雾、耐酸、耐盐水性能都比实施例5差;只与实施例2相当,但是实施例6锌粉用量是实施例2的2倍。因此从表1中可以看出偶联剂处理锌粉对附着力提高有明显效果;砂磨处理底漆涂料将其中的锌粉打碎成片状结构,可以有效降低锌粉的用量,使其抗酸碱等老化性能与使用大量常规锌粉的漆膜性能一致。实施例6底漆中锌粉虽然未经处理,但是其老化性能相对市面上其他防腐漆还是比较良好的,因为所用面漆为氟碳面漆,与底漆涂层致密不可分,其耐腐蚀、耐候、耐水、耐化学品、耐盐雾等性能同样十分优异。

实施例7所用醇酸防锈面漆为市场购置的现有成熟产品,配合本发明实施例4中所用的底漆,制备样品初始外观及附着力等均无异常出现。与实施例4对比,实施例7的柔韧性相对差一个等级。其耐盐雾、耐酸、耐盐水性能比实施例2低氟面漆涂料差一些,性能与实施例1相当。该普通的醇酸防锈面漆与本发明的底漆涂料配合使用,相对市面上其他防腐漆还是有明显的的优势。

实施例8所用氟碳面漆为市场购置的现有成熟产品,配合本发明实施例4中所用的底漆,制备样品初始外观及附着力等均无异常出现。与实施例4对比,其耐盐雾、耐酸、耐盐水性能比实施例4差,与实施例3相当。但是实施例8所用锌粉含量比实施例3要多33%,从实验数据上可以看出该购买的氟碳面漆性能没有本发明制备的氟碳面漆性能优异。

以上为本发明的较佳实施例,并非对本发明做其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或者改型为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

再多了解一些
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