一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，按质量百分比由甲基硅氧烷为20～30％，水性乳液为30～49％，成膜助剂为8～11％，填料为5～8％，耐腐蚀颜料为4～9％，防闪锈助剂为2～6％，偶联剂为3～4％，含钛有机物为7～9％，助剂为2～3％组成。本发明利用有机无机杂化的方法，制备出一种具备有机涂层强附着力和无机涂层耐高温共同优点的新涂层，并且在水性乳液中添加偶联剂和含钛有机物提高涂层的交联密度，有效隔绝水分子和氧气与基材的接触，并与传统防腐蚀颜料相结合，具有优良的防腐效果，且制备工艺简单，原料易得，大大降低了生产成本。
【专利说明】
-种水性有机无机杂化防腐涂料组合物及制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于化工防腐涂料技术领域，具体设及一种水性有机无机杂化防腐涂料组 合物及制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前，环境污染越来越严重，我国制定了一系列措施来减少污染物的排放，现在使 用的涂料中含有大量的有机溶剂，广泛使用对环境造成了巨大的压力，同时影响了施工人 员的身体健康。随着人们环保意识的增强，与此同时，世界的环保法律法规日益严格，溶剂 型涂料的使用受到了很大的限制，因此需要解决防腐涂料的溶剂污染问题。在诸多的环保 防腐涂料中，水性涂料是解决环保问题的重要方向。然而，水性环保涂料耐腐蚀性能较溶剂 型涂层相差很大，提高水性防腐涂料是重要的问题。
[0003] 水性涂料最大的特点就是用水来代替有机溶剂，大大减少了污染物的排放，从而 减小环境压力和对施工人员的危害，其次水资源丰富，用水来代替有机溶剂，取用方便，价 格低廉。但是目前市面上存在的水性防腐涂料虽然种类很多，却不能达到有机溶剂防腐的 能力，不能很好地保护基材，给我国的工业带来不必要损失，虽然有些涂料防腐性能很好， 但因为其制备过程复杂、价格昂贵、施工不便，应用受到了限制。
[0004] 无机涂层具有耐热稳定性好、耐氧化、低溫性能好、较大压缩率、低表面能、介点强 度高等优点，但其机械性能差，附着力、耐磨性、耐溶剂性差，成本高。有机涂层有优良的机 械性能、粘接性能，耐热性好、耐溶剂性好、易加工成型、价格低廉，但其键能小，内应力大， 高溫下易分解。
[0005] 目前在水性防腐涂料技术中存在了一些问题，比较常见的如:涂层出现闪诱，使涂 层过早的失去保护能力;耐高溫性能差，不能满足一些溫度过高的环境使用;涂层与基材之 间的附着力不够，造成涂层的脱落，从而失去防腐能力。
[0006] 本文提供一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物及制备方法，结合有机涂层、无 机涂层共同的优点。其制备过程简单、原料易得、价格低廉、施工便利，同时其防闪诱能力、 防腐蚀能力、耐溫、耐酸、耐碱、耐溶剂性能优异，有效解决了目前技术中的不足。
【发明内容】
：
[0007] 为了解决现有技术存在的问题和不足，本发明提供了一种水性有机无机杂化防腐 涂料组合物及制备方法，组合物可耐盐雾lOOOh，耐高溫性能优异、附着力可达1级。本发明 的目的之一是提高防腐性能，另一个目的是控制水在金属表面形成的闪诱。
[000引为达到上述目标，本发明采用的技术方案是：
[0009] -种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，按质量百分比由甲基硅氧烷为20~ 30%，水性乳液为30~49%，成膜助剂为8~11 %，填料为5~8%，耐腐蚀颜料为4~9%，防 闪诱助剂为2~6%，偶联剂为3~4%，含铁有机物为7~9%，助剂为2~3%组成;其中所述 的甲基硅氧烷的分子结构特征为：
[0010]
[0011]其中R为烷基，碳原子数为1-18。
[0012] 上述所述的水性乳液为醇酸乳液、聚醋乳液、有机娃乳液、环氧乳液、酪醒环氧乳 液、酪醒乳液、聚乙締乙酸乳液、丙締酸醋乳液、下苯乳液、丙苯乳胶、聚丙締酸乳液中的一 种或多种任意质量比混合物。
[0013] 上述所述的水性乳液优选为环氧乳液和有机娃乳液的混合物，其混合质量比为环 氧乳液:有机娃乳液= 2:1。
[0014] 上述所述的助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、润滑剂、耐磨助剂、流平剂中的一种或 多种任意质量比混合物。
[0015] 上述所述的助剂优选为分散剂、润湿剂、消泡剂、润滑剂、耐磨助剂、流平剂的混合 物，其混合质重比为二1:1:2:1:1:1。
[0016] 上述所述的耐腐蚀颜料为铅系颜料、铭酸盐系颜料、锋粉、无毒颜料、云母、氧化 铁、铁白、铁红、铜金粉、炭黑、侣粉中的一种，其中无毒颜料为离子交换性颜料、憐酸盐、钢 酸盐、棚酸盐、铁酸盐或氧化石墨締。
[0017] 上述所述的耐腐蚀颜料优选为憐酸锋、憐酸侣、氧化石墨締、钢酸钢的混合物，其 混合质量比为憐酸锋:憐酸侣:氧化石墨締:钢酸钢=1:2:2:1。
[0018] 上述所述的偶联剂为氨基硅烷偶联剂，其分子结构式为：
[0019]
[0020] 其中R为烷基，碳原子数为1-10。
[0021] 上述所述的偶联剂虽使用氨基硅烷偶联剂，但不局限于氨基硅烷偶联剂。
[0022] 上述所述的含铁有机物，其分子结构式为：
[0023]
[0024] 其中R为烷基，碳原子数为1-10。
[0025] 上述所述的成膜助剂为醇、醇醋、醇酸中的一种或多种任意质量比混合物。
[0026] 上述所述的成膜助剂优选为十二碳酸醋和二丙酬醇的混合物，其混合质量比为十 二碳酸醋:二丙酬醇= 1:3。
[0027] 上述所述的防闪诱助剂为含硝基的苯环化合物，其分子结构式为：
[002引
[0029] 其中R为H或打-Cio。
[0030] 上述所述的填料为重巧、娃灰石粉、云母、滑石粉、高岭±、白云石中的一种或多种 质量任意比混合物。
[0031] 上述所述的填料优选为云母。
[0032] 为实现上述目的，本发明所采用的另一技术方案是：
[0033] 本发明的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0034] (1)制备A组分:按质量百分比将组合物中的甲基硅氧烷、水性乳液、填料、耐腐蚀 颜料、防闪诱助剂、含铁有机物、助剂和偶联剂，进行揽拌，混合均匀，得到A组分的乳液，然 后室溫保存，备用；
[0035] (2)制备B组分:按质量百分比称取成膜助剂或按质量比制备混合物，得到B组分， 室溫密封保存。
[0036] 本发明的一种水性有机无机杂化防腐涂料的使用方法，步骤是：
[0037] 使用时，将A、B组分混合均匀进行涂装，放入烘箱25°C下固化化，然后升溫至120°C 保溫化即可。
[0038] 本发明与现有技术相比，所具有的特点和有益效果主要是：
[0039] 1、使用偶联剂和含铁有机化合物，有效的提高涂层的交联密度，从而隔绝水分子 和氧气与基材的接触
[0040] 2、加入含硝基的苯环化合物作为防闪诱助剂，并与耐腐蚀颜料相结合，极大地提 高了水性涂料的防腐性能。
[0041] 3、使用环氧乳液与有机娃乳液混合的水性溶液，可W提高涂层的耐溫性能。
【具体实施方式】
[0042] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，运些实施例仅用于说明而不用 于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可W 对本发明作各种改动或修改，运些等价形式同样落于本申请所依附权利要求书所限定的范 围。
[0043] 实施例1
[0044] -、组合物的配方
[0045] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[0046] 2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲藝鞋氧焼 .20%, 水性乳液 45%， 成膜助剂 8J%， 填料 6%,
[0047] 耐腐蚀颜料 4.5%， 防闪诱助剂 3妨， 偶联剤 3拖 含铁有机物 8%，
[004引助剂 2%。
[0049] 二、制备和使用方法
[0050] 1、制备A组分:按质量百分比将组合物中的甲基硅氧烷、水性乳液、填料、耐腐蚀颜 料、防闪诱助剂、含铁有机物、助剂和偶联剂，进行揽拌，混合均匀，得到A组分的乳液，然后 室溫保存，备用；
[0051] 2、制备B组分:按质量百分比称取成膜助剂或按质量比制备混合物，得到B组分，室 溫密封保存。
[0052] 3、使用时，将A、B组分混合均匀进行涂装，放入烘箱25°C下固化比，然后升溫至120 °C保溫化即可。
[0化3] S、有益效果
[0054]本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达50化出现少量腐蚀 病灶，附着力2级，涂层耐溫可达300 °C。
[0化5] 实施例2
[0化6] -、组合物的配方
[0057] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[005引2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲基硅氧烷 25%， 水性乳液 35%， 成膜助剂 9%， 填料 7%，
[0化9] 耐腐蚀颜料 4〇/〇， 防闪绣肋剂 6%， 偶联剂 4% 含铁有机物 8%， 助剂 2〇/6。
[0060] 二、制备方法
[0061] 1、制备A组分:按质量百分比将组合物中的甲基硅氧烷、水性乳液、填料、耐腐蚀颜 料、防闪诱助剂、含铁有机物、助剂和偶联剂，进行揽拌，混合均匀，得到A组分的乳液，然后 室溫保存，备用；
[0062] 2、制备B组分:按质量比选用十二碳酸醋：二丙酬醇=1: 3制备得到B组分混合物， 室溫密封保存。
[0063] 3、使用时，将A、B组分混合均匀进行涂装，放入烘箱25°C下固化比，然后升溫至120 °C保溫化即可。
[0064] S、有益效果
[0065] 本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达60化出现少量腐蚀 病灶，附着力1级，涂层耐溫可达350°C。
[0066] 实施例3
[0067] -、组合物的配方
[0068] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[0069] 2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲基硅氧烷 30%， 水性乳液 30%， 成膜助剂 8%， 填料 8%，
[0070] 耐腐蚀颜料 6%， 防闪绣助剂 4%， 偶联剤 3%, 含铁有机物 8.5%， 助剂 2.5%。
[0071] 二、制备方法同实施例2
[0072] S、有益效果
[0073] 本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达65化出现少量腐蚀 病灶，附着力2级，涂层耐溫可达400°C。
[0074] 实施例4
[00巧]一、组合物的配方
[0076] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[0077] 2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲基硅氧烷 27%， 水性乳液 33%， 成膜助剂 9%， 填料 7%，
[007引耐腐蚀颜料 7%， 防闪诱助剂 4%， 偶联剂 2絲， 含铁有机物 9%， 助荆 2%。
[00巧]二、制备方法同实施例2
[0080] S、有益效果
[0081] 本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达65化出现少量腐蚀 病灶，附着力1级，涂层耐溫可达350°C。
[0082] 实施例5
[0083] 一、组合物的配方
[0084] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[00化]2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲基娃氧焼 23%， 水性乳液 37%, 成膜助剂 11%:， 填料 5%，
[00化]耐腐蚀颜料 9〇/〇， 防闪绣助剂 2%， 偶联剂 4%， 含铁有机物 7%， 助剂 2%。
[0087] 二、制备方法同实施例2
[0088] S、有益效果
[0089] 本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达85化出现少量腐蚀 病灶，附着力1级，涂层耐溫可达450°C。
[0090] 实施例6
[0091] -、组合物的配方
[0092] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[0093] 2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲基硅氧烷 20%, 水性乳液 40%， 成膜助剂 10%， 填斜 6%，
[0094] 耐腐蚀颜料 5%， 防闪诱助剂 6%， 偶联剂 3%, 含钦有机物 8%， 敢剤 2%:。
[00巧]二、制备方法同实施例2
[0096] S、有益效果
[0097] 本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达1000 h出现少量腐 蚀病灶，附着力1级，涂层耐溫可达550°C。
[009引实施例7
[0099] -、组合物的配方
[0100] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[0101] 2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲基娃氧焼 20%， 水性乳液 49%， 成膜助剂 8%，
[0102] 填料 5铅， 耐腐蚀颜料 4%， 防闪诱助剂 2%，： 偶联剂 3撕
[0103] 含铁有机物 m;， MM 2%。
[0104] 二、制备方法同实施例2 [01化]S、有益效果
[0106] 本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达90化出现少量腐蚀 病灶，附着力1级，涂层耐溫可达500°C。
[0107] 实施例8
[0108] -、组合物的配方
[0109] 1、按照质量比分别配制水性乳液，成膜助剂，耐腐蚀颜料，助剂的混合物；
[0110] 2、按质量百分比配制组合物各组分含量： 甲基娃氧焼 30%， 水性乳液 30%， 成膜助剂 9.5%， 填料 6.5%，
[0111] 耐腐浊颜料 5%， 防闪诱助剂 色％， 媽联剂 15%， 含镜有机物 7S%， 助剂 2驗。
[0112] 二、制备方法同实施例2 [011；3] S、有益效果
[0114] 本实施例所得组合物涂覆于冷社钢板上，涂层耐盐雾实验可达80化出现少量腐蚀 病灶，附着力1级，涂层耐溫可达500°C。
[0115] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来 说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于：按质量百分比由甲基硅氧烷 为20~30%，水性乳液为30~49%，成膜助剂为8~11 %，填料为5~8%，耐腐蚀颜料为4~ 9%，防闪锈助剂为2~6%，偶联剂为3~4%，含钛有机物为7~9%，助剂为2~3%组成;其 中所述的甲基硅氧烷的分子结构特征为：其中R为烷基，碳原子数为1-18。2. 根据权利要求1所述的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述的 水性乳液为醇酸乳液、聚酯乳液、有机硅乳液、环氧乳液、酚醛环氧乳液、酚醛乳液、聚乙烯 乙酸乳液、丙烯酸酯乳液、丁苯乳液、丙苯乳胶、聚丙烯酸乳液中的一种或多种任意质量比 混合物。3. 根据权利要求1所述的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述的 助剂为分散剂、润湿剂、消泡剂、润滑剂、耐磨助剂、流平剂中的一种或多种任意质量比混合 物。4. 根据权利要求1所述的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述的 耐腐蚀颜料为铅系颜料、铬酸盐系颜料、锌粉、无毒颜料、云母、氧化铁、钛白、铁红、铜金粉、 炭黑、铝粉中的一种。5. 根据权利要求1所述的一种水性有机-无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述 的偶联剂为氨基硅烷偶联剂，其分子结构式为：其中R为烷基，碳原子数为1-10。6. 根据权利要求1所述的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述的 含钛有机物，其分子结构式为：其中R为烷基，碳原子数为1-10。7. 根据权利要求1所述的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述的 成膜助剂为醇、醇酯、醇醚中的一种或多种任意质量比混合物。8. 根据权利要求1所述的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述的 防闪锈助剂为含硝基的苯环化合物，其分子结构式为：其中R为!1或&-(：1〇。9. 根据权利要求1所述的一种水性有机无机杂化防腐涂料组合物，其特征在于:所述的 填料为重钙、硅灰石粉、云母、滑石粉、高岭土、白云石中的一种或多种任意质量比混合 物。10. -种根据权利要求1所述的水性有机无机杂化防腐涂料组合物的制备方法，其特征 在于包括如下步骤： (1) 制备A组分:按质量百分比将组合物中的甲基硅氧烷、水性乳液、填料、耐腐蚀颜料、 防闪锈助剂、含钛有机物、助剂和偶联剂，进行搅拌，混合均匀，得到A组分的乳液，然后室温 保存，备用； (2) 制备B组分：按质量百分比称取成膜助剂或按质量比制备混合物，得到B组分，室温 密封保存； (3) 使用时，将A、B组分混合均匀进行涂装，放入烘箱25°C下固化lh，然后升温至120°C 保温lh即可。
【文档编号】C09D183/04GK105925178SQ201610319173
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】高延敏, 左银泽, 陈亮, 贾方方
【申请人】江苏科技大学