本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性带锈防腐底漆及其制备方法。
背景技术：
传统的溶剂型双组分聚氨酯涂料具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐候性好等优点，广泛作为工业防护、木器家具和汽车涂料。但随着环保政策的不断实施与完善，消费者的环保意识的不断增强与提升，溶剂型涂料的使用受到了前所未有的限制，传统的油性涂料正在逐渐被环保涂料所代替，其中以水性漆为代表的环保涂料正是现代绿色涂料蓬勃发展的重要组成部分。水性漆以低voc、节能、无毒、环保为特点被广大消费者群众所认可。
为了获得优良的防腐性能，传统工艺需要把底材上的锈蚀彻底清除，并且要求基材露出金属光泽，表面处理工作量相当繁重，生产效率低，施工费用高，且锈尘对人体危害极大。因此，开发一种能够在有一定锈蚀表面上直接施工的带锈防锈涂料就很有必要。但是，目前的带锈防腐底漆普遍存在初期耐水性差、附着力及辊涂流平性差，漆膜厚度达不要求等问题。
技术实现要素：
针对现有技术中水性带锈防腐底漆初期耐水性差、附着力及辊涂流平性差，漆膜厚度到不要求的问题，本发明提供一种水性带锈防腐底漆及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种水性带锈防腐底漆，所述水性带锈防腐底漆包含如下重量份的组分：水性改性醇酸树脂20-30份，消泡剂0.2-1份，分散剂0.1-1份，防闪锈剂0.1-1份，增稠剂0.5-2份，ph调节剂0.1-0.5份，流平剂0.1-0.5份，催干剂0.1-1份，润湿剂0.1-1份，锈转换剂0.5-2份，防霉触变剂0.1-0.5份，颜填料30-40份，助溶剂0.5-3份和去离子水30-40份。
相对于现有技术，本发明提供的水性带锈防腐底漆，依靠水性改性醇酸树脂的反应基团，锈转化剂与锈层中的活泼有害物质反应，生成稳定的抑制化合物，从而使整个锈层成为涂料中稳定的具有保护性的填料，涂料中各种不同的防锈组分的适当配比和颜填料的配合，可使整个带锈层具有较好的防锈性，耐久性和机械性能。本发明所提供的涂料各组分间综合作用，显著提高了涂料的初期耐水性、硬度、附着力以及耐腐蚀性，还具有voc含量低、干燥速度快、施工方便等优点，用于已腐蚀的金属表面可不经过严格的除锈和表面处理直接涂装，非常适用于难以彻底表面处理的大型钢铁构件，具有较高的实用价值，市场前景广阔。
优选的，所述水性带锈防腐底漆包含如下重量份的组分：水性改性醇酸树脂23-38份，消泡剂0.3-0.7份，分散剂0.4-0.8份，防闪锈剂0.2-0.6份，增稠剂0.6-1份，ph调节剂0.1-0.3份，流平剂0.2-0.4份，催干剂0.4-0.8份，润湿剂0.3-0.7份，锈转换剂0.8-1.5份，防霉触变剂0.2-0.4份，颜填料32-38份，助溶剂1-2.5份和去离子水32-36份。
更优选的，所述水性带锈防腐底漆包含如下重量份的组分：水性改性醇酸树脂26份，消泡剂0.4份，分散剂0.6份，防闪锈剂0.4份，增稠剂0.8份，ph调节剂0.2份，流平剂0.3份，催干剂0.6份，润湿剂0.4份，锈转换剂1份，防霉触变剂0.3份，颜填料33份，助溶剂2份和去离子水34份。
优选的，所述水性改性醇酸树脂为水性丙烯酸改性醇酸树脂和水性环氧改性醇酸树脂的混合物，其中水性丙烯酸改性醇酸树脂和水性环氧改性醇酸树脂的质量比为1:10-15。
更优选的，所述水性丙烯酸改性醇酸树脂和水性环氧改性醇酸树脂的质量比为1:12。
丙烯酸改性醇酸树脂具有干燥快、附着力好、硬度高、初期耐水好的优点；环氧改性醇酸树脂具有优异的耐盐雾性，极佳的耐候性能和颜料承载性能，还有初期耐水性好，热储存和冻融稳定性好的优点；本发明所选的水性改性醇酸树脂以水性环氧改性丙烯酸树脂为主要成膜树脂，混拼水性丙烯酸改性醇酸树脂，两者树脂相互协同，可使涂料具备对金属附着力好、干燥速度快、初期耐水性好、耐候性、耐盐雾性好的优点。混拼树脂与配方中的其他组分相互配合可有效封闭金属基层，使涂料与金属基层的更加牢固，有效阻断水、氧气、水蒸气的渗透，同时还可修复基层的一些细微裂纹，提升整个表面的平整度，增加涂料的抗腐蚀性能。
优选的，所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物。
聚硅氧烷类消泡剂具有消泡迅速，抑泡时间长和安全无毒的优点，但它难溶于水，耐高温，耐酸碱性差；聚醚类消泡剂水溶性好，耐高温，耐酸碱碱性强，但是其消泡速度和抑泡时间不理想。聚醚硅氧烷共聚物具有醚类和有机硅类两种消泡剂的优点，稳定性好，低毒、抗氧化，消泡性能力高的优点，可有效去除涂料中的微小气泡，使涂料与基底结合更加紧密，更有效地封闭基底材料，防止水、氧气等物质通过气泡接触基底，造成腐蚀。
优选的，分散剂为含表面活性剂和颜料亲和基团聚合物的水溶液。如迪高的tego760w，其不含有溶剂和乙氧基壬基酚，无触变性，与颜料具有高互配性，在用量较小的情况下，可有效减少颗粒絮聚，使细颜料颗粒悬浮在介质中，并在以后的生产过程中保持这一分散状态，提高分散体系的稳定性和保水性，还能够显著降低研磨粘度，与颜填料配合使用可修复基材表面的一些细微裂纹，提高漆膜的平整度，增强漆膜的防腐蚀性能。
优选的，所述防闪锈剂指延缓金属锈蚀类溶液助剂，选用北京之途化工的zt707，其是由多种高效化学剂复配而成的锈蚀抑制剂，具有出色的成膜能力，能迅速被吸附在金属底材，可有效地解决水性涂料在焊缝位置、生铸铁和喷砂铁等铁质材料上易出现的闪锈问题以及水性涂料漆膜干燥后短期内遇水返锈的问题。
优选的，所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂。
更优选的，所述增稠剂为罗门哈斯的acrysolrm-8w和德国明凌的tafigelpur-40的混合物；罗门哈斯的acrysolrm-8w型增稠剂是一种低气味，不含溶剂的水性离子缔合型流变改性剂(疏水改性聚氨酯)，可提供极佳的流动和流平性、均匀的成膜性能、光泽展现性和高增稠效率；德国明凌的tafigelpur-40型增稠剂是利用聚氨酯、树脂分子和颜料粒子间的特殊网状结构以增进稳定黏度性能的非离子型的特殊聚氨酯增稠剂，具有不受ph影响，施工容易，抗喷溅性佳，流平及光泽性好的优点；acrysolrm-8w和tafigelpur-40两种增稠剂协同可达到高低剪切粘度的理想平衡。
优选的，所述ph调节剂为二甲基乙醇胺。
二甲基乙醇胺是一种高效的胺中和剂，有效调节体系ph值，用于涂料具有低气味、低挥发性的优点，并能赋予体系很好的ph值稳定性，有良好的助颜料分散性，可促进漆膜光泽的展现及遮盖力的提高。
优选的，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体。
聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体具有良好的相容性，可显著增加表面滑爽性和底材润湿性，还可防止贝纳德漩涡的形成，改善涂料的流平性和光泽度。
优选的，催干剂为水性复合催干剂，如同德化工的wd06，其主要成分为环烷酸钴和异辛酸锆，优选的催干剂可以加速成膜树脂的氧化交联，促进表干速度和实干速度，达到快干的目的。
优选的，所述润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物。
聚醚硅氧烷共聚物具有醚类和有机硅类两种物质的优点，具有优异的底材润湿性，优良的流动促进性，高相容性，并具有提高抗划伤能力，可防止缩孔和颜料浮色。本发明中所选的流平剂和润湿剂协同作用，可使涂料具有优异的底材润湿性，提高涂料与基底的结合力，防止水、氧气等可导致腐蚀现象发生的物质的渗入。
优选的，所述锈转换剂为肟螯合物分散液，如dsm荷兰帝斯曼的atrustrc-50，其能钝化金属表面的腐蚀，能帮助金属生锈表面的锈转移。
优选的，所述防霉触变剂为改性膨润土，如海明斯的bentonelt有机改性的蒙脱石粘土类流变助剂，其是一种高效的低剪切粘度的增稠剂，可有效防止颜料、填料的硬沉淀，提高颜料和填料的悬浮性，赋予涂料可重现的触变流动特性，改善储存稳定性。
优选的，颜填料为铁红、滑石粉和硫酸钡的混合物。
更优选的，所述颜填料中铁红8-15份，滑石粉8-12份，其余为硫酸钡。
铁红具有颜料和填料的功能，具有优秀的耐候性、耐紫外线性、耐碱耐弱酸等性能，其可阻止氧化进一步向深层发展，提高了涂料的耐腐蚀性能。
滑石粉吸附性强，易分散，因此可防止涂料沉淀，又可作悬浮剂，还能调节光泽，由于滑石化学性能稳定，遮盖力强，还可以防止涂料层老化破裂和提高涂料的抗风化能力。
硫酸钡与基体相容性好，结合紧密，并且具有很好的润湿性，出色的耐酸、耐高温、抗腐蚀性能，能显著提升涂料的硬度和耐磨性能，还具有稳定铁红和滑石粉的功能。
优选的，所述环保助溶剂为丙二醇丁醚。
优选的助溶剂挥发量小，具有极强的溶解力，无毒低味，具有改善流平、调节漆膜干燥速度的特点。
本发明还提供了一种水性带锈防腐底漆的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
步骤a，按照上述水性带锈防腐底漆的设计配比称取各组分，将称取的水性改性醇酸树脂、催干剂、ph调节剂和40-60％wt的去离子水搅拌均匀，加入剩余的去离子水、0.1-1％wt消泡剂、分散剂、润湿剂、改性膨润土和颜填料搅拌混合均匀，得第一浆料；
步骤b，将所述的第一浆料研磨至细度≤30μm，过滤，得第二浆料；
步骤c，将剩余的消泡剂、防闪锈剂、流平剂、锈转化剂加至所述第二浆料中，搅拌混合均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为95-100ku，得水性带锈防腐底漆。
上述制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，制备的水性带锈防腐底漆适用于难以彻底表面处理的大型钢铁构件，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种水性带锈防腐底漆，所述水性带锈防腐底漆包含如下重量份的组分：
水性丙烯酸改性醇酸树脂1.5份，水性环氧改性醇酸树脂18.5份，消泡剂1份，分散剂0.1份，防闪锈剂1份，增稠剂0.5份，二甲乙醇胺0.1份，流平剂0.1份，催干剂1份，润湿剂0.1份，锈转换剂2份，防霉触变剂0.5份，铁红15份，滑石粉8份，硫酸钡17份，丙二醇丁醚1份和去离子水32份。
上述水性丙烯酸改性醇酸树脂为佛山市高明同德化工有限公司的3ea42y树脂；水性环氧改性醇酸树脂为佛山市高明同德化工有限公司的3ak25b树脂；消泡剂为迪高的tego810；分散剂为迪高的tego760w；防闪锈剂为北京之途化工的zt707；增稠剂为罗门哈斯的acrysolrm-8w和德国明凌的tafigelpur-40的混合物，其中acrysolrm-8w和tafigelpur-40的质量比为1:1；二甲基乙醇胺为德国巴斯夫；流平剂为德国毕克的byk333；催干剂为佛山市高明同德化工有限公司的wd06；润湿剂为迪高的tego270；锈转化剂为dsm荷兰帝斯曼的atrustrc-50；防霉触变剂为海明斯的bentonelt有机改性的蒙脱石粘土类流变助剂；铁红为常熟洛克伍德颜料有限公司的r5597；滑石粉为广福建材(蕉岭)精化有限公司生产的1250目滑石粉；硫酸钡为玉峰粉体材料有限公司生产的1250目的硫酸钡；丙二醇丁醚为巴斯夫陶氏的丙二醇丁醚。
上述水性带锈防腐底漆的制备步骤如下：
步骤a，按照上述水性带锈防腐底漆的设计配比称取各组分，将称取的水性改性醇酸树脂、催干剂、ph调节剂和40％wt的去离子水加入搅拌锅中，以400r/min的速度搅拌混合均匀，然后加入剩余的去离子水、0.1％wt消泡剂、分散剂、润湿剂、改性膨润土、铁红、滑石粉和硫酸钡，以600r/min的速度搅拌10min，然后调整转速为800r/min搅拌30min，得第一浆料；
步骤b，将所述的第一浆料研磨至细度≤30μm，用200目滤布过滤，得第二浆料；
步骤c，将所述第二浆料加入搅拌缸内以900r/min搅拌，然后加入剩余的消泡剂、防闪锈剂、流平剂、锈转化剂，继续搅拌20min，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为95ku，得水性带锈防腐底漆。
实施例2
本发明实施例提供一种水性带锈防腐底漆，所述水性带锈防腐底漆包含如下重量份的组分：
水性丙烯酸改性醇酸树脂2份，水性环氧改性醇酸树脂23份，消泡剂0.4份，分散剂0.6份，防闪锈剂0.4份，增稠剂0.8份，二甲乙醇胺0.2份，流平剂0.3份，催干剂0.6份，润湿剂0.4份，锈转换剂1份，防霉触变剂0.3份，铁红10份，滑石粉9份，硫酸钡14份，丙二醇丁醚2份和去离子水34份。
上述各组分的型号与实施例1相同，此处不再赘述。
上述水性带锈防腐底漆的制备步骤如下：
步骤a，按照上述水性带锈防腐底漆的设计配比称取各组分，将称取的水性改性醇酸树脂、催干剂、ph调节剂和50％wt的去离子水加入搅拌锅中，以500r/min的速度搅拌混合均匀，然后加入剩余的去离子水、0.5％wt消泡剂、分散剂、润湿剂、改性膨润土、铁红、滑石粉和硫酸钡，以700r/min的速度搅拌15min，然后调整转速为900r/min搅拌30min，得第一浆料；
步骤b，将所述的第一浆料研磨至细度≤30μm，用200目滤布过滤，得第二浆料；
步骤c，将所述第二浆料加入搅拌缸内以950r/min搅拌，然后加入剩余的消泡剂、防闪锈剂、流平剂、锈转化剂，继续搅拌20min，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为98ku，得水性带锈防腐底漆。
实施例3
本发明实施例提供一种水性带锈防腐底漆，所述水性带锈防腐底漆包含如下重量份的组分：
水性丙烯酸改性醇酸树脂2份，水性环氧改性醇酸树脂28份，消泡剂0.2份，分散剂1份，防闪锈剂0.1份，增稠剂2份，二甲乙醇胺0.5份，流平剂0.5份，催干剂0.1份，润湿剂1份，锈转换剂0.5份，防霉触变剂0.1份，铁红8份，滑石粉12份，硫酸钡10份，丙二醇丁醚2.5份和去离子水36份。
上述各组分的型号与实施例1相同，此处不再赘述。
上述水性带锈防腐底漆的制备步骤如下：
步骤a，按照上述水性带锈防腐底漆的设计配比称取各组分，将称取的水性改性醇酸树脂、催干剂、ph调节剂和60％wt的去离子水加入搅拌锅中，以600r/min的速度搅拌混合均匀，然后加入剩余的去离子水、1％wt消泡剂、分散剂、润湿剂、改性膨润土、铁红、滑石粉和硫酸钡，以800r/min的速度搅拌15min，然后调整转速为1000r/min搅拌30min，得第一浆料；
步骤b，将所述的第一浆料研磨至细度≤30μm，用200目滤布过滤，得第二浆料；
步骤c，将所述第二浆料加入搅拌缸内以1000r/min搅拌，然后加入剩余的消泡剂、防闪锈剂、流平剂、锈转化剂，继续搅拌20min，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为100ku，得水性带锈防腐底漆。
为了更好地说明本发明实施例提供的水性带锈防腐底漆的特性，下面对以上实施例1-3制备的水性水性带锈防腐底漆，进行质量检测，结果见表1。
表1实施例1-3制备的水性水性带锈防腐底漆技术指标
综上所述，本发明制备的水性带锈底漆，初期耐水性、耐酸碱性，耐盐雾性及耐磨性能优异，voc含量低，安全环保，具有较高的实用价值。用于已腐蚀的金属表面可不经过严格的除锈和表面处理直接涂装，非常适用于难以彻底表面处理的大型钢铁构件，可将活泼的铁锈转变成稳定无害的物质，从而达到既除锈又保护基体的双重目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。