一种水性快干环保涂料及其制备方法与流程

1.本发明具体涉及一种水性快干环保涂料及其制备方法。


背景技术：

2.水性涂料以水为主要溶剂，在金属表面(尤其是高碳钢和铸铁件)刷涂水性涂料，在干燥过程中由于水和氧的存在，极易发生腐蚀，出现锈斑(点)，这一现象称之为闪锈，这些闪锈破坏了涂层与金属表面附着力，并且会在以后的日子里逐渐加大锈蚀程度，使涂层失去保护作用。
3.闪锈现象多发生于涂膜干燥固化之前的时间段，同时闪锈是一种电化学现象，产生的原因与铁化合物的溶解和沉淀有关，由于水性涂料本身是导体，对存在电位差的不同区域形成电荷迁移通道，在水和氧气的共同作用下，长时间处于潮湿的环境下使闪锈更容易产生。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明目的是提供一种具有快干环保的防闪锈的优点的水性涂料，以及提供其对应的制备方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种水性快干环保涂料，所述涂料中的各组分质量百分数为：丙烯酸树脂乳液45％-55％、去离子水12％-14％、颜填料10％-12％、润湿分散剂0.2％-0.4％、聚丙烯酸0.35％-0.6％、成膜助剂9％-10％、消泡剂0.2％-0.5％、防闪锈剂2％-3％、增稠剂0.2-0.4％、氨水0.05-0.1％、三聚磷酸铝6.6％-8.4％、硫酸钡4.4％-5.6％。
7.作为优选，所述水性丙烯酸乳液在25℃下的粘度为1000～2000mpas；固含量为40-45％。
8.作为优选，所述颜填料为金红石型钛白粉、高色素炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、中铭黄、柠檬铭黄中至少一种。
9.作为优选，所述润湿分散剂为vxw6208/60、bw-350、ds-195、ds-192、byk-190中的一种。
10.作为优选，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚与二丙二醇甲醚的混合物，二丙二醇丁醚：二丙二醇甲醚质量比为2:1。
11.作为优选，所述消泡剂为硅油、疏水二氧化硅、饱和与不饱和脂肪酸、聚亚烷基二酯、有机磷酸盐、脂肪酸金属皂、磺化脂肪酸中的一种或者几种。
12.作为优选，所述防闪锈剂为ck45、ck20、ck16、nimex-7600其中一种。
13.作为优选，所述增稠剂为水溶性的聚丙烯酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠剂中的一种。
14.作为优选，所述硫酸钡的目数为3000目。
15.一种快干环保水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
16.s1、将消泡剂0.2％-0.5％分为a份和b份，且a份消泡剂：b份消泡剂的质量比为3:2；
17.s2、将颜填料10％-12％、三聚磷酸铝6.6％-8.4％和硫酸钡4.4％-5.6％加入到搅拌装置中，并在转速为300-500r/min条件下混合，时间为5-10min，得到粗混合物，把粗混合物放进研磨机中研磨至细度＜20μm，制成混合物a，取出备用；
18.s3、在分散机中加入丙烯酸树脂乳液45％-55％与去离子水12％-14％，在转速为300-500r/min的条件下搅拌15-20min，并且在搅拌过程中缓慢持续地加入a份消泡剂，搅拌结束后，滴加氨水调节混合物的ph值至8-9，制成混合物b；
19.s4、在步骤3制得的混合物b中加入分散剂，在转速为1000-1500r/min条件下，搅拌5-10min后，再加入步骤2制得的混合物a，继续在分散机中搅拌分散45-60min，制成混合物c，备用；
20.s5、将步骤4中制得的混合物c转移至调漆罐中，在300-500r/min的转速条件下依次将成膜助剂9％-10％，聚丙烯酸0.35％-0.6％，防闪锈剂2％-3％、增稠剂0.2-0.4％，加入到调漆罐中进行搅拌，并且在搅拌过程中持续加入b份消泡剂，搅拌约60-90min，最后使用氨水微调ph至8.3-8.7，搅拌结束后，调节粘度指标为涂-4杯粘度35-40s，达到指标出料。
21.本发明技术效果主要体现在以下方面：硫酸钡作为功能性填料提高涂膜的厚度，耐磨性，耐水性，耐热性，表面硬度，耐冲击性等，二丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚通过一定比例的混合使用，能够把材料结合起来，使材料的亲和性得到改善，从而提高复合材料功能的物质，丙烯酸型流平剂和增稠剂，促进涂膜的流动和流平，还不会影响涂膜的层间附着力，并且还有消泡的作用，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然。
具体实施方式
22.对本发明的具体实施方式做进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
23.一种水性快干环保涂料，所述涂料中的各组分质量百分数为：丙烯酸树脂乳液45％-55％、去离子水12％-14％、颜填料10％-12％、润湿分散剂0.2％-0.4％、聚丙烯酸0.35％-0.6％、成膜助剂9％-10％、消泡剂0.2％-0.5％、防闪锈剂2％-3％、增稠剂0.2-0.4％、氨水0.05-0.1％、三聚磷酸铝6.6％-8.4％、硫酸钡4.4％-5.6％。
24.所述水性丙烯酸乳液在25℃下的粘度为1000～2000mpas；固含量为40-45％。
25.所述颜填料为金红石型钛白粉、高色素炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、中铭黄、柠檬铭黄中至少一种。
26.所述润湿分散剂为vxw6208/60、bw-350、ds-195、ds-192、byk-190中的一种。
27.所述成膜助剂为二丙二醇丁醚与二丙二醇甲醚的混合物，二丙二醇丁醚：二丙二醇甲醚质量比为2:1。
28.所述消泡剂为硅油、疏水二氧化硅、饱和与不饱和脂肪酸、聚亚烷基二酯、有机磷酸盐、脂肪酸金属皂、磺化脂肪酸中的一种或者几种。
29.所述防闪锈剂为ck45、ck20、ck16、nimex-7600其中一种。
30.所述增稠剂为水溶性的聚丙烯酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液
增稠剂中的一种。
31.所述硫酸钡的目数为3000目。
32.一种快干环保水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
33.s1、将消泡剂0.2％-0.5％分为a份和b份，且a份消泡剂：b份消泡剂的质量比为3:2；
34.s2、将颜填料10％-12％、三聚磷酸铝6.6％-8.4％和硫酸钡4.4％-5.6％加入到搅拌装置中，并在转速为300-500r/min条件下混合，时间为5-10min，得到粗混合物，把粗混合物放进研磨机中研磨至细度＜20μm，制成混合物a，取出备用；
35.s3、在分散机中加入丙烯酸树脂乳液45％-55％与去离子水12％-14％，在转速为300-500r/min的条件下搅拌15-20min，并且在搅拌过程中缓慢持续地加入a份消泡剂，搅拌结束后，滴加氨水调节混合物的ph值至8-9，制成混合物b；
36.s4、在步骤3制得的混合物b中加入分散剂，在转速为1000-1500r/min条件下，搅拌5-10min后，再加入步骤2制得的混合物a，继续在分散机中搅拌分散45-60min，制成混合物c，备用；
37.s5、将步骤4中制得的混合物c转移至调漆罐中，在300-500r/min的转速条件下依次将成膜助剂9％-10％，聚丙烯酸0.35％-0.6％，防闪锈剂2％-3％、增稠剂0.2-0.4％，加入到调漆罐中进行搅拌，并且在搅拌过程中持续加入b份消泡剂，搅拌约60-90min，最后使用氨水微调ph至8.3-8.7，搅拌结束后，调节粘度指标为涂-4杯粘度35-40s，达到指标出料。
38.实施例一
39.一种水性快干环保涂料，所述涂料中的各组分质量百分数为：丙烯酸树脂乳液49％、去离子水14％、氧化铁红11％、vxw6208型润湿分散剂0.3％、聚丙烯酸0.35％、成膜助剂9.2％、硅油0.4％、ck45型防闪锈剂2.4％、丙烯酸增稠剂0.3％、氨水0.05％、三聚磷酸铝7.8％、硫酸钡5.2％。
40.在本实施例中，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚与二丙二醇甲醚的混合物，二丙二醇丁醚：二丙二醇甲醚质量比为2:1。
41.一种快干环保水性涂料的制备方法，包括以下步骤:
42.s1、按硅油0.4％分为a份和b份，且a份硅油:b份硅油的质量比为3:2。
43.s2、将氧化铁红11％、三聚磷酸铝7.8％和硫酸钡5.2％加到搅拌装置中,并在转速为300-500r/min条件下混合,时间为5-10min，得到粗混合物，把粗混合物放进研磨机中研磨至细度＜20μm，制成混合物a，取出备用；
44.s3、在分散机中加入丙烯酸树脂乳液49％与去离子水14％,在转速为300-500r/min的条件下搅拌分散15-20min，并且在搅拌分散过程中缓慢持续地加入a份硅油，搅拌结束后，滴加氨水调节混合物的ph值至8-9，制成混合物b；
45.s4、在步骤3制得的混合物b中加入vxw6208型润湿分散剂0.3％，在转速为1000-1500r/min条件下，搅拌5-10min后，再加入步骤2制得的混合物a，继续在分散机中搅拌分散45-60min，制成混合物c，备用；
46.s5、将步骤4中制得的混合物c转移至调漆罐中，在300-500r/min的转速条件下依次将成膜助剂9.2％、聚丙烯酸0.35％,ck45型防闪锈剂2.4％、丙烯酸增稠剂0.3％加入到调漆罐中进行搅拌，并且在搅拌过程中持续加入b份硅油，搅拌约60-90min，最后使用氨水
微调ph至8.3-8.7,搅拌结束后，调节粘度指标为涂-4杯粘度35-40s，达到指标出料。
47.实施例二
48.一种水性快干环保涂料，所述涂料中的各组分质量百分数为：丙烯酸树脂乳液53％、去离子水13％、金红石型钛白粉10％、ds-195润湿分散剂0.2％、聚丙烯酸0.4％、成膜助剂9.3％、有机磷酸盐消泡剂0.3％、ck20防闪锈剂2.5％、聚丙烯酸盐增稠剂0.2％、氨水0.1％、三聚磷酸铝6.6％、硫酸钡4.4％。
49.在本实施例中，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚与二丙二醇甲醚的混合物，二丙二醇丁醚：二丙二醇甲醚质量比为2:1。
50.一种快干环保水性涂料的制备方法，包括以下步骤:
51.s1、按有机磷酸盐消泡剂0.2％分为a份和b份，且a份有机磷酸盐消泡剂:b份有机磷酸盐消泡剂的质量比为3:2；
52.s2、将金红石型钛白粉10％、三聚磷酸铝6.6％和硫酸钡4.4％加到搅拌装置中,并在转速为300-500r/min条件下混合,时间为5-10min，得到粗混合物，把粗混合物放进研磨机中研磨至细度＜20μm，制成混合物a，取出备用；
53.s3、在分散机中加入丙烯酸树脂乳液53％与去离子水13％，在转速为300-500r/min的条件下搅拌分散15-20min，并且在搅拌过程中缓慢持续地加入a份有机磷酸盐消泡剂，搅拌结束后，滴加氨水调节混合物的ph值至8-9，制成混合物b；
54.s4、在步骤3制得的混合物b中加入ds-195润湿分散剂0.2％，在转速为1000-1500r/min条件下，搅拌5-10min后，再加入步骤2制得的混合物a，在继续在分散机中搅拌分散45-60min，制成混合物c，备用；
55.s5、将步骤4中制得的混合物c转移至调漆罐中，在300-500r/min的转速条件下依次将成膜助剂9.3％，聚丙烯酸0.4％,ck20防闪锈剂2.5％、聚丙烯酸盐增稠剂0.2％加入到调漆罐中进行搅拌，并且在搅拌过程中持续加入b份有机磷酸盐消泡剂，搅拌约60-90min，最后使用氨水微调ph至8.3-8.7，搅拌结束后，调节粘度指标为涂-4杯粘度35-40s，达到指标出料。
56.实施例三
57.一种水性快干环保涂料，所述涂料中的各组分质量百分数为：丙烯酸树脂乳液51％、去离子水12％、高色素炭黑11％、bw-350润湿分散剂0.4％、聚丙烯酸0.5％、成膜助剂9.7％、聚亚烷基二酯0.35％、nimex-7600防闪锈剂2.7％、丙烯酸增稠剂0.3％、氨水0.05％、三聚磷酸铝7.2％、硫酸钡4.8％。
58.在本实施例中，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚与二丙二醇甲醚的混合物，二丙二醇丁醚：二丙二醇甲醚质量比为2:1。
59.一种快干环保水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
60.s1、将聚亚烷基二酯消泡剂0.35％分为a份和b份，a份聚亚烷基二酯消泡剂：b份聚亚烷基二酯消泡剂的质量比为3:2；
61.s2、将高色素炭黑11％、三聚磷酸铝7.5％和硫酸钡5％加到搅拌装置中，并在转速为300-500r/min条件下混合，时间为5-10min，得到粗混合物，把粗混合物放进研磨机中研磨至细度＜20μm，制成混合物a，取出备用；
62.s3、在分散机中加入丙烯酸树脂乳液51％与去离子水12％，在转速为300-500r/
min的条件下搅拌分散15-20min，并且在搅拌分散过程中缓慢持续地加入a份聚亚烷基二酯消泡剂，搅拌结束后，滴加氨水调节混合物的ph值至8-9，制成混合物b；
63.s4、在步骤3制得的混合物b中加入bw-350润湿分散剂0.4％，在转速为1000-1500r/min条件下，搅拌5-10min后，再加入步骤2制得的混合物a，继续在分散机中搅拌分散45-60min，制成混合物c，备用；
64.s5、将步骤4中制得的混合物c转移至调漆罐中，在300-500r/min的转速条件下依次将成膜助剂9.7％、聚丙烯酸0.5％、nimex-7600防闪锈剂2.7％、丙烯酸增稠剂0.3％加入到调漆罐中进行搅拌，并且在搅拌过程中持续加入b份聚亚烷基二酯消泡剂，搅拌约60-90min，最后使用氨水微调ph至8.3-8.7，搅拌结束后，调节粘度指标为涂-4杯粘度35-40s，达到指标出料。
65.在本发明中，颜填料除了选择了一些着色颜料，还选用了一些体质颜料，在涂料中使用功能性颜料可以赋予涂料特殊性能，硫酸钡作为功能性填料应用于涂料中，不仅白度高对其他物质有很强的覆盖作用，并且对提高涂膜的厚度，耐磨性，耐水性，耐热性，表面硬度，耐冲击性等起着很重要的作用,另外，硫酸钡在波长300-400微米范围内有很高的反射性，可以保护漆膜免遭光老化，是一种有效而廉价的白色无机光稳定剂,由于它的吸油量低，有很高的填充量，可以使涂料成本下降。
66.二丙二醇丁醚能改善水性涂料体系的黏度，有良好的储存性，开稀喷涂时也不会流挂，发花，还能改善水性涂料的消泡性，不管在生产中还是施工中，对消泡都有帮助；二丙二醇甲醚用作水基稀释涂料的偶联剂与二丙二醇丁醚通过一定比例的混合使用，能通过化学作用，把无机材料和有机材料或者多种有机材料结合起来，或者能通过化学反应，使两者的亲和性得到改善，从而提高复合材料功能的物质。
67.聚丙烯酸作为流平剂多数是线型树脂聚合物，主要有丙烯酸树脂，脲醛树脂及三聚氰胺甲醛树脂，在通用体系中这些树脂的相容性是受限的，它们会积聚至表面形成一层新的树脂膜成，使涂膜的表面张力趋于平衡，但它们不会降低表面张力，所以不影响涂料的流动，多被称为流动促进剂，这类流平剂中丙烯酸树脂为主体，丙烯酸酯类流平剂不仅可以促进涂膜的流动和流平，还不会影响涂膜的层间附着力，并且还有消泡的作用，同时本发明的涂料的主要成膜物质为丙烯酸树脂乳液，与流平剂的成分相似，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性的一类物质。可改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然，还增加主要成膜物质的比例，此外，增稠剂也选用的丙烯酸类的增稠剂，使连续的干膜的物质更多，干燥更好，更快。
68.对比例1：
69.在实施例3的基础上，把流平剂聚丙烯酸和丙烯酸增稠剂换成其他类型的流平剂和增稠剂其余不变。
70.对比例2：
71.在实施例3的基础上，把功能性填料中的硫酸钡全部换成三聚磷酸铝，其余不变。
72.对比例3：
73.在实施例3的基础上，把二丙二醇甲醚换成二丙二醇丁醚，其余不变。
74.以上的对比1-3与本发明中的实施例1-3，在温度为25℃条件下，湿度为45％-50％
和80％-85％，对干燥速度以及性能进行测试，基材：不锈钢板，涂覆厚度：1mm，测试结果如下：
75.表1湿度为45％-50％的测试结果
[0076][0077]
表2湿度为80％-85％的测试结果
[0078][0079][0080]
由表1-2可以看出，实施例1-3的测试结果与对比例1-3，的测试结果相比较，干燥测试只有湿度为45％-50％时的实施例1干燥时间比对比例1中的干燥时间长；耐冲击性测试中，在两种湿度环境下实施例均优于对比例；在铅笔硬度测试中，在湿度为45％-50％的环境下，只有对比例1表现出与实施例1-3的一样的好效果，在湿度为80％-85％的条件下，只有实施例1表现出与对比例1和对比例2一样差的效果；在附着力测试中，在湿度为45％-50％的环境下，只有对比例1表现出与实施例1-3的一样的好效果，在湿度为80％-85％的环境下，只有实施例3表现出与对比例1-3一样差的效果；且对比例1-3在两种环境中的测试结果都劣于实施例2，本发明中水性快干涂料具有良好的耐冲击性、铅笔硬度、以及具备强附着力。
[0081]
本发明技术效果主要体现在以下方面：硫酸钡作为功能性填料提高涂膜的厚度，耐磨性，耐水性，耐热性，表面硬度，耐冲击性等，二丙二醇甲醚与二丙二醇丁醚通过一定比例的混合使用，能够把材料结合起来，使材料的亲和性得到改善，从而提高复合材料功能的物质，丙烯酸型流平剂和增稠剂，促进涂膜的流动和流平，还不会影响涂膜的层间附着力，并且还有消泡的作用，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然。
[0082]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。