金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆及其制备方法与流程

本发明涉及钣金涂料的，尤其是涉及一种金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆及其制备方法。

背景技术：

1、在工业涂料中，水性聚氨酯面漆因具有高度机械耐磨性和韧性，与其他涂料相比，在同等硬度下，聚氨酯漆的断裂伸长率更高。因此，水性聚氨酯面漆广泛用作钢结构、桥梁工程、海洋工程、甲板等金属结构的防锈漆。

2、相关技术中，水性聚氨酯类防锈漆一般直接涂布在金属结构表面上，人工干燥或自然干燥后即形成漆层。由于漆层具有一定的厚度，因此，漆层的表面和内部处于不同的干燥条件，会导致漆层的表/里干燥速度不同，使得漆层的硬度、附着力和防锈防腐性能均会变差。

技术实现思路

1、为了改善水性防锈漆的表/里干燥速度的协同效果，本技术提供一种金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆，采用如下的技术方案：

3、一种金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆，包括如下重量份的组分：聚氨酯改性水性醇酸树脂50-60份，水性金属系催干剂0.3-1.0份，多功能助剂0.5-1.0份，分散剂3.0-5.0份，成膜助剂2.0-3.0份，润湿流平剂0.5-1.0份，消泡剂0.2-0.5份，防锈颜填料15-40份。

4、通过采用上述技术方案，聚氨酯改性水性醇酸树脂是一种生物基含量高于55％、voc含量低于2.5％的水性树脂，对金属结构的附着力较强，形成的涂膜较为致密，具有优良的隔绝氧气的效果。水性金属系催干剂具有环保无害、与水性树脂相容性好的特点，因此，水性金属系催干剂可以在聚氨酯改性水性醇酸树脂分散的更均匀。由于水性金属系催干剂能够使漆膜吸氧所形成的氢过氧化键加速破坏，促进漆膜中其它不饱和键进行直接聚合，还能够吸收空气中的氧气并发生还原反应，因此，均匀分散在漆层中的水性金属系催干剂，既能减少漆层内部氧化所需要的氧量、又能改善漆层内部与氧气接触效果，同时提高漆层内部各处的干燥速度，改善漆层的表/里干燥速度协同效果，使得漆层可以快速建立硬度，并改善附着力和防锈防腐性能。

5、另外，发明人发现，将聚氨酯改性水性醇酸树脂和水性金属系催干剂与上述添加剂配合，并将原料的配比调节至上述范围内，可以得到一种表/里干燥速度协同效果好、干燥速度快、硬度高、附着力高、防锈防腐性能优良的防锈防腐色浆，可以应用于金属结构防锈防腐。

6、在一个具体的可实施方案中，所述水性金属系催干剂为水性铁系催干剂。

7、通过采用上述技术方案，水性铁系催干剂具有优良的吸氧效果，具有优良的促进漆层内部干燥的效果。而且，水性铁系催干剂中的铁离子还原后形成的铁元素，在进行防锈防腐的过程中，铁元素能够消耗侵入漆层内的氧气，从而进一步提高漆层防锈防腐性能的防锈防腐性能。

8、在一个具体的可实施方案中，所述防锈颜填料是平均粒径为20-35μm的无机超细矿物、有机改性无机矿物中的一种或两种的组合物。

9、通过采用上述技术方案，在上述粒径范围内的无机超细矿物或有机改性无机矿物，均可以很好的分散在漆层中，而且，得到的漆层丰满光亮、材质均匀且致密，有助于改善漆层的防腐效果和耐磨性能。

10、在一个具体的可实施方案中，所述无机超细矿物为磷铁粉、铁钛粉或云母氧化铁粉中的任一种，所述有机改性无机矿物是经过小分子表面活性剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机硅氧烷偶联剂中的任一种表面处理的无机超细矿物。

11、通过采用上述技术方案，磷铁粉、铁钛粉或云母氧化铁粉均是具有优良的防锈防腐性能的粉末，有助于提高漆层的防锈防腐效果，而且，磷铁粉、铁钛粉或云母氧化铁粉均是硬质粉体，吸油量低，在漆层中的分散性更好，还能改善漆层的耐磨性能。小分子表面活性剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或有机硅氧烷偶联剂对无机超细矿物表面处理后，有助于改善无机超细矿物与聚氨酯改性水性醇酸树脂的相容性，从而可以更好的分散。

12、在一个具体的可实施方案中，所述分散剂为高分子嵌入式分散剂。

13、通过采用上述技术方案，高分子嵌入式分散剂与聚氨酯改性水性醇酸树脂具有优良的相容性，可以在色浆中发挥长久分散性能，使色浆具备长期贮存稳定性。而且，高分子嵌入式分散剂对磷铁粉、铁钛粉或云母氧化铁粉，具有优良的分散状态，相比于其他分散剂，更适用于本技术。

14、在一个具体的可实施方案中，所述金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆还包括水性异氰酸酯15-40重量份。

15、通过采用上述技术方案，由于聚氨酯改性水性醇酸树脂中含有一定量的羟基，因此，水性异氰酸酯可以与该羟基发生反应生成氨酯基，从而在漆层内部形成交联结构，有助于漆层进一步快速建立硬度，并提高硬度，还可以改善漆层的附着力和致密度，提高漆层的防锈防腐性能。

16、在一个具体的可实施方案中，所述金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆还包括水性防锈剂1.0-3.0重量份和锈蚀转移剂1.0-3.0重量份。

17、通过采用上述技术方案，锈蚀转移剂对金属表面的锈蚀、氧化皮等杂质的去除力较强，有助于除去金属表面的杂质，水性防锈剂具有优异的防锈性能，还能够和聚氨酯改性水性醇酸树脂很好的相容，有助于增强制备的色浆的浸泡操作性，因此，加入上述两种添加剂，有助于进一步增强本技术的制备的色浆的适应性，可以适用表面情况更复杂的金属结构。

18、在一个具体的可实施方案中，所述金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆还包括增稠剂0.1-1重量份。

19、通过采用上述技术方案，加入上述重量份的增稠剂后，制备的色浆具有优异的流动性和施工性，既便于防锈颜填料分散，又可以改善制备的色浆的施工性。

20、第二方面，本技术提供一种金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆的制备方法，采用如下的技术方案：

21、一种金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆的制备方法，包括如下步骤：

22、预分散：将分散剂、消泡剂和润湿流平剂混合均匀，其中消泡剂的加入量为配方量的二分之一，得到预分散液；

23、研磨：将防锈颜填料与预分散液混合均匀，然后再用隔膜泵抽入研磨机中，研磨细度至小于30微米，得到研磨浆；

24、调漆：先向研磨浆中加入多功能助剂，调整ph值到8-9，再与聚氨酯改性水性醇酸树脂、剩余的消泡剂、成膜助剂和水性金属系催干剂混合均匀后，过滤除去30微米以上的颗粒，即得到金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆。

25、通过采用上述技术方案，先将分散剂、消泡剂和润湿流平剂混合，有助于改善防锈颜填料在浆液中的分散效果，并且对防锈颜填料的表面进行润湿，提高防锈颜填料与聚氨酯改性水性醇酸树脂的相容性；研磨至小于30微米且除去30微米以上的颗粒，均有助于提高浆液的细腻程度，改善漆层的致密性；调节ph至8-9，有助于制备的色浆更持久的保存。

26、在一个具体的可实施方案中，在调漆步骤中，将水性防锈和锈蚀转移剂与水性金属系催干剂同步混合，过滤除去30微米以上的颗粒后，即得到金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆。

27、通过采用上述技术方案，按上述步骤添加水性防锈、锈蚀转移剂和水性异氰酸酯，有助于提高色浆的均匀性和减少副反应。

28、在一个具体的可实施方案中，在调漆步骤中，过滤除去30微米以上的颗粒后，在与水性异氰酸酯混合均匀，即得到金属防腐水性聚氨酯改性醇酸色浆。

29、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

30、1.本技术的方案能够得到一种表/里干燥速度协同效果好、干燥速度快、硬度高、附着力高、防锈防腐性能优良的防锈防腐色浆，可以应用于金属结构防锈防腐；

31、2.本技术优选水性铁系催干剂和高分子嵌入式分散剂，可以进一步提高漆层防锈防腐性能的防锈防腐性能；

32、3.本技术添加水性异氰酸酯，能在漆层内部形成交联结构，有助于漆层进一步快速建立硬度，并提高硬度，还可以改善漆层的附着力和致密度，提高漆层的防锈防腐性能。