水系无机富锌涂料组合物的制作方法
【专利说明】水系无机富巧涂料组合物
[0001 ] 本申请是申请日为2009年3月30日、申请号为200980112556.7、发明名称为"水系 无机富锋涂料组合物"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及水系无机富锋涂料组合物，更具体地说，设及使用防腐性优异的水系 无机材料作为漆料、实现VOC削减、可成为重防腐涂装系统的防腐底漆层的富锋涂料、锋预 涂底漆、可作为厚膜型富锋涂料使用的水系无机富锋涂料组合物。
【背景技术】
[0003] 作为重防腐涂装系统的防腐底漆层不可缺少的、W往的富锋涂料大致分为W烷基 娃酸盐作为粘结剂的溶剂型无机系涂料(例如参照专利文献1); W及W环氧树脂、聚苯乙締 树脂等的高分子树脂作为粘结剂的溶剂型有机系涂料(例如参照专利文献2和3)。
[0004] 在VOC削减W及节约石油资源作为地球环境问题得到世界性关注的今天，削减作 为石油产品且作为VOC来源的有机溶剂，运成为赋予涂料.涂装业界的重大课题，日本涂料 工业会提出了将常规的溶剂型涂料中使用的有机溶剂量削减为2004年实际用量的50%的 目标。
[0005] 涂料业界认真地面对该问题，在技术上可能的基础上，依次推进了向水系涂料或 粉体涂料等非有机溶剂涂料的转换，在建筑、汽车、弱电、常规工业品相关等方面，向非有机 溶剂型涂料转换的转换率非常高。
[0006] 但是作为涂装系统，在运些富锋涂料上涂装的环氧系底涂涂料、非黄变型氨基甲 酸醋面涂涂料、丙締酸有机娃（7夕如レシリ3シac巧lie silicone)面涂涂料、氣面涂涂料 等的保持可实际应用程度的性能的水系树脂的开发基本确立，但对于重要的富锋涂料和锋 预涂涂料等，可保障长期耐久性的水系漆料规格尚未确立，因此，在桥梁、石油储罐、船舶、 海岸区域的结构体等需要重防腐富锋涂料的领域，向水系化的转换尚处落后水平。
[0007] 富锋涂料所要求的性能当然是可保证钢材的长期防腐。制成水系时，有机涂料在 技术上较为容易，而事实也是在部份工业用途中得到实际应用。但是，正在实际应用的水系 有机富锋涂料的防腐性能是有限的，要想实现重防腐涂装系统所要求的富锋涂料的性能是 极为困难的，人们期望将可期待更长期防腐性的无机涂料水系化。
[000引作为可在无机系的水系涂料中使用的粘结剂，人们对于W碱性娃酸盐和胶体二氧 化娃为代表的材料进行了研究，申请了很多专利。虽然有很多专利成立，但是在要求长期防 腐涂装系统能够环保时，很遗憾地，可作为实际应用的产品的富锋涂料尚未投入市场。运显 示运些现已研究的水系无机富锋涂料的性能尚未达到重防腐涂装系统所要求的性能水平。
[0009]例如，单独使用碱性娃酸盐作为粘结剂时，有W下的问题：（1)碱性娃酸盐的碱度 高时，不可避免地与锋粉反应，适用时间短至1-3小时左右，难W使用；（2)干燥涂膜表面的 色差W及暴露于室外时的表面白化倾向可能成为受投诉的对象；（3)虽然可W表现锋的防 腐电位，但电位的表现迟缓；（4)盐水喷雾试验的防腐性能优异，但稳定性欠缺；（5)与环氧 底涂涂料的附着性不稳定；（6)在自来水中浸泡容易发生溶解、膨胀、剥离，在浸泡用途中无 法使用。
[0010] 专利文献1:日本特开2004-359800号公报
[0011] 专利文献2:日本特开平11-124520号公报
[0012] 专利文献3:日本特开2005-66574号公报
【发明内容】
[001引发明所要解决的课题
[0014] 为了制备可在重防腐涂装系统中使用的水系的无机富锋涂料，需要解决课题是： 例如与锋粉的混合稳定性、适用时间、涂膜强度、环氧涂料等的面涂性、涂装系统的二次物 性、耐盐水喷雾腐蚀性、防腐电位表现性、防腐电位保持性、涂膜的水不溶性、涂装作业性 等，运里，重要的不是每种性能均优异，而是各性能之间取得平衡。
[0015] 本发明的目的在于提供使用防腐性优异的水系无机材料作为漆料、可具体实现 VOC削减、可成为重防腐涂装系统的防腐底漆、可作为富锋涂料、锋预涂底漆、厚膜型富锋涂 料使用的水系无机富锋涂料组合物。
[001W 用于解决课题的手段
[0017] 本发明人对于在水系无机富锋涂料组合物中使用的漆料进行了深入地研究，结果 发现:使用由W特定的浓度含有特定的娃酸碱、锭离子和面素离子的水溶液形成的漆料，在 其中进一步W特定的浓度含有面化碱的水溶液形成的漆料或者W特定的浓度含有特定的 娃酸碱和面化碱的水溶液形成的漆料，通过将该漆料和锋粉W特定的配比使用，可得到本 发明中作为目标的水系无机富锋涂料组合物，从而完成了本发明。
[0018] 目P，本发明的水系无机富锋涂料组合物的特征在于:含有漆料和锋粉，所述漆料包 含W10-50质量％的浓度含有通式M20 ? nSi〇2(式中，M为化、K、Li或Cs，n为2-4的数)所示的 娃酸碱、W 0.01 -0.1 M的浓度含有锭离子且W0.01 -IM的浓度含有面素离子的水溶液，在制 成干燥涂膜时的配比如下：粘结剂固体成分为5-20质量％、优选5-10质量％，锋粉为80-95 质量％、优选90-95质量％。
[0019] 另外，本发明的水系无机富锋涂料组合物的特征在于：W娃酸碱的质量为基准，上 述漆料Wo.5-13质量％ (本发明中，娃酸碱的质量为基准"表示各成分相对于100质量份 娃酸碱化合物、即固体成分的质量份)的量追加含有面化碱。
[0020] 并且，本发明的水系无机富锋涂料组合物的特征在于:含有漆料和锋粉，所述漆料 包含^1〇-50质量％的浓度含有通式12〇-1151〇2(式中，1为化、1(、^或〔3，11为2-4的数)所示 的娃酸碱且含有W娃酸碱的质量为基准为0.5-13质量％的量的面化碱的水溶液，在制成干 燥涂膜时的配比如下：粘结剂固体成分为5-20质量％、优选5-10质量％，锋粉为80-95质 量％、优选90-95质量％。
[0021] 本发明的水系无机富锋涂料组合物中，可W将在上述各种漆料中加入W娃酸碱的 质量为基准为0.5-4.5质量％的量的无机酸中和娃酸碱的一部分而获得的物质与用氨氧化 碱金属水溶液中和聚丙締酸乳液稀释液得到的水溶粘液状态的树脂按照使漆料中的中和 聚丙締酸的固体成分量W娃酸碱的质量为基准为0.5-3.5质量％的量比渗混，将所获得的 物质作为漆料使用；或者W娃酸碱的质量为基准，上述各漆料W1-35质量％的量追加含有 水溶性多元醇，将所获得的物质作为漆料使用;或者使用W下物质，其中，漆料追加含有颜 料，制成干燥涂膜时的配比如下:粘结剂固体成分为5-15质量％，颜料为5-55质量％ W下， 锋粉为40-90质量％。
[0022] 发明效果
[0023] 本发明的水系无机富锋涂料组合物使用防腐性优异的水系无机材料作为漆料，可 作为可实现VOC削减、成为重防腐涂装系统的防腐基底的富锋涂料、锋预涂底漆、厚膜型富 锋涂料使用。
[0024] 实施发明的最佳方式
[0025] 本发明中，使用通式M20 ? nSi〇2(式中，M为化、K、Li或Cs，n为2-4的数，可W不是整 数)所示的娃酸碱作为漆料。若娃酸碱的碱度高，则水系无机富锋涂料组合物的稳定性倾向 于受损，因此优选n的值为2.5-4。本发明中，优选使用W10-50质量％、优选15-40质量％的 浓度含有上述通式所示的娃酸碱的水溶液。在该浓度低于10质量％时，制成干燥涂膜时的 最低粘结剂固体成分量为5质量％时，与锋粉混合的漆料需要量增多，涂料的粘度下降过 多，因此倾向于混合物的沉淀稳定性出现问题。另外，若该浓度超过50质量％，则漆料的粘 度显著増加，有在与各种材料(例如颜料类、锋粉)混合的作业时出现问题的倾向。
[0026] 作为本发明的第一方案，为了确保富锋涂料的性能平衡，优选在含有娃酸碱的水 溶液中，Wo.01-0.1 M的浓度含有作为活化剂的锭离子且Wo.Ol-IM的浓度含有作为催化剂 的面素离子。上述水溶液在日本特公平7-10750号公报中记载。运样，通过含有锭离子和面 素离子，在将漆料与锋粉混合时，与锋粉的反应速度变迟缓，可确保5小时左右的适用时间， 可W使与环氧底涂涂料的附着性稳定化。
[0027] 作为锭离子源，例如优选氯化锭、氣化锭等的无机盐类、其中特别优选氯化锭。漆 料中的锭离子浓度低于0.OlM时，有活化剂的添加效果不充分的倾向，漆料中的锭离子浓度 超过0.1 M时，与锋粉混合时促进凝胶化速度，适用时间变短，作为实际应用的涂料会出现问 题。
[0028] 作为面素离子催化剂，优选氯离子或氣离子，其中特别优选氯离子。作为面素离子 源，优选船、1(^曰、41、％等金属的氯化物和氣化物，其中，特别优选化盐。漆料中的面素离子 浓度低于0.OlM时，防腐电位的表现迟缓，有催化剂的添加效果不充分的倾向，无法完全实 现本发明的目的。漆料中的面素离子浓度超过IM时，则漆料的稳定性变差，有所得干燥涂膜 的耐水性降低的倾向。
[0029] 适用的漆料例如W0.05M的浓度含有面化锭、W0.1 M的浓度含有面化碱。上述漆料 可W直接使用，也可W根据需要进一步追加面化碱。关于追加后的总浓度，W娃酸碱的质量 为基准，优选漆料Wo. 5-13质量％、优选1-12质量％的量含有面化碱。此时，将漆料与锋粉 混合时，与锋粉的反应速度迟缓，可确保5小时左右的适用时间，可尽快表现防腐电位，使耐 盐水喷雾性能稳定化，使与环氧底涂涂料的附着性稳定化，可W改善所得干燥涂膜的二次 性能。需说明的是，锋粉的平均粒径优选较大的，具体优选5-祉m。
[0030] 作为本发明的第二方案，为了确保富锋涂料的性能平衡，优选在含有娃酸碱的水 溶液中，W娃酸碱的质量为基准，Wo. 5-13质量％、优选1-12质量％的量含有面化碱。运样， 在将漆料与锋粉混合时，与锋粉的反应速度迟缓，可确保5小时左右的适用时间，可W尽快 表现防腐