水性防腐涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水性防腐涂料领域，特别涉及一种高性能、防腐期长黑金属用无毒水 性防腐涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 水性涂料是上世纪六、七十年代发展起来的技术，但长期以来，水性涂料除有利于 环保之外，其他主要性能指标远远不及传统的有机溶剂型涂料，近年来其研究重点是尽量 缩小与传统溶剂型涂料在各项性能上的差距。
[0003] -般的水性涂料具有不污染环境、对喷涂工人身体健康损伤小等优点，因此许多 国家都在大力开发研制水性涂料，以水性漆逐渐取代传统的油基涂料，但水性涂料都存在 着许多不足，都存在不同程度的缺点，例如：
[0004] 1 :涂层耐水性不好，浸水后漆膜发白变软；
[0005] 2 :涂层表面硬度不高较软，达不到耐腐要求、不耐刮划；
[0006] 3 :涂覆工艺复杂，生产质量较难控制，固化温度高，能耗大，不利于工业化生产应 用。
[0007] 4 :漆膜耐久性差，不能适用，户外、潮湿，不能推广应用。
【发明内容】
[0008] 针对水性涂料的现状，本发明的目的是提供一种水性防腐涂料及其制备方法，该 涂料固化温度范围拓宽，并提高涂层各种性能，简化施工涂覆工艺，能够工业化生产应用。
[0009] 本发明的技术方案是：
[0010] -种水性防腐涂料，按重量百分比计，水性防腐蚀涂料包括如下成分：铝粉3~ 7% ;锌粉20~30% ;复合缓蚀剂4~8% ;粘结剂15~25% ;分散剂0. 2~1. 0% ;促进 剂0. 4~I. 5wt% ;乙二醇乙醚3~6% ;丙二醇甲醚醋酸酯3~6% ;去离子水25~45% ; 消泡剂0. 1~0. 3% ;基材润湿剂0. 2~0. 4% ;抗闪锈剂0. 3~0. 6%。
[0011] 所述的水性防腐涂料，复合缓蚀剂为利用复合有机酸与复合金属氧化物进行络 合，复合缓蚀剂的有效成分为：癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种以上及氧化铝、 氧化铁、氧化镁中的一种或两种以上。
[0012] 所述的水性防腐涂料，粘结剂由硅氧烷聚合物联氨衍生物组成，其组成比例为：壬 基酚聚氧乙烯醚10~20份、α，ω -二羟基聚硅氧烷20~40份、正硅酸乙酯20~40份、 草酰二胺1. 5~3. 0份和去离子水100份。
[0013] 所述的水性防腐涂料，还包括调整剂和还原剂，调整剂采用金属氧化物：CaO或 P2O5，还原剂为苹果酸、丙二酸、顺丁烯二酸酐之一种或两种以上，使涂料的pH值在5~6范 围内。
[0014] 所述的水性防腐涂料，调整剂在涂料中含量为0~15wt%，还原剂在涂料中含量 为 0 ~2. Owt %。
[0015] 所述的水性防腐涂料的制备方法，首先分别制取铝粉、锌粉、复合缓蚀剂和粘结剂 充分拌合，再加入分散剂、促进剂、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、消泡剂、基材润湿剂、抗 闪锈剂、去离子水，在常温下充分搅拌分散，形成水性防腐蚀涂料。
[0016] 所述的水性防腐涂料的制备方法，复合缓蚀剂采用如下原料：酒石酸300~ 400ml，硅酸200~300ml，癸酸300~400ml，马来酸200~300ml，氧化铝粉60~80g，氧 化铁粉5~10g，氧化镁粉20~40g，钛白粉20~30g，浓度为70~90g/L的氯化镁水溶液 200~300ml、浓度为90~110g/L的硫酸钠水溶液200~300ml ;复合缓蚀剂的制造方法 是：首先，将氧化铝、氧化铁、氧化镁中的一种或两种以上与钛白粉、氯化镁水溶液、硫酸钠 水溶液均匀混合，形成混合液；然后，将癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种以上，搅 拌添加到所述混合液中，混合液保持在温度为70~90°C，过滤所得白色沉淀物，经水洗后， 烘干并球磨至400~500目，形成复合缓蚀剂。
[0017] 所述的水性防腐涂料的制备方法，粘结剂的制造方法是：将壬基酚聚氧乙烯醚、 α，ω -二羟基聚硅氧烷和正硅酸乙酯，在去离子水中聚合得到聚合物分散体，然后与草酰 二胺混合后，用pH调节剂将混合液的pH调节为10~13即为备用。
[0018] 本发明水性防腐涂料的优点及有益效果是：
[0019] 1、漆膜性能优良。本发明的水性防腐涂料防腐性能优，耐电化学品性能优良，并具 有阳极磷化纯化功能，性能优于热镀锌。既有耐高温性（400°c )又具有耐低温性（-100°c )， 并具有硬度高、耐刮伤、耐磨、附着力强、耐候性等优点。
[0020] 2、本发明的水性防腐涂料施工工艺简单，涂料可用于浸涂、滚涂、刷涂、喷涂都能 得到令人满意的涂层。该涂料及可以做面漆，也可作防蚀底漆，不但能自己独立构成符合要 求防蚀层，而其能与很多种类的涂料配套使用。
[0021] 3、本发明的水性防腐涂料可以在高温度固化，也可以常温固化，既可以大批量连 续施工，又能在现场涂覆处理超大物件，大大的拓宽了工业化适用范围。
【具体实施方式】
[0022] 在【具体实施方式】中，本发明水性防腐涂料，由金属粉、复合缓蚀剂、粘结剂、调整 剂、还原剂、分散剂、促进剂、各种功能性助剂及去离子水等原料配制而成，其中：
[0023] 金属粉可为锌粉（鳞片状金属铝粉）、铝粉（鳞片状金属锌粉）等，铝粉在涂料中 含量为3~7wt%，锌粉在涂料中含量为20~30wt%。由于锌与铝的电活性不同，同时加 入锌粉和铝粉的可以增强防腐的性能。
[0024] 鳞片状金属铝粉是由优质高纯铝（铝含量在99.999wt%以上）作原料，经高温雾 化，以水为介质，加特殊水溶剂研磨精制加工而成的银灰色、鳞片状粉末。鳞片状金属铝粉 具有活性铝高、易分散于水、发气充分、使用方便稳定等特点，有利于加气混凝土浇注生产， 是硅酸盐制品的理想添加剂、发气剂。各项指标均符合国家JC/T407-2008标准：固体份 彡65wt %，活性铝彡85wt %，细度(λ 075mm，筛余率彡3 %，发气率：4分钟40~60 %、16分 钟彡90%、30分钟彡99%。
[0025] 鳞片状金属锌粉是由优质高纯锌（锌含量在99. 999wt %以上）作原料，物理性质： 外观为银灰片状粉末，采用湿法物理方法生产，其技术指标如下（表1):
[0026] 表 1 CN 105176172 A W 切巾 3/6 页
[0028] 复合缓蚀剂为利用复合有机酸与复合金属氧化物进行络合，复合缓蚀剂的有效成 分为：癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种以上及氧化铝、氧化铁、氧化镁中的一种 或两种以上，复合缓蚀剂在涂料中含量为4~Swt %，复合缓蚀剂能够非常好防止或减缓 化学物品对底材的锈蚀。复合缓蚀剂的制作是本发明的主要环节，采用如下原料：酒石酸 300~400ml，硅酸200~300ml，癸酸300~400ml，马来酸200~300ml，氧化铝粉60~ 80g，氧化铁粉5~10g，氧化镁粉20~40g，钛白粉20~30g，氯化镁水溶液（浓度为70~ 90g/L) 200~300ml、硫酸钠水溶液（浓度为90~110g/L) 200~300ml。复合缓蚀剂的制 造方法是：首先，将氧化铝、氧化铁、氧化镁中的一种或两种以上与钛白粉、氯化镁水溶液、 硫酸钠水溶液均匀混合，形成混合液；然后，将癸酸、马来酸、酒石酸、硅酸中的一种或两种 以上，搅拌添加到所述混合液中，混合液保持在温度为70~90°C，过滤所得白色沉淀物，经 水洗后，烘干并球磨至400~500目，形成复合缓蚀剂。
[0029] 粘结剂由硅氧烷聚合物联氨衍生物组成，其组成比例为：壬基酚聚氧乙烯醚 ((C2H4O)n .C15H24O) 10~20份、α，ω -二羟基聚硅氧烷（107硅橡胶）20~40份、正硅酸乙 酯（Si (OC2H5) 4) 20~40份、草酰二胺（乙二酰二胺）1. 5~3. 0份和去离子水100份，粘结 剂在涂料中含量为15~25wt%。粘结剂的制造方法是：将壬基酸聚氧乙稀醚、α，ω-二轻 基聚硅氧烷和正硅酸乙酯，在去离子水中聚合得到聚合物分散体，然后与草酰二胺混合后， 用PH调节剂将混合液的pH调节为10~13即为备用。本发明特殊粘结剂是涂料的成膜物， 决定了涂料的主要性能。
[0030] 调整剂可采用金属氧化物：CaO或P2O5，使涂料的pH值在5~6范围内，调整剂在 涂料中含量为〇~15wt%。还原剂为苹果酸、丙二酸、顺丁烯二酸酐等之一种或两种以上， 还原剂在涂料中含量为〇~2. Owt%。分散剂为聚乙烯基乙醚（C4H8N2S4)、聚乙二醇十六烷 基醚（C56H114021)、壬基苯酚聚乙二醇醚（乙氧基壬基酚）等之一种或两种以上，分散剂在涂 料中含量〇. 2~1.0 wt%。促进剂为铬酸、铬酸锶、铬酸锌等铬化合物之一种或两种以上，促 进剂在涂料中的含量为〇. 4~I. 5wt%。
[0031] 另外，涂料中还包括乙二醇乙醚3~6%、丙二醇甲醚醋酸酯3~6%、去离子水 25~45%、消泡剂0. 1~0. 3%、基材润湿剂0. 2~0. 4%、抗闪锈剂0. 3~0. 6%。其中， 消泡剂可以为水性涂料常用消泡剂（如：Teg?# Foamex 1488);基材润湿剂可以为水性涂 料常用基材润湿剂（如：Tego? Wet 250)具有高效基材润湿剂，良好的流动性、优异的再 涂性；抗闪锈剂可以为水性涂料常用防闪锈剂（如：德国毕克公司产品）。乙二醇乙醚和丙 二醇甲醚醋酸酯均为高沸点溶剂，涂料在干燥成膜过程中促使漆膜更连续和平整。
[0032] 所述水性防腐蚀涂料的制备方法是：
[0033] 首先分别制取金属粉、复合缓蚀剂和粘结剂三种主要原料，充分拌合，再加入调整 剂、还原剂、分散剂、促进剂、各种功能性助剂及去离子水等原料，在常温下充分搅拌分散， 即制成本发明的水性防腐蚀涂料。
[0034] 下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例中，按重量百分比计，水性防腐蚀涂料采用铝粉4%、锌粉25%、复合缓 蚀剂4%、粘结剂15%、乙二醇乙醚5%、丙二醇甲醚醋酸酯5 %、去离子水40%、分散剂 0. 4%、消泡剂0. 2%、基材润湿剂0. 4%、抗闪锈剂0. 5%、促进剂0. 5%配制而成。产品经 测试PH值不在5~6范围内时，使用调整剂或还原剂将涂料的pH值调整到要求范围内。
[0037] 复合缓蚀剂的制造方法是：把酒石酸300ml、硅酸200ml，搅拌添加到氧化铝粉 80g、钛白粉20g、氧化铁5g、氯化镁水溶液（80g/L) 200ml、硫酸钠水溶液（100g/L) 200ml组 成的混合液中，混合液保持在温度为80°C，过滤所得白色沉淀物，经水洗后，烘干并球磨至 400 ~500 目。
[0038] 粘结剂（树脂）的制造方法是：按重量份数计，将壬基酚聚氧乙烯醚15份、 α，ω -二羟基聚硅氧烷30份和正硅酸乙酯30份，在去离子水100份中聚合得到聚合物分 散体，然后与草酰二胺2. 0份混合后，用pH调节剂将混合液的pH调节为10~13即可。
[0039] 实施例2
[0040] 本实施例中，按重量百分比计，水性