專利名稱:一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種防銹漆的制備方法,尤其是涉及一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法。
背景技術(shù):
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,涂料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格,對(duì)涂料的要求越來越高。世界可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保法規(guī)不斷加強(qiáng),促使涂料工業(yè)向環(huán)境友好的方向發(fā)展這一大的趨勢(shì)是不會(huì)改變的。據(jù)資料顯示,在美國、日本、加拿大等國家,腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的1%_4%,每年腐蝕生銹的鋼鐵約占年產(chǎn)量的20%。防銹防腐占有十分重要的地位。我國是鋼鐵大國,而鋼鐵及鋼鐵制品必須嚴(yán)格經(jīng)過防銹防腐處理才能保證其使用壽命, 資料統(tǒng)計(jì),在我國每年金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值的4%,所以我國涂料產(chǎn)品里防銹防腐漆量大面廣。近十年來防銹防腐漆已成為業(yè)界所關(guān)注的熱點(diǎn),受市場需要的潛在因素影響鋼材需求量呈快速增長趨勢(shì),這正是我國整個(gè)涂料行業(yè)快速增長的原動(dòng)力。 長期以來,我國涂料工業(yè)一直把不斷探索研究開發(fā)各類防銹防腐類型的系列產(chǎn)品作為一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容來抓,經(jīng)過幾十年的艱辛努力,我國的防銹防腐漆產(chǎn)品有了長足發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的溶劑型防腐涂料的生產(chǎn)和施工過程中,大量的有機(jī)溶劑揮發(fā)到大氣中,嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人類健康。因此,我國防腐防銹涂料的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),尋找新的技術(shù)出路是時(shí)代的需要,未來涂料發(fā)展趨勢(shì)向著高性能、節(jié)能、環(huán)保、無溶劑方向及多功能化方向發(fā)展,各種環(huán)境友好的涂料得到市場的認(rèn)可,涂料的水性化被認(rèn)為是涂料的最終發(fā)展方向。重慶斯耐博涂料有限公司研制開發(fā)的水性金屬自干防銹漆中國專利 CN101429402公開(公告)日)2009. 05. 13該發(fā)明公開了一種水性金屬自干防銹漆, 其特征在于由下列重量份的組分混合制得SD-688純丙乳液15-25份、SD-588苯丙乳液 15-25份、SE-60環(huán)氧乳液15-25份、聚氨酯樹脂10-15份、納米有機(jī)硅乳液2-5份、成膜助劑 10-20份、納米級(jí)防銹顏料5-10份、水性催干劑1-5份、水性防沉降劑5-10份、水性增量劑 2-5份、水性稀釋劑2-20份。本發(fā)明選用通過改善成膜物——純丙乳液、苯丙乳液、環(huán)氧、 聚氨酯和有機(jī)硅,以及加入各種助劑,使成膜物的溫度降低,同時(shí)增大固體含量,并讓稀釋劑迅速揮發(fā),以達(dá)到快速成膜、防腐防銹的目的。上述產(chǎn)品作為水性防銹漆的較為成熟產(chǎn)品的代表,在產(chǎn)品性能上有一定的成效; 同時(shí)也存在一定的不足,產(chǎn)品環(huán)保理念達(dá)到了一定的高度,但產(chǎn)品性能未能從根本上取得長足的發(fā)揮,因原料結(jié)構(gòu)的選擇搭配,性價(jià)比不能最大限度的體現(xiàn)產(chǎn)品綜合性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的產(chǎn)品性能未能從根本上取得長足的發(fā)揮,因原料結(jié)構(gòu)的選擇搭配,性價(jià)比不能最大限度的體現(xiàn)產(chǎn)品綜合性能等的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的 本發(fā)明的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的方法為
a.在分散機(jī)中加入15-20重量份的水,低速開啟分散機(jī),加入0.5-1.0重量份的分散、閃銹劑、0. 1-0. 5重量份的多功能助劑、0. 1-0. 5重量份的消泡劑、0. 1-0. 5重量份的防腐劑,從而進(jìn)行低速分散;
b.加入3-5重量份的復(fù)合磷酸鹽鐵鈦防銹顏料、1-5重量份的磷酸鋅、5-10重量份的鐵紅、20-25重量份的方解石、3-5重量份的絹云母,進(jìn)行高速分散;
c.換中速檔后,加入0.1-0. 5重量份的消泡劑、5-8重量份的硅溶膠、5-10重量份的醇酯-12、1-2重量份的防凍劑、0. 1-0. 5重量份的流平劑,然后進(jìn)行高速分散;
d.加入30-40重量份的乳液后分散,再加入0.1-0. 2重量份的PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值 =8-9,緩慢加入0. 3-1. 0重量份的增稠劑、0. 1-0. 5重量份的緩蝕劑,檢驗(yàn)粘度合格后,過濾罐裝即出成品。本發(fā)明采用無機(jī)復(fù)合防銹顏料在研究本項(xiàng)目中間替代了傳統(tǒng)鉛系材料使得在性能上得到同樣的效果,其防銹機(jī)理磷酸根與鋼鐵表面原子反應(yīng)生成磷酸鐵絡(luò)鹽,磷酸鐵絡(luò)鹽牢固地附著在鋼鐵表面形成保護(hù)層,具有耐久防護(hù)性與合理性,產(chǎn)品更符合環(huán)保理念,這是本發(fā)明運(yùn)用新材料的一大亮點(diǎn);通過反復(fù)試驗(yàn)總結(jié)得出普通苯丙乳液合成產(chǎn)品中存在大量乳化劑吸水,運(yùn)用的無皂聚合丙烯酸改性乳液在合成后期有效的控制了乳化劑的存在量 (更多的在于合成后期反應(yīng)掉),它的耐鹽水性能、施工效果及涂膜致密性要比傳統(tǒng)型乳液的好很多,能有效阻礙空氣等對(duì)鋼鐵的侵蝕;磷酸鹽分散劑本身作為阻銹物質(zhì)在本次開發(fā)設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用,有機(jī)聚丙烯酸鹽和聚磷酸鹽相結(jié)合的分散劑體系協(xié)同分散,使得分散能力與貯存穩(wěn)定性更佳,因?yàn)槌R?guī)乳膠體系里居多以單一類型分散劑在使用,聚丙烯酸鹽使用居多。單獨(dú)使用聚丙烯酸鹽分散劑分散效率受分子量影響較大,其分子量越大,貯存穩(wěn)定性越好,聚丙烯酸鹽極性相對(duì)較小,覆蓋顏料表面所產(chǎn)生的電荷密度小,附著在顆粒表面起緩沖作用,在顆粒間形成空間位阻,但其特殊的分子結(jié)構(gòu)使得它又容易在單個(gè)顏料顆粒間產(chǎn)生橋連作用,因此仍有可能形成團(tuán)聚。相反聚磷酸鹽具有極性強(qiáng)的特點(diǎn),在分散體系中能迅速覆蓋顏料粒子表面,產(chǎn)生高電荷密度,起到穩(wěn)定作用,配合使用可防止單個(gè)顏料顆粒間的橋連,靜電穩(wěn)定和空間位置協(xié)同作用可使整個(gè)分散體系具有很好的分散性與貯存穩(wěn)定性。由于水汽化熱大固有特點(diǎn),水性環(huán)保防銹漆相對(duì)干燥慢,易流掛,一次性成厚膜存在一定的難度,施工性也是水性漆的一大難點(diǎn)。本研發(fā)體系這對(duì)這一特殊性,使用觸變助劑增稠體系改變涂料的流變性,使用后逐步發(fā)現(xiàn)涂料施工觸變性、流平等方面達(dá)到理想效果。 填料也是涂料產(chǎn)品的重要組織部份,對(duì)漆膜有增強(qiáng)作用,提高涂膜的硬度,施工性,同時(shí)還可降低涂膜干燥過程中的殘余內(nèi)應(yīng)力,從而有助提高涂膜的附著力。任何事物都有雙面性, 在能夠明顯改變一系列如力學(xué)強(qiáng)度、耐熱補(bǔ)強(qiáng)性的同時(shí),加量過大也影響著漆膜的致密性, 最終,直接影響漆膜的耐鹽水性,本發(fā)明充分考慮了其利害關(guān)系,在后期的試驗(yàn)中添加量也作為了重點(diǎn)考察對(duì)象。本發(fā)明選用原材料的特點(diǎn)
耐鹽水性成膜物質(zhì),防銹顏料,填料量對(duì)耐鹽水性影響較大;各因素水平的影響順序?yàn)锳3B3C1。乳液,防銹顏料,填料量對(duì)耐鹽水性的影響具有一致性。不同之處在于乳液品種不同,耐水性差別很明顯。同水平下,鹽水浸泡后Al漆膜先回軟起泡,再銹濁,僅12天;而 A2、A3至始至終只有銹濁,沒有起泡,這一點(diǎn)充分說明漆膜的致密性至關(guān)重要,濕附著力也很重要,如果漆膜僅自身致密,而濕附著力一般不佳,則內(nèi)聚力過大,漆膜也可能從整體基面剝離,失去保護(hù)。原因解析普通乳液合成過程乳化劑最后的存在在影響漆膜的耐水性, 因乳化劑親水,長期浸泡,高分子乳膠粒子吸水影響水下附著力;而自交聯(lián)乳液成膜相對(duì)致密,無皂聚合乳液漆膜相對(duì)疏水漆膜致密,水下附著力相對(duì)受影響不明顯,所以即使銹濁也不起泡。比較不同分散劑對(duì)配方中顏填料體系的分散效果、涂膜耐水性等影響情況,磷酸鹽分散劑分散效果一好,但不穩(wěn)定,產(chǎn)生的磷酸根能與鋼鐵反應(yīng)產(chǎn)生鈍化;聚丙烯酸鈉鹽分散效果一般但穩(wěn)定性佳,納離子過量易使漆膜致銹。填料對(duì)漆膜有增強(qiáng)作用,加量過大也影響著漆膜的致密性,最終,直接影響漆膜的耐鹽水性;
附著力(粘結(jié)劑)乳液影響具有一致性,它對(duì)附著力有較大貢獻(xiàn);填料量的加入對(duì)涂層附著力(劃圈)級(jí),有顯著影響,隨著填料用量的增加,涂層附著力級(jí)數(shù)先上升后下降,分析原因填料提高涂膜的硬度,施工性,同時(shí)還降低涂膜干燥過程中的殘余內(nèi)應(yīng)力,從而有助提高涂膜的附著力,但加量到一定量時(shí)漆膜顏基比下降迅速,影響粘結(jié)強(qiáng)度,最終附著力迅速下降。結(jié)合耐鹽水性等指標(biāo),綜合分析,基準(zhǔn)配方中加入250g填料對(duì)耐鹽水,附著力等影響相對(duì)緩和。穩(wěn)定性聚磷酸鹽具有強(qiáng)極性,能迅速覆蓋顏料粒子表面,產(chǎn)生高電荷密度,起靜電穩(wěn)定的作用。聚丙烯酸鹽極性相對(duì)較小,覆蓋顏料表面所產(chǎn)生的電荷密度少,但它附著在顆粒表面起著緩沖作用,在顆粒之間形成空間位阻,起到位阻穩(wěn)定的作用。但聚丙烯酸鹽的分子結(jié)構(gòu)使得它容易在單個(gè)顏料顆粒間產(chǎn)生橋連作用。因此,體系中只使用聚丙烯酸鹽分散劑,仍有可能形成團(tuán)聚。當(dāng)聚丙烯酸鹽與聚磷酸鹽分散劑配合使用時(shí),強(qiáng)極性的聚磷酸鹽在顏料顆粒表面形成的高電荷密度,以防止單個(gè)顏料顆粒之間的橋連。此時(shí),靜電穩(wěn)定和位阻穩(wěn)定協(xié)同作用而使涂料同時(shí)具有很好的分散性和貯存穩(wěn)定性。選擇聚磷酸鹽與聚丙烯酸鹽分散劑配合使用,分散劑用量為0.洲聚磷酸鹽十0. 35%聚丙烯酸鹽,且采用中等鏈長 (n = 6-10)的聚磷酸鹽分散劑;聚丙烯酸鹽分散劑雖是離子型,但它對(duì)系統(tǒng)極性增加不大, 聚丙烯酸鹽分散劑的分子量選擇3000-5000的。聚丙烯酸鹽分散劑與聚磷酸鹽分散劑配合使用時(shí),分散能力與貯存穩(wěn)定性最好。作為優(yōu)選,所述的步驟b中高速分散后,再將原料送入砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨,使砂磨后原料細(xì)度為彡45um。作為優(yōu)選,所述的步驟a中低速分散的速度為彡400r/min。作為優(yōu)選,所述的步驟a中低速分散的速度為200r/min,分散后再中速攪拌5_10 分鐘,其中中速攪拌的速度為400-600r/min。作為優(yōu)選,所述的步驟b中高速分散的速度為450-650r/min。作為優(yōu)選,所述的步驟c中的中速分散的速度為400-600r/min。作為優(yōu)選,所述的步驟c中高速分散的時(shí)間為5- 10分鐘,步驟d中分散的時(shí)間為 10分鐘。作為優(yōu)選,所述的步驟a中分散、散銹劑為NC、SN-5040,多功能助劑為AMP-95,消泡劑為208,防腐劑為CL-15。
作為優(yōu)選,所述的步驟c中消泡劑為NXZ,流平劑為UH420。作為優(yōu)選,所述的步驟d中PH值調(diào)節(jié)劑為氨水或AMP-95,增稠劑為D-108,緩蝕劑為 SER-ADFA179。因此,本發(fā)明替代了傳統(tǒng)鉛系材料使得在性能上得到同樣的效果,其磷酸根與鋼鐵表面原子反應(yīng)生成磷酸鐵絡(luò)鹽,磷酸鐵絡(luò)鹽牢固地附著在鋼鐵表面形成保護(hù)層,具有耐久防護(hù)性與合理性,產(chǎn)品更符合環(huán)保理念。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例1 本例的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其方法為
a.在分散機(jī)中加入15重量份的水,低速開啟分散機(jī),加入0.3重量份的NC、0. 2重量份的SN-5040、0. 1重量份的AMP-95、0. 1重量份的消泡劑208、 0. 1重量份的防腐劑CL-15, 從而進(jìn)行低速分散5分鐘;
b.加入3重量份的復(fù)合磷酸鹽鐵鈦防銹顏料、1重量份的磷酸鋅、5重量份的鐵紅、20 重量份的800目方解石、3重量份的1250目絹云母,進(jìn)行高速分散30分鐘,加60重量份的水投入到砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨,使砂磨后原料細(xì)度為< 45um ;
c.換中速檔后,加入0.1重量份的消泡劑NXZ、5重量份的硅溶膠、5重量份的醇酯-12、 1重量份的防凍劑、0. 1重量份的流平劑UH420,然后進(jìn)行高速分散10分鐘;
d.加入30重量份的乳液后分散,再加入0.1重量份的AMP-95調(diào)節(jié)pH值=8_9,緩慢加入0. 3重量份的增稠劑D-108、0. 1重量份的緩蝕劑SER-ADFA179,檢驗(yàn)粘度合格后,過濾罐裝即出成品。實(shí)施例2 本例的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其方法為
a.在分散機(jī)中加入18重量份的水,低速開啟分散機(jī),加入0.4重量份的NC、0. 4重量份的SN-5040、0. 3重量份的AMP-95、0. 3重量份的消泡劑208、 0. 3重量份的防腐劑CL-15, 從而進(jìn)行低速分散5分鐘;
b.加入4重量份的復(fù)合磷酸鹽鐵鈦防銹顏料、3重量份的磷酸鋅、8重量份的鐵紅、22 重量份的800目方解石、4重量份的1250目絹云母,進(jìn)行高速分散30分鐘,加60重量份的水投入到砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨,使砂磨后原料細(xì)度為< 45um ;
c.換中速檔后,加入0.3重量份的消泡劑NXZ、7重量份的硅溶膠、8重量份的醇酯-12、 1. 5重量份的防凍劑、0. 3重量份的流平劑UH420,然后進(jìn)行高速分散10分鐘;
d.加入35重量份的乳液后分散,再加入0.15重量份的氨水調(diào)節(jié)pH值=8-9,緩慢加入0. 5重量份的增稠劑D-108、0. 4重量份的緩蝕劑SER-ADFA179,檢驗(yàn)粘度合格后,過濾罐裝即出成品。實(shí)施例3 本例的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其方法為
a.在分散機(jī)中加入20重量份的水,低速開啟分散機(jī),加入1.0重量份的NC、0. 5重量份的SN-5040、0. 3重量份的AMP-95、0. 5重量份的消泡劑208、 0. 5重量份的防腐劑CL-15, 從而進(jìn)行低速分散5分鐘;
b.加入5重量份的復(fù)合磷酸鹽鐵鈦防銹顏料、5重量份的磷酸鋅、10重量份的鐵紅、25 重量份的800目方解石、5重量份的1250目絹云母,進(jìn)行高速分散30分鐘,加60重量份的
6水投入到砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨,使砂磨后原料細(xì)度為< 45um ;
c.換中速檔后,加入0.5重量份的消泡劑NXZ、8重量份的硅溶膠、10重量份的醇酯_12、2重量份的防凍劑、0. 5重量份的流平劑UH420,然后進(jìn)行高速分散10分鐘;
d.加入40重量份的乳液后分散,再加入0.2重量份的AMP-95調(diào)節(jié)pH值=8_9,緩慢加入1. 0重量份的增稠劑D-108、0. 5重量份的緩蝕劑SER-ADFA179,檢驗(yàn)粘度合格后,過濾罐裝即出成品。 以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例,但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此,任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi),所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的方法為a.在分散機(jī)中加入15-20重量份的水,低速開啟分散機(jī),加入0.5-1.0重量份的分散、閃銹劑、0. 1-0. 5重量份的多功能助劑、0. 1-0. 5重量份的消泡劑、0. 1-0. 5重量份的防腐劑,從而進(jìn)行低速分散;b.加入3-5重量份的復(fù)合磷酸鹽鐵鈦防銹顏料、1-5重量份的磷酸鋅、5-10重量份的鐵紅、20-25重量份的方解石、3-5重量份的絹云母,進(jìn)行高速分散;c.換中速檔后,加入0.1-0. 5重量份的消泡劑、5-8重量份的硅溶膠、5-10重量份的醇酯-12、1-2重量份的防凍劑、0. 1-0. 5重量份的流平劑,然后進(jìn)行高速分散;d.加入30-40重量份的乳液后分散,再加入0.1-0. 2重量份的PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值 =8-9,緩慢加入0. 3-1. 0重量份的增稠劑、0. 1-0. 5重量份的緩蝕劑,檢驗(yàn)粘度合格后,過濾罐裝即出成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟b 中高速分散后,再將原料送入砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨,使砂磨后原料細(xì)度為< 45um 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟a 中低速分散的速度為彡400r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟 a中低速分散的速度為200r/min,分散后再中速攪拌5-10分鐘,其中中速攪拌的速度為 400-600r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟b 中高速分散的速度為450-650r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟c 中的中速分散的速度為400-600r/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟c 中高速分散的時(shí)間為5-10分鐘,步驟d中分散的時(shí)間為10分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟a 中分散、散銹劑為NC、SN-5040,多功能助劑為AMP-95,消泡劑為208,防腐劑為CL-15。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟c 中消泡劑為NXZ,流平劑為UH420。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法,其特征在于所述的步驟d 中PH值調(diào)節(jié)劑為氨水或AMP-95,增稠劑為D-108,緩蝕劑為SER-ADFA179。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防銹漆的制備方法,尤其是涉及一種水性環(huán)保防銹漆的制備方法。其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的產(chǎn)品性能未能從根本上取得長足的發(fā)揮,因原料結(jié)構(gòu)的選擇搭配,性價(jià)比不能最大限度的體現(xiàn)產(chǎn)品綜合性能等的技術(shù)問題。本發(fā)明的方法為在分散機(jī)中加入水,低速開啟分散機(jī),加入分散、閃銹劑、多功能助劑、消泡劑、防腐劑,從而進(jìn)行低速分散;加入復(fù)合磷酸鹽鐵鈦防銹顏料、磷酸鋅、鐵紅、方解石、絹云母,進(jìn)行高速分散;換中速檔后,加入消泡劑、硅溶膠、醇酯-12、防凍劑、流平劑,然后進(jìn)行高速分散;加入乳液后分散,再加入PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值,緩慢加入增稠劑、緩蝕劑,檢驗(yàn)粘度合格后,過濾罐裝即出成品。
文檔編號(hào)C09D5/08GK102181231SQ201110098698
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者陳亞軍 申請(qǐng)人:杭州燈塔涂料玻璃有限公司