一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：S1、將絡(luò)合單體、高效阻隔單體及粘結(jié)單體經(jīng)自由基共聚制備合成樹脂乳液，其中反應(yīng)溫度為55-67℃，反應(yīng)壓力為1.7-2.4MPa；S2、將助劑、顏料及填料加入去離子水中，通過分散、研磨得到漿料；S3、向?qū)2制得的漿料中加入助劑及S1制得的合成樹脂乳液，過濾，得到新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料。本發(fā)明中，所述制備方法簡單，制備的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料不僅可保護(hù)金屬表面，附著力強(qiáng)，并生成新的穩(wěn)定性的保護(hù)層，且節(jié)約成本和施工時間，環(huán)境污染也較小，耐氣候老化、耐光老化、耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)。
【專利說明】一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防銹涂料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，全世界每年因腐蝕生銹的金屬約為年產(chǎn)量的20%以上，由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失約10000億美元。我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民生產(chǎn)總值的4%，超過了火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震造成的損失的總和，至少達(dá)二百億元，金屬腐蝕導(dǎo)致的損失如此嚴(yán)重，特別是鋼鐵的防腐蝕日益引起人們的關(guān)注，其中防止金屬腐蝕最有效、最常用的方法之一是在金屬表面涂敷防腐蝕涂層，它具有多種特性，首先，它施工方便，適應(yīng)性強(qiáng)，重涂和修復(fù)方便，費(fèi)用也較低。其次，它可與其他防腐措施配合使用獲得較好的防腐效果。據(jù)統(tǒng)計，2002年中國防腐涂料總產(chǎn)量53萬噸，2004年我國防腐涂料總產(chǎn)量達(dá)到近60萬噸，銷售額超過130億人民幣，估計到2010年，其產(chǎn)量將突破100萬噸大關(guān)。隨著高性能防腐涂料的不斷開發(fā)和應(yīng)用，涂料防腐將會越來越顯示其在工業(yè)領(lǐng)域中的重要性，而且也將會不斷擴(kuò)大防腐涂料的使用范圍，也就是說，將會不斷為涂料行業(yè)開拓出新的市場。
[0003]長期以來，鋼鐵表面的防銹涂料大多采用溶劑型防銹涂料，傳統(tǒng)的溶劑型涂料不僅易燃，易爆，在貯存、運(yùn)輸、施工時存在諸多不安全因素，而且還含有許多有毒顏料，對環(huán)境造成了極大污染，此外，溶劑的價格昂貴，在成膜以后溶劑全部揮發(fā)到空氣中，這不僅是一種能源的浪費(fèi)，并且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的防銹涂料不能在銹蝕的金屬表面直接進(jìn)行涂裝，涂裝前必須徹底除銹，然后進(jìn)行磷化鈍化處理，這是一項(xiàng)十分繁重的工作，不但勞動強(qiáng)度大，工作效率低，除銹成本也很高，同時銹塵嚴(yán)重地危害施工人員的身體健康。隨著環(huán)保問題成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)，世界各國相繼制定了一系列環(huán)保法規(guī)、法律和準(zhǔn)則，限制了含有機(jī)溶劑和重金屬的防銹涂料的應(yīng)用，促使全球涂料業(yè)向低毒/無毒、對環(huán)境影響最小的方向發(fā)展，所以開發(fā)一種新型防銹涂料的工作迫在眉睫。
[0004]據(jù)估計，全球因油漆和黏合劑每年排放到大氣的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)就達(dá)2000萬噸之多，這些揮發(fā)性有機(jī)物能夠直接導(dǎo)致皮膚和人體中毒，甚至癌癥的發(fā)生。排放到大氣中的有機(jī)物在光照的作用下還會產(chǎn)生許多活性物質(zhì)和酸性物，形成化學(xué)煙霧、碳?xì)浠衔锏龋鼈冊谧贤夤獾淖饔孟聲a(chǎn)生臭氧，低層大氣中臭氧的濃度過高又會危及生物的生存。揮發(fā)到大氣中的鹵代烴一旦破壞了臭氧層，太陽的高能紫外線就會過量的穿透大氣層直達(dá)地球表面，直接威脅著人類健康。
[0005]常規(guī)的防腐涂料均為溶劑型涂料，有丙烯酸酯類、環(huán)氧類、聚氨酯類、氯磺化聚乙烯類、浙青煤焦油類等幾大類。受石油資源及環(huán)保法規(guī)對揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)(VOC)及有害空氣污染物(HAPs)的限制等因素影響，世界防腐涂料工業(yè)在不斷提高性能的同時，正迅速向“綠色化”方向發(fā)展。由于能源危機(jī)，油性漆原材料的價格過高，甚至高過一些水性漆，這將會推動水性漆的發(fā)展。一個有力的證據(jù)就是二甲苯的價格已經(jīng)漲到了 2004年的兩倍多，同時研究還發(fā)現(xiàn)甲 苯、二甲苯等這類常用溶劑是強(qiáng)致癌物質(zhì)已被列為禁用化學(xué)品之列，再加上國內(nèi)的法規(guī)，用二甲苯生產(chǎn)就征稅，同樣增加了產(chǎn)品的成本。隨著人們環(huán)保意識的不斷提高和環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，從某種程度上說推動了涂料水性化的發(fā)展道路，水性涂料將成為21世紀(jì)世界涂料市場的主角；環(huán)氧類防腐涂料成膜物質(zhì)采用環(huán)氧樹脂材料，因環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的粘力，由于結(jié)構(gòu)中含有脂肪族羥基、醚基及活潑的環(huán)氧基的緣故，在常溫下加入復(fù)合型固化劑及各種功能活性添加劑，涂刷在物體表面，使其進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，常溫固化網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)材料，但該類產(chǎn)品因耐老化性能欠佳而不能在要求較苛刻的領(lǐng)域使用。武漢大學(xué)等單位承擔(dān)的國家星火計劃新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料項(xiàng)目具有以下特點(diǎn):性能優(yōu)異，涂刷或噴涂一至二遍即可達(dá)到除銹、防腐、裝飾效果；防腐時間長，一般達(dá)3年，特殊可達(dá)20年；施工簡便，不用除銹，節(jié)省工時，減輕勞動強(qiáng)度；但是產(chǎn)品因價格高昂而無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣，因此無法為社會創(chuàng)造效益。德國拜耳公司以聚氨酯樹脂為基料來制備水性雙組分防腐涂料，雖然性能優(yōu)異，但是該類涂料是雙組分涂料，施工前需要將兩個組分按照一定的比例混合均勻并熟化，工藝要求嚴(yán)格，需要專業(yè)的施工人員才能保證施工質(zhì)量，其次該產(chǎn)品高昂的價格無法在市場上大量銷售。煤浙青防腐涂料是一類用途廣泛并且價格便宜的防腐涂料，該類產(chǎn)品具有耐水性、耐酸堿性、耐絕緣性、附著力強(qiáng)等優(yōu)異性能，具有柔韌性好、耐干濕交替性好、抗微生物及植物根系侵蝕性強(qiáng)、耐化學(xué)藥品優(yōu)異等特點(diǎn)，是取代環(huán)氧煤浙青的趨勢涂料，并廣泛適用于各種輸油和輸水地下管道外壁、儲罐內(nèi)外壁、污水處理設(shè)備、船舶和石油平臺的壓載水艙和貨艙、污油水艙、船舶和海上平臺的水線和底部、煤氣儲罐、海港、碼頭、水閘等設(shè)備的防腐，但是由于煤浙青含有對涂料制造和施工人員危害較強(qiáng)的致癌物質(zhì)和污染環(huán)境的狀況，所以也限制了其應(yīng)用。目前我國防銹顏料的應(yīng)用整體水平落后于西方發(fā)達(dá)國家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴(yán)重，對人體的傷害很大，目前已被許多國家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅防銹顏料雖然無毒，但由于改性技術(shù)原因，性能并不理想；而三聚磷酸鋁也因價格原因未能大量應(yīng)用。國外公司均推出了一系列無毒防銹顏料，可與鉻酸鹽相比，但均因價格太高，國內(nèi)尚未引進(jìn)。以上這些因素都極大的制約著防銹涂料的發(fā)展。這些因素促使各國研究人員對水性產(chǎn)品加大精力進(jìn)行研究，水性涂料正逐漸取代溶劑型涂料。
[0006]研究發(fā)現(xiàn)綠色生物植酸作為金屬表面處理劑在生物酶的作用下可分解，并在金屬表面形成植酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，轉(zhuǎn)化膜對有機(jī)高分子樹脂產(chǎn)生強(qiáng)滲透、強(qiáng)絡(luò)合、實(shí)現(xiàn)鏈節(jié)的多次反應(yīng)，使植酸鹽轉(zhuǎn)化膜牢牢地吸附在金屬表面上。目前，世界上只有日本等少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家將該技術(shù)應(yīng)用于電鍍行業(yè)，而金屬表面防腐蝕處理的應(yīng)用還處于研究階段，該技術(shù)利用從植物中提取的植酸，經(jīng)生物工程技術(shù)制成植酸及其鹽類，首先成功的利用了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，提高了農(nóng)作物副產(chǎn)品的附加值，其次減少了因簡單燃燒處理帶來的環(huán)境污染問題，為農(nóng)民創(chuàng)造了新的收入來源，而與傳統(tǒng)的磷化處理工藝相比，植酸鹽處理技術(shù)防腐蝕效果好，施工方便，節(jié)約能源，并消除了含磷、鉻廢液對環(huán)境的污染。
[0007]船舶產(chǎn)品的生產(chǎn)量對國內(nèi)生產(chǎn)總量有著舉足輕重的貢獻(xiàn)。 申請人:主要產(chǎn)品為船舶涂料，按照 申請人:經(jīng)驗(yàn)，新船每萬噸需消耗涂料50t，維修舊船每萬噸需涂料30t，經(jīng)簡略的計算可得出表1數(shù)據(jù)。
[0008]表12007年全球船舶涂料需求量(萬噸)
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: S1、將絡(luò)合單體、高效阻隔單體及粘結(jié)單體經(jīng)自由基共聚制備合成樹脂乳液，其中反應(yīng)溫度為55-67°C，反應(yīng)壓力為1.7-2.4MPa ； S2、將助劑、顏料及填料加入去離子水中，通過分散、研磨得到漿料； S3、向?qū)2制得的漿料中加入助劑及SI制得的合成樹脂乳液，過濾，得到新型帶銹轉(zhuǎn)鎊涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法，其特征在于，在SI中，所述絡(luò)合單體為含磷酸酯基團(tuán)的丙烯酸酯單體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法，其特征在于，在SI中，所述粘結(jié)單體為丙烯酸及其酯類單體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法，其特征在于，在SI中，加熱過程使用電加熱，導(dǎo)熱油為熱載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法，其特征在于，在S2中，所加去離子水為循環(huán)水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法，其特征在于，在SI中，所述反應(yīng)溫度為57-61°C，所述反應(yīng)壓力為1.9-2.2°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法，其特征在于，在S中，所述反應(yīng)溫度為60°C，所述反應(yīng)壓力為2MPa。
8.一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制備方法制成。
【文檔編號】C08F220/06GK103756497SQ201310538722
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】王和山, 王和東 申請人:天長市開林化工有限公司