一種防腐水性涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天然乳液，所述防腐水性涂料中各組分及其重量百分比為：水10～20％；防腐劑0.2～0.5％；消泡劑0.1～0.5％；分散劑0.5～0.8％；天然乳液32～50％；顏/填料35～45％；潤濕劑0.1～0.3％；增稠劑0.5～1％。與現(xiàn)有技術的防腐水性涂料相比，本發(fā)明的防腐水性涂料的乳液選用可再生的天然乳液，節(jié)約了石油資源，同時，該涂料中天然乳液中的植物油和天然樹脂在脂肪酶的作用下可生物降解，廢棄的涂料可采用脂肪酶進行生物降解，對環(huán)境無污染，綠色環(huán)保。
【專利說明】一種防腐水性涂料及其制備方法
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及涂料，尤其涉及一種防腐水性涂料及其制備方法。
【【背景技術】】
[0002]目前國際上研究腐蝕問題的重點對象是金屬材料，鋼鐵是當今用量最大材料，同時也是最容易腐蝕的材料，減少金屬的腐蝕最好的方法是在金屬表面涂防腐涂料。
[0003]隨著環(huán)保法規(guī)的進一步完善，以減輕地球負荷為目的，低V0C或零V0C排放的新型涂料成為研發(fā)的熱點，防腐水性涂料的研發(fā)更為引人注目。
[0004]現(xiàn)有的防腐水性涂料的乳液采用的是合成乳液，該合成乳液從石油中提取，由該合成乳液制得的防腐水性涂料透水性能好、附著力強、防腐效果好，但由于其采用的合成乳液為從石油中提取的乳液，對地球上有限的石油資源來說是一種消耗，從節(jié)約石油資源的角度，我們急需一種防腐水性涂料，其乳液來源于可再生的資源，且采用這種乳液制備的防腐水性涂料具有與采用合成乳液制得的防腐水性涂料同樣良好的性能。
【
【發(fā)明內容】
】
[0005]為解決現(xiàn)有技術的防腐水性涂料采用合成乳液對石油資源造成的消耗，本發(fā)明提供一種防腐水性涂料及其制備方法，該防腐水性涂料采用天然乳液為原料，可減少對石油資源的消耗，同時該防腐水性涂料具有與采用合成乳液為原料制備的防腐水性涂料同樣良好的性能。
[0006]本發(fā)明的一種防腐水性涂料，其各組分及其重量百分比為:水10~20% ;防腐劑0.2~0.5% ;消泡劑0.1~0.5% ;分散劑0.5~0.8% ;天然乳液32~50% ;顏/填料35~45% ;潤濕劑0.1~0.3% ;增稠劑0.5~`1%。
[0007]其中，所述天然乳液中各組分及其重量百分比為:乳化劑1~2% ;植物油40~70% ;天然樹脂5~30% ;活性單體聚合物5~30%;水8~15%。
[0008]其中，所述防腐劑選用羧酸及其金屬鹽、磺酸的堿金屬鹽、磺酸的堿土金屬鹽、磺酸的胺鹽、多元醇的脂肪酸酯、磷酸酯、磷酸酯胺鹽、胺類化合物、雜環(huán)化合物的一種或其組
口 ο
[0009]其中，所述消泡劑選用低級醇、有機極性化合物、礦物油或有機硅樹脂的一種或其組合。
[0010]其中，所述分散劑選用油酸鈉、羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽，磷酸酯鹽、脂肪酸環(huán)氧乙烷的加成物、聚乙二醇衍生物、多元醇衍生物、聚乙烯亞胺衍生物的一種或其組合。
[0011]其中，所述顏/填料選用三聚磷酸鋁，云母氧化鐵，滑石粉，重鈣，氧化鋅，高嶺土，玻璃鱗片，活性鋅粉之一或其組合。
[0012]其中，所述潤濕劑選用所述潤濕劑為二辛基磺基琥珀酸鹽、二己基磺基琥珀酸鹽、二丁基磺基琥珀酸鹽、烷基萘磺酸鈉、蓖麻油硫酸化物、十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚或乙炔乙二醇的一種或其組合。
[0013]其中，所述增稠劑選用聚丙烯酸類、鈦酸酯偶聯(lián)劑的一種或其組合。
[0014]本發(fā)明還提供一種制備上述涂料的方法，所述的方法含有以下步驟:
[0015](1)按設定的重量百分比將去離子水、防腐劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑加入到分散機中，在500~700rpm/min的條件下分散5~lOmin,然后按設定比例加入顏/填料，以轉速為1500~2500rpm分散5~lOmin，得到水性分散體；
[0016](2)把步驟(1)得到的水性分散體加入到在500~700rpm/min的條件下攪拌的天然乳液中，再加入消泡劑和增稠劑，繼續(xù)攪拌分散5~lOmin ；
[0017](3)補水并調節(jié)粘度為90~110KU，制得防腐型天然水性涂料。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明防腐水性涂料采用主要成分為植物油和天然樹脂的天然乳液代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合成乳液制備而成，人們不用擔心原料的來源問題且可節(jié)約石油資源；另外，天然乳液中的植物油和天然樹脂在脂肪酶的作用下可生物降解，采用脂肪酶處理廢棄的天然防腐水性涂料，不會對環(huán)境造成污染，綠色環(huán)保。
【【具體實施方式】】
[0019]本發(fā)明的天然乳液中各組分及其重量百分比為:乳化劑1~2% ;植物油40~70% ;天然樹脂5~30% ;活性單體聚合物5%~30% ;水8~15%。
[0020]其中，所述植物油為大豆油、玉米油、蓖麻油、棕櫚油、椰子油、花生油、亞麻子油、向日葵油、巴西棕櫚油、棕櫚仁油、橄欖油、油桐油、葡萄籽油、杏仁油、甜杏仁油、棉油、胡桃油、麥芽油、稻谷油、堅果油、芝麻油、榛子油、可可油、腰果油的一種或其組合。所述天然樹脂為松香、天然浙青、蟲膠、天然大漆的一種或其組合。所述活性單體聚合物包括活性單體與活性單體聚合產(chǎn)物、活性單體低聚物與活性單體低聚物聚合產(chǎn)物以及活性單體與活性單體低聚物的共聚產(chǎn)物中的一種或多種。所述活性單體包括丙烯酸類單體、有機硅類單體、氟碳類單體以及可自乳化性單體的一種或多種；所述活性單體低聚物為聚氨酯類低聚物。
[0021]本發(fā)明乳液中的植物油通過活性單體聚合物進行雙鍵改性，使得制得的水性涂料的涂膜外觀、干燥性能、耐候性、黏附性都得到改善，能夠完全替代原有的合成乳液。另外本發(fā)明的乳液中還包含有天然樹脂成分，其與植物油作用，可以促進交聯(lián)反應，使得制得的涂料柔韌性和穩(wěn)定性更好。
[0022]本發(fā)明的防腐水性涂料，其各組分及其重量百分比為:水10~20%;防腐劑0.2~0.5% ;消泡劑0.1~0.5% ;分散劑0.5~0.8% ;天然乳液32~50% ;顏/填料35~45% ;潤濕劑(λ 1~(λ 3% ;增稠劑(λ 5~1%。
[0023]其中，所述防腐劑選用羧酸及其金屬鹽、磺酸的堿金屬鹽、磺酸的堿土金屬鹽、磺酸的胺鹽、多元醇的脂肪酸酯、磷酸酯、磷酸酯胺鹽、胺類化合物、雜環(huán)化合物的一種或其組合ο
[0024]其中，所述消泡劑選用低級醇、有機極性化合物、礦物油或有機硅樹脂的一種或其組合。
[0025]其中，所述分散劑選用油酸鈉、羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽，磷酸酯鹽、脂肪酸環(huán)氧乙烷的加成物、聚乙二醇衍生物、多元醇衍生物、聚乙烯亞胺衍生物的一種或其組合。
[0026]其中，所述顏/填料選用三聚磷酸鋁，云母氧化鐵，滑石粉，重鈣，氧化鋅，高嶺土，玻璃鱗片，活性鋅粉之一或其組合。
[0027]其中，所述潤濕劑選用所述潤濕劑為二辛基磺基琥珀酸鹽、二己基磺基琥珀酸鹽、二丁基磺基琥珀酸鹽、烷基萘磺酸鈉、蓖麻油硫酸化物、十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚或乙炔乙二醇的一種或其組合。
[0028]其中，所述增稠劑選用聚丙烯酸類、鈦酸酯偶聯(lián)劑的一種或其組合。
[0029]下面結合具體實施例，對本發(fā)明做進一步的說明。
[0030]在以下實施例中，防腐型水性涂料的透水性測試實驗按下述進行:在玻璃板上制定一定厚度的涂膜，在標準狀態(tài)下干燥7天，剝離下來；在250ml平口薄玻璃杯中裝200ml的水，用涂膜封閉在容器表面，用硅膠封邊，將玻璃杯放在變色硅膠的干燥器中，將干燥器放在標準恒溫室或烘箱中，測試50°C，相對濕度差為100%條件下水氣透過涂膜的情況，當水氣的透過率達到穩(wěn)定常數(shù)后，測試在50°C條件下透水率，所述透水率為厚度1mm、面積lcm2的涂膜在24h內透過水的毫克數(shù)與總水量的比值；防腐水性涂料的附著力測試按照《色漆和清漆漆膜的劃格實驗》GB/T9286-1998標準執(zhí)行，若測量結果小于等于2級，則表明其為合格品；防腐型水性涂料的PVC測試根據(jù)GB-T1725-2007色漆清漆和塑料不揮發(fā)物含量的測定》；防腐型水性涂料的防腐型水性涂料防銹性能實驗:選用3% NaCl溶液進行測試，試樣用100 μ m濕膜制備器涂刮兩層漆膜在事先準備的用砂布打磨除去表面鍍層的5X10cm鍍鋅白鐵皮板上，將樣板放置7天，然后用1: 1的松香和石蠟溶液封邊，在表面用小刀劃出呈60°角的兩道線，20天后觀察表面銹蝕情況。
[0031]實施例1
[0032]天然乳液的制備`
[0033]本實施例中天然乳液中各組分及其重量百分比為:乳化劑1% ;大豆油60% ;松香15% ;丙烯酸15% ;水9%。
[0034]本實施例中天然乳液的制備方法如下:
[0035](1)在設定比例在植物油和天然樹脂中緩慢加入設定比例的活性單體或/和活性單體的低聚物，再升溫15°C反應1小時后值制得粘度為3Pa.s的產(chǎn)物，在真空條件下脫出未反應的活性單體聚合物，即得到聚合物體系；
[0036](2)邊以800轉/分鐘的速度攪拌聚合物體系，邊緩慢加入設定比例的乳化劑；待各組分充分混合后再向其中邊以800轉/分鐘的速度邊攪拌邊緩慢加入設定比例的去離子水；
[0037](3)待去離子水添加完畢后以1800轉/分鐘攪拌混合調整乳液粘度為1.0Pa *s。
[0038]防腐水性涂料的制備
[0039]本實施例中防腐水性涂料中各組分及其重量百分比為:
[0040]水12%，
[0041]防腐劑LFM0.5%，
[0042]消泡劑F-1110.5%，
[0043]分散劑D-1300.7%，
[0044]天然乳液50%，
[0045]顏/填料鈦白粉35%，[0046]潤濕劑H-9000.3 %，
[0047]增稠劑DSX31161%。
[0048]本實施例中防腐水性涂料的制備方法如下:
[0049](1)按設定的重量百分比將去離子水、防腐劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑加入到分散機中，在500rpm/min的條件下分散lOmin,然后按設定比例加入顏/填料，以轉速為1500rpm分散lOmin，得到水性分散體； [0050](2)把步驟(1)得到的水性分散體加入到在500rpm/min的條件下攪拌的天然乳液中，再加入消泡劑和增稠劑，繼續(xù)攪拌分散lOmin ；
[0051](3)補水并調節(jié)粘度為110KU，制得防腐型天然水性涂料。
[0052]測試本實施例的天然乳液防腐水性涂料的透水性能、附著力、PVC和抗腐蝕性能，在表1中列出了測試結果。
[0053]實施例2:
[0054]天然乳液的制備
[0055]天然乳液中各組分及其重量百分比為:乳化劑2% ;蓖麻油40% ;蟲膠30% ;聚氨酯 20% ;水8%。
[0056]本實施例中天然乳液制備方法如下:
[0057](1)在設定比例在植物油和天然樹脂中緩慢加入設定比例的活性單體或/和活性單體的低聚物，再升溫20°C反應1.5小時后值制得粘度為4Pa.s的產(chǎn)物，在真空條件下脫出未反應的活性單體聚合物，即得到聚合物體系；
[0058](2)邊以1000轉/分鐘的速度攪拌聚合物體系，邊緩慢加入設定比例的乳化劑；待各組分充分混合后再向其中邊以1000轉/分鐘的速度邊攪拌邊緩慢加入設定比例的去離子水；
[0059](3)待去離子水添加完畢后以2000轉/分鐘攪拌混合調整乳液粘度為0.7Pa.s。
[0060]本實施例中天然乳液防腐水性涂料的各組分及其重量百分比為:
[0061]水15.6%，
[0062]防腐劑Α400.2%，
[0063]消泡劑ΝΧΖ0.1%，
[0064]分散劑D-1300.5%，
[0065]天然乳液42%，
[0066]顏/填料滑石粉41%，
[0067]潤濕劑H-9000.1 %，
[0068]增稠劑DSX11300.5%。
[0069]本實施例中防腐水性涂料的制備方法如下:
[0070](1)按設定的重量百分比將去離子水、防腐劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑加入到分散機中，在600rpm/min的條件下分散8min,然后按設定比例加入顏/填料，以轉速為2000rpm分散8min，得到水性分散體；
[0071](2)把步驟⑴得到的水性分散體加入到在600rpm/min的條件下攪拌的天然乳液中，再加入消泡劑和增稠劑，繼續(xù)攪拌分散8min ；
[0072](3)補水并調節(jié)粘度為100KU，制得防腐型天然水性涂料。[0073]測試本實施例的天然乳液防腐水性涂料的透水性能、附著力、PVC和抗腐蝕性能，在表1中列出了測試結果。
[0074]實施例3:
[0075]天然乳液的制備
[0076]天然乳液中各組分及其重量百分比為:乳化劑1%;玉米油70%;天然大漆9%;聚氣酷5% ;水15。
[0077]本實施例中天然乳液制備方法如下:
[0078](1)在設定比例在植物油和天然樹脂中緩慢加入設定比例的活性單體或/和活性單體的低聚物，再升溫25V反應0.5小時后值制得粘度為2Pa.s的產(chǎn)物，在真空條件下脫出未反應的活性單體聚合物，即得到聚合物體系；
[0079](2)邊以1200轉/分鐘的速度攪拌聚合物體系，邊緩慢加入設定比例的乳化劑；待各組分充分混合后再向其中邊以1200轉/分鐘的速度邊攪拌邊緩慢加入設定比例的去離子水；
[0080](3)待去離子水添加完畢后以2200轉/分鐘攪拌混合調整乳液粘度為0.5Pa.s。
[0081] 本實施例中天然乳液防腐水性涂料的各組分及其重量百分比為:
[0082]水20%，
[0083]防腐劑Α400.3%，
[0084]消泡劑ΝΧΖ0.2%，
[0085]分散劑D-1300.8%，
[0086]天然乳液33.2%，
[0087]顏/填料滑石粉45%，
[0088]潤濕劑H-9000.2 %，
[0089]增稠劑DSX11300.3%。
[0090]本實施例中防腐水性涂料的制備方法如下:
[0091](1)按設定的重量百分比將去離子水、防腐劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑加入到分散機中，在700rpm/min的條件下分散5min,然后按設定比例加入顏/填料，以轉速為1500rpm分散5min，得到水性分散體；
[0092](2)把步驟⑴得到的水性分散體加入到在700rpm/min的條件下攪拌的天然乳液中，再加入消泡劑和增稠劑，繼續(xù)攪拌分散5min ；
[0093](3)補水并調節(jié)粘度為90KU，制得防腐型天然水性涂料。
[0094]測試本實施例的天然乳液防腐水性涂料的透水性能、附著力、PVC和抗腐蝕性能，在表1中列出了測試結果。
[0095]對比例1:
[0096]本對比例中防腐水性涂料各組分及其重量百分比為:
[0097]水15.6%，
[0098]防腐劑Α400.2%，
[0099]消泡劑ΝΧΖ0.1%，
[0100]分散劑D-1300.5%，
[0101]天然乳液42%，[0102]顏/填料滑石粉41%，
[0103]潤濕劑H-9000.1 %，
[0104]增稠DSX11300.5%。
[0105]本實施例中防腐水性涂料的制備方法按常規(guī)的方法即可。
[0106]測試本實施例的天然乳液防腐水性涂料的透水性能、附著力、PVC和抗腐蝕性能，在表1中列出了測試結果。
[0107]表1
[0108]
【權利要求】
1.一種防腐水性涂料，其特征在于，所述涂料的各組分及其重量百分比為: 水10~20% ； 防腐劑0.2~0.5% ; 消泡劑0.1~0.5% ; 分散劑0.5~0.8% ; 天然乳液32~50% ； 顏/填料35~45% ； 潤濕劑0.1~0.3% ; 增稠劑0.5~1 %。
2.如權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述天然乳液中各組分及其重量百分比為: 乳化劑1~2% ; 植物油40~70% ; 天然樹脂5~30% ; 活性單體聚合物5~30% ; 水8~15%。
3.如權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述防腐劑為羧酸及其金屬鹽、磺酸的堿金屬鹽、磺酸的堿土金屬鹽、磺酸的胺鹽、多元醇的脂肪酸酯、磷酸酯、磷酸酯胺鹽、胺類化合物、雜環(huán)化合物的一種或其組合。
4.如權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述消泡劑選用低級醇、有機極性化合物、礦物油或有機娃樹脂的一種或其組合。
5.如權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述分散劑選用油酸鈉、羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽，磷酸酯鹽、脂肪酸環(huán)氧乙烷的加成物、聚乙二醇衍生物、多元醇衍生物、聚乙烯亞胺衍生物的一種或其組合。
6.如權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述顏/填料選用三聚磷酸鋁，云母氧化鐵，滑石粉，重鈣，氧化鋅，高嶺土，玻璃鱗片，活性鋅粉之一或其組合。
7.如權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述潤濕劑選用所述潤濕劑為二辛基磺基琥珀酸鹽、二己基磺基琥珀酸鹽、二丁基磺基琥珀酸鹽、烷基萘磺酸鈉、蓖麻油硫酸化物、十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂脂、油酸丁基酯硫酸化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、聚氧乙烯乙二醇烷基芳基醚或乙炔乙二醇的一種或其組合。
8.如權利要求1所述的涂料，其特征在于，所述增稠劑選用聚丙烯酸類、鈦酸酯偶聯(lián)劑的一種或其組合。
9.一種制備權利要求1-8所述任一涂料的方法，其特征在于，所述的方法含有以下步驟: (1)按設定的重量百分比將去離子水、防腐劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑加入到分散機中，在500~700rpm/min的條件下分散5~1Omin,然后按設定比例加入顏/填料，以轉速為1500~2500rpm分散5~lOmin，得到水性分散體； (2)把步驟(1)得到的水性分散體加入到在500~700rpm/min的條件下攪拌的天然乳液中，再加入消泡劑和增稠劑，繼續(xù)攪拌分散5~IOmin ； (3)補水并調節(jié)粘度為90~110KU，制得防腐型天然水性涂料。
【文檔編號】C09D191/00GK103725200SQ201210384148
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月11日 優(yōu)先權日:2012年10月11日
【發(fā)明者】王守臣, 潘鑫, 劉結生, 沈毅, 翁應全, 何唯平 申請人:深圳市海川實業(yè)股份有限公司, 深圳海川化工科技有限公司, 深圳海川新材料科技有限公司, 河源海川科技有限公司