一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料，包括：將磷酸、潤濕劑、分散劑、消泡劑、防閃銹劑及增稠劑依次加入蒸餾水中攪拌均勻得到中間料，在中間料中加入顏填料高速攪拌得到輔料，將亞麻油、順丁烯二酸酐、改性酚醛樹脂及苯丙乳液加合得到水性樹脂基料；向樹脂乳液中加入輔料攪拌均勻并過濾得到帶銹轉(zhuǎn)銹涂料。本發(fā)明的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料，環(huán)境污染小，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【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]建設(shè)生態(tài)文明，基本形成節(jié)約資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是黨的十七大報(bào)告中勾畫的我國未來五年內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。安全、環(huán)保成為各行各業(yè)追求的目標(biāo)。防腐涂料是一類有著廣泛用途的產(chǎn)品，它優(yōu)異的性能備受廣大消費(fèi)者的青睞，但是通常市面上銷售的都是溶劑型防腐涂料。這類涂料施工前要求對基材表面進(jìn)行嚴(yán)格的除銹處理；而且這類涂料以苯或者甲苯作為溶劑，在施工的過程中揮發(fā)到空氣中，不但嚴(yán)重的傷害了施工人員和消費(fèi)者的身體健康，而且嚴(yán)重的浪費(fèi)資源和污染環(huán)境。隨著我改革步伐的加快和人民生活水平的不斷提高，低檔溶劑型防腐涂料將完成它的歷史使命而退出市場，消費(fèi)者對中、高檔高性能水性防腐涂料的市場需求將會(huì)供不應(yīng)求，由此可見，開發(fā)綠色、環(huán)保的水性防腐涂料產(chǎn)品不僅可以減少污染，改善環(huán)境，而且可以節(jié)約資源，降低成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益而成為涂料工業(yè)的一種發(fā)展趨勢。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。防腐涂料總的發(fā)展趨勢是在現(xiàn)有涂料的成果基礎(chǔ)上，遵從綠色化(無公害、節(jié)省能源)、水性化、高性能及多功能化。加強(qiáng)涂料和涂裝一體化的質(zhì)量管理體系。完整的涂料技術(shù)開發(fā)、施 工和服務(wù)管理體系是獲得預(yù)期防腐目標(biāo)的基本保證。一個(gè)程序化的涂料開發(fā)和生產(chǎn)過程管理、合格的人員培訓(xùn)和認(rèn)證管理、涂裝現(xiàn)場的管理體系的建立和完善，是我國防腐涂料領(lǐng)域面臨的巨大挑戰(zhàn)。
[0003]據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(jì)，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(jì)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(huì)越來越顯示其在工業(yè)領(lǐng)域中的重要性，而且也將會(huì)不斷擴(kuò)大防腐涂料的使用范圍，也就是說，將會(huì)不斷為涂料行業(yè)開拓出新的市場。
[0004]金屬腐蝕是包含陽極反應(yīng)的電化學(xué)過程，腐蝕反應(yīng)中，金屬以離子形式進(jìn)入溶液，陽極反應(yīng)釋放電子，陰極捕獲電子發(fā)生陰極反應(yīng)，以維持溶液中離子的電中性電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的必要條件是:力學(xué)不穩(wěn)定金屬如鋼鐵；離子型電解質(zhì)導(dǎo)體，水或其它導(dǎo)電溶液，氫離子或溶解氧等電子接受體。
[0005]因此，需要控制可利用的電解質(zhì)，最好的方法是用涂膜屏蔽，或減少電子接受體如氫離子和溶解氧的濃度。既然鋼鐵的腐蝕主要是氧氣和水分以及某些離子透過高分子膜以后，改變了局部金屬表面的電化學(xué)性能，形成了原電池，電子可以在金屬和溶液中移動(dòng)所以造成鋼鐵的腐蝕。那么只要有效的阻隔氧氣和各種離子的通道，那么金屬的腐蝕就可以杜絕。
[0006]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(shí)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(jià)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(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，除銹成本也很高，同時(shí)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。
[0007]據(jù)估計(jì)，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(huì)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?huì)產(chǎn)生臭氧，低層大氣中臭氧的濃度過高又會(huì)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(huì)過量的穿透大氣層直達(dá)地球表面，直接威脅著人類健康。
[0008]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(shí)，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(jià)格過高，甚至高過一些水性漆，這將會(huì)推動(dòng)水性漆的發(fā)展。一個(gè)有力的證據(jù)就是二甲苯的價(jià)格已經(jīng)漲到了 2004年的兩倍多，同時(shí)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(dòng)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(jì)劃帶銹轉(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(shí)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(shí)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；但是產(chǎn)品因價(jià)格高昂而無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣，因此無法為社會(huì)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(gè)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(jià)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(jià)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(chǔ)罐內(nèi)外壁、污水處理設(shè)備、船舶和石油平臺(tái)的壓載水艙和貨艙、污油水艙、船舶和海上平臺(tái)的水線和底部、煤氣儲(chǔ)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(jià)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(jià)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。
[0009]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。
[0010]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(jì)算可得出表1數(shù)據(jù)。
[0011]表12007年全球船舶涂料需求量(萬噸)
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料，其特征在于，包括: 將4-6份磷酸、0.1-0.5份潤濕劑、0.1-0.3份分散劑、0.1-0.3份消泡劑、0.1-0.3份防閃銹劑、0.2-0.5份增稠劑依次加入以磷酸質(zhì)量計(jì)600-800wt%的蒸餾水中攪拌均勻得到中間料；向中間料中加入以中間料質(zhì)量計(jì)225-250wt%的顏填料并高速攪拌20-30min得到細(xì)度小于50 μ m的輔料，其中加料速度為15-20kg/min ； 以中間料質(zhì)量計(jì)將15-20wt%亞麻油、5-8wt%順丁烯二酸酐、1-2wt%改性酹醒樹脂、4-7wt%苯丙乳液混合均勻得到水性樹脂基料，混合溫度為55-65 °C，混合壓力為1.6-2.4MPa ;其中改性酚醛樹脂采用如下方法制備而成:按照體積比為1_1.2:1_1.2:1稱取濃度為92-98%的苯酚、35-40%的甲醛及24-32%的氫氧化鈉溶液，將50_57wt%氫氧化鈉溶液加入苯酚中并在40-45°C保溫15-18min，再加入60_70wt%甲醛在46-48°C保溫16-20min,然后加入剩余氫氧化鈉溶液在溫度為52_55°C保溫8-10min,然后加入剩余甲醒溶液并升溫至75-78°C保溫25-30min ;向得到的溶液中加入以苯酚質(zhì)量計(jì)0.75-lwt%的雙酚A環(huán)氧樹脂、0.15-0.35wt%的羥丙基聚二甲基硅氧烷，在90-95°C升溫回流50_55min，降溫得到改性酚醛樹脂； 以水性樹脂基料質(zhì)量計(jì)，向水性樹脂基料中加入20-25wt%的輔料攪拌均勻，其中攪拌速度為40r/min,過濾得到帶銹轉(zhuǎn)銹涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹轉(zhuǎn)銹涂料，其特征在于，在中間料中，磷酸5份，潤濕劑0.45份，分散劑0.25份，消泡劑0.2份，防閃銹劑0.3份，增稠劑0.45份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型帶銹防銹涂料，其特征在于，以中間料質(zhì)量計(jì)，由17wt%亞麻油，7wt%順丁烯二酸酐，2wt%改性酚醛樹脂，6wt%苯丙乳液混合均勻得到水性樹脂基料。
【文檔編號】C09D161/14GK103980817SQ201410153194
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15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