專利名稱：水性丙烯酸防銹漆及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油漆、涂料類，是一種水性防銹漆及其制備工藝。
目前，最常用的金屬防銹漆多是油性醇酸防銹漆，其中含有大量的二甲苯、200號(hào)溶劑油等溶劑，這些溶劑在油漆施工過程中揮發(fā)到空氣中，造成環(huán)境污染和材料浪費(fèi)。醇酸油漆的耐水、耐堿、耐候性也不理想，戶外長期使用易產(chǎn)生粉化、變色、脫落等現(xiàn)象，影響防護(hù)性和裝飾效果。為了保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、提高效益，人們進(jìn)行了水性漆的研究開發(fā)，現(xiàn)有的水基防銹漆按主體基料分類主要有聚醇酸乙烯乳膠、水溶性油、丙烯酸乳膠三大承列，聚醋酸乙烯乳膠漆可制成磷化底漆，可在銹面上涂裝，施工方便、附著力強(qiáng)，適用于多種金屬基面。其主要缺點(diǎn)是光澤低、戶外耐候性不強(qiáng)，不宜用作面漆和戶外漆，水溶性油防銹漆成本低、附著力強(qiáng)、光澤高，但因易泛黃、耐候性也不佳，不宜于制戶外用漆和淺色漆。水性丙烯酸漆以苯丙乳液為主要基料，無毒無氣味、無燃爆危險(xiǎn)，施工安全方便，干燥快，耐酸堿，耐大氣環(huán)境腐蝕，保光、保色、耐候性強(qiáng)，戶外耐久性是醇酸油漆的3倍以上。
水性丙烯酸漆在建筑內(nèi)外墻裝飾方面已得到較多應(yīng)用，但在金屬防銹方面應(yīng)用還很少。由于它以水為連續(xù)相，在乳液聚合和顏料制造過程中都會(huì)引入腐蝕性鹽類物質(zhì)，涂層內(nèi)還含有親水性的乳化劑、分散劑、增稠劑等成份。涂裝于金屬表面在干燥前易引起閃蝕，成膜后易產(chǎn)生返銹現(xiàn)象，涂層耐鹽水也不佳。一般采用加入緩蝕劑和活性顏料的方法來解決這些問題。常用緩蝕劑多為水溶性鹽，用量過多會(huì)影響漆膜耐水性和光澤。而活性顏料電離性強(qiáng)，用量過多會(huì)影響貯存穩(wěn)定性。單純以苯丙乳液為基料的水性漆在銹面上涂裝時(shí)，受乳膠粒直徑的限制，基料難以滲入銹層內(nèi)部和基材表面，易產(chǎn)生涂層附著力不良和膜下腐蝕的現(xiàn)象。丙烯酸乳膠漆是通過乳膠粒聚結(jié)機(jī)理成膜的，自然干燥達(dá)到最高強(qiáng)度有時(shí)需3周以上，在此之前漆膜耐水、耐候、耐污染性不良。解決上述問題，是推廣應(yīng)用水性丙烯酸防銹漆的技術(shù)關(guān)鍵。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有水性丙烯酸防銹漆在金屬上涂裝時(shí)易產(chǎn)生閃蝕和返銹現(xiàn)象，不適于帶銹涂裝，耐鹽水不佳，低溫成膜不良，淺色漆不對(duì)污染等問題，而研制出一種能解決上述問題的適合于多種用途的水性丙烯酸防銹漆及其制備工藝。
本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的、水性丙烯酸防銹漆由苯丙乳液、輔助基料、顏料、填料、分散劑、成膜劑、防銹劑和其它助劑，在常溫下按一定比例配制而成，其組成及重量百分比為苯丙乳液30-50，輔助基料5-15，顏料5.5-32，填料<滑石粉、輕鈣、沉淀硫酸鋇>1-15，分散劑0.5-1.5，成膜劑0.5-2.5防銹劑0.1-0.5氨水0.3-1.0，其它助劑(增稠劑、防腐劑、消泡劑等)1.2-3.5水余量。
本發(fā)明水性丙烯酸防銹漆可根據(jù)不同需要，采用不同輔助基料改變個(gè)別組份而制成底漆、面漆和底面合一漆，為改善底漆防銹性和附著力，在底漆中以水性環(huán)氧酯為輔助基料；為改善面漆成膜性，面漆以水性有機(jī)硅改性醇酸為輔助基料。
底漆組成如下氧化鐵紅15-25，或碳黑3-8，或碳黑0.5-2、鐵白5-10，或鉬鉻紅15-20，或鐵蘭15-20，或中鉻黃15-20，氧化鋅0.5-2.0，磷鋅白1.5-3.5，鋅鉻黃0.5-1.5，滑石粉1-10，輕鈣1-5，分散劑0.5-1.5，防銹劑0.1-0.5，成膜劑0.5-2.0，增稠劑1.0-3.0，防腐劑0.1-3.0，消泡劑0.1-0.2，苯丙乳液30-40，輔助基料3-10，氨水0.3-0.8，水余量。
面漆組成如下鐵紅15-20，或鉬鉻紅15-20，或中鉻黃15-20，或鐵蘭15-20，或鈦白18-25，沉淀硫酸鋇5，分散劑0.5-1.5，防銹劑0.1-0.5，成膜劑1.0-2.5，增稠劑1.0-3.0，防腐劑0.1-0.3，消泡劑0.1-0.2，苯丙乳液35-50，輔助基料5-15，氨水0.5-1.0，水余量。
底面合一漆組成如下氧化紅15-20，或碳黑3-8，或碳黑0.5-2，鐵白5-10，或鉬鉻紅15-20，或鐵蘭15-20，或中鉻黃15-20，氧化鋅0.5-2.0，磷鋅白1.5-3.5，鋅鉻黃0.5-1.5，滑石粉1-10，輕鈣1-2，分散劑0.5-1.5，防銹劑0.1-0.5，成膜劑0.5-2.0，增稠劑1.0-3.0，防腐劑0.1-0.3，消泡劑0.1-0.2，苯丙乳液30-40，水性環(huán)氧酯3-7，水性有機(jī)硅醇酸3-7，氨水0.3-0.8，水余量。
本發(fā)明水性丙烯酸防銹漆的制備方法如下將水、分散劑、顏料、填料、防銹劑、部分消泡劑加入配料罐中高速攪拌均勻，送入砂磨機(jī)，研磨至細(xì)度30-60微米，送入分散罐，向其中加入增稠劑，攪勻，加氨水，攪勻，加各種助劑攪勻，加乳液和輔助基料，攪勻，用氨水調(diào)PH值為7.5-8.5，經(jīng)過濾得成品。
輔助基料的制備a.水性環(huán)氧酯的制備配方E-20環(huán)氧樹脂15，亞麻油酸37.5，亞麻油41.5，順酐11，丁醇20，一乙醇胺8-10。
工藝亞麻油酸投入反應(yīng)釜，攪拌加熱至120-150℃，加入環(huán)氧樹脂，開動(dòng)攪拌，通入CO2，繼續(xù)升溫至240℃保持酯化，保溫1小時(shí)后開始取樣測粘度，粘度為35-50S時(shí)加入亞麻油，停止攪拌，加入順酐，開動(dòng)攪拌并快速升溫至240℃保持30分鐘，迅速降溫至120℃以下加入丁醇，攪勻，60℃以下加入一乙醇胺，調(diào)節(jié)PH值這7.5-8.5時(shí)出料。
b.水性有機(jī)硅改性醇酸樹脂的制備配比失水偏苯三甲酸15.5，鄰苯二甲酸酐37，季戊四醇26.5，豆油79.5，黃丹0.015，二甲苯5.0，有機(jī)硅低聚物20，丁醇20，一乙醇胺8-10。
工藝將豆油、季戊四醇加入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌升溫，通入二氧化碳，加熱至120℃，加黃丹，繼續(xù)升溫至230℃，保持2.5-3h，醇解完后，降溫至180℃，停止攪拌，加入失水偏苯三甲酸、鄰苯二甲酸酐，保持酯化，酸值降到80左右加入有機(jī)硅低聚物，繼續(xù)酯化至酸值為60-65時(shí)降溫，冷卻至120℃加入丁醇溶解，至60℃以下加入一乙醇胺，調(diào)節(jié)PH值為7.5-8.5，出料，所得產(chǎn)物為透明粘稠液體，可用自來水稀釋。
2、水性防銹漆的制備a.鐵紅底漆水15，鐵紅20，氧化鋅1.0，磷鋅白3.0，鋅鉻黃1.0，滑石粉2.0，輕鈣1.0，分散劑1.0，防銹劑0.5，成膜劑1.5，增稠劑3.0，苯丙乳液35，水性環(huán)氧酯5，防腐劑0.2，消泡劑TBP0.2，氨水適量，水余量。工藝為配料--高剪切混合乳化機(jī)分散--砂磨機(jī)研磨--高速攪拌分散--過濾--包裝。
b.桔黃底面合一漆配方水15，氧化鋅1.0，鉬鉻紅5，中鉻黃15，滑石粉2，輕鈣1，分散劑1.0，防銹劑0.5，乳液40，水性環(huán)氧5，水性有機(jī)硅酸5，防腐劑0.2，增稠劑3.0成膜劑1.8，消泡劑0.2，氨水適量，水余量。工藝同上。
c.中灰底面合一漆配方水15，碳黑2，鐵白粉10，滑石粉7，鋅黃1.0磷鋅白3.0，氧化鋅1.0輕鈣1.0，防銹劑0.5，分散劑1.0，增稠劑3.0，苯丙乳液40，水性環(huán)氧酯5.水性有機(jī)硅醇酸5，防腐劑0.2，成膜劑1.8，消泡劑0.2，氨水適量，水余量。工藝同上。
d.天藍(lán)底面合一漆配方水15，鈦白10，鐵蘭10，氧化鋅1.0，磷鋅白3.0，輕鈣1.0，防銹劑0.5，分散劑1.0增稠劑3.0，苯丙乳液40，水性環(huán)氧酯5，水性有機(jī)硅醇酸5，防腐劑0.2，成膜劑1.8，消泡劑0.2，氨水適量，水余量。工藝同上。
e.白色面漆配方鈦白20，沉淀硫酸鋇2，分散劑1.0，防銹劑0.3，成膜劑1.8，增稠劑3.0，苯丙乳液40，水性有機(jī)硅醇酸10，防腐劑0.2，消泡劑0.2，氨水適量，水余量。工藝同上。
本發(fā)明的底漆以水性環(huán)氧酯為輔助基料，成膜后形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較好的防水和防滲透性，其中的植物油、植物油酸及其順酐加成物可以滲透到金屬基材表面和銹層內(nèi)部發(fā)生吸附、絡(luò)合、轉(zhuǎn)化等作用。防銹顏料也可與基材及銹層發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定致密的雜多酸鹽。以上作用使銹層得以穩(wěn)定，銹蝕難以發(fā)展，有效地防止了閃蝕和返銹現(xiàn)象，大大提高了耐鹽水性。
本發(fā)明的面漆以水性有機(jī)硅醇酸樹脂為輔輔助基料，它對(duì)于縮短成膜時(shí)間，提高膜面光澤、改善耐污染性發(fā)揮了顯著的作用。有關(guān)產(chǎn)品性能指標(biāo)舉例如下1、鐵紅底漆經(jīng)山東省涂料檢測中心檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)超過醇酸防銹漆國家標(biāo)準(zhǔn)，見表1
表1
2、各色底面合一漆經(jīng)檢測各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，見表2
表2
注檢測方法同表1。
3、白色面漆經(jīng)檢測各項(xiàng)指標(biāo)符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，見表3
表3<
>注檢測方法同表1。
權(quán)利要求
1.水性丙烯酸防銹漆由苯丙乳液、輔助基料、顏料、填料、分散劑、成膜劑、防銹劑和其它助劑，在常溫下按一定比例配制而成，其特征在于其組成百分比為苯丙乳液30-50，輔助基料5-15，顏料5.5-32，填料(滑石粉、輕鈣、沉淀硫酸鋇)1-15，分散劑0.1-1.5，成膜劑0.5-2.5，防銹劑0.1-0.5，氨水0.3-1.0，其它助劑(增稠劑、防腐劑、消泡劑等)1.2-3.5，水余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防銹漆，其特征在于防銹底漆的組成及百分比為氧化鐵紅15-25，或碳黑3-8，或碳黑0.5-2、鈦白5-10，或鉬鉻紅15-20，或鐵蘭15-20，或中鉻黃15-20，氧化鋅0.5-2.0，磷鋅白1.5-3.5，鋅鉻黃0.5-1.5，滑石粉1-10，輕鈣1-5，分散劑0.5-1.5，防銹劑0.1-0.5，成膜劑0.5-2.0，增稠劑1.0-3.0，防腐劑0.1-0.3，消泡劑0.1-0.2，苯丙乳液30-40，輔助基料3-10，氨水0.3-0.8，水余量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防銹漆，其特征在于防銹面漆的組成及百分比為鐵紅15-20，或鉬鉻紅15-20，或中鉻黃15-20，或鐵蘭15-20，或鈦白18-25，沉淀硫酸鋇1-5，分散劑0.5-1.5，防銹劑0.1-0.5，成膜劑1.0-2.5，增稠劑1.0-3.0，防腐劑0.1-0.3，消泡劑0.1-0.2，苯丙乳液35-50，輔助基料5-15，氨水0.5-1.0，水余量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防銹漆，其特征在于底面合一漆的組成及百分比為氧化鐵紅15-20，或碳黑3-8，或碳黑0.5-2、鈦白5-10，或鉬鉻紅15-20，或鐵蘭15-20，或中鉻黃15-20，氧化鋅0.5-2.0，磷鋅白1.5-3.5，鋅鉻黃0.5-1.5，滑石粉1-10，輕鈣1-2，分散劑0.5-1.5，防銹劑0.1-0.5，成膜劑0.5-2.0，增稠劑1.0-3.0，防腐劑0.1-0.3，消泡劑0.1-0.2，苯丙乳液30-40，水性環(huán)氧酯3-7，水性有機(jī)硅醇酸3-7，氨水0.3-0.8，水余量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防銹漆，其特征在于所述的輔助基料是水性環(huán)氧酯和/或水性有機(jī)硅改性醇酸樹脂。
6.權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸防銹漆的制備工藝是將水、分散劑、顏料、填料、防銹劑、部分消泡劑加入配料罐中高速攪拌均勻，送入砂磨機(jī)，研磨至細(xì)度30-60微米，送入分散罐，向其中加入增稠劑，攪勻，加氨水，攪勻，加各種助劑，攪勻加乳液和輔助基料攪勻，用氨水調(diào)PH值為7.5-8.5，過濾得成品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5、所述的水性丙烯酸防銹漆，其特、征在于水性環(huán)氧脂的制備工藝為配方E-20環(huán)氧樹脂15，亞麻油酸37.5，亞麻油41.5，順酐11，丁醇20，一乙醇胺8-10。工藝亞麻油酸投入反應(yīng)釜，攪拌加熱至120-150℃，加入環(huán)氧樹脂，通入二氧化碳，繼續(xù)升溫至240℃保持酯化，保溫1小時(shí)后開始取樣測粘度，粘度為35-50S時(shí)，加入亞麻油，攪勻，停止攪拌，加入順酐，開動(dòng)攪拌并快速升溫至240℃保持30分鐘，迅速降溫至120℃，加入丁醇攪勻，60℃以下加入一乙醇胺，調(diào)節(jié)PH值為7.5-8.5，出料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、5、所述的水性丙烯酸防銹漆，其特征在于水性有機(jī)硅醇酸的制備工藝為配方失水偏苯三甲酸15.5，鄰苯二甲酸酐37，季戊四醇26.5，豆油70.5，黃丹0.015，二甲苯5.0，有機(jī)硅低聚物20，丁醇20，一乙醇胺8-10。工藝將豆油、季戊四醇加入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌升溫，通入二氧化碳，加熱至120℃，加黃丹，繼續(xù)升溫至230℃，保持2.5-3h，醇解完后，降溫至180℃，停止攪拌，加入失水偏苯三甲酸、鄰苯二甲酸酐，保持酯化，酸值降到80左右加入有機(jī)硅低聚物物繼續(xù)酯化至酸值為60-65時(shí)降溫，至120℃加入丁醇溶解，至60℃以下加入一乙醇胺，調(diào)節(jié)PH值為7.5-8.5出料。
全文摘要
水性丙烯酸防銹漆及其制備工藝，產(chǎn)品是由苯丙乳液、輔助基料、顏料、填料、助劑經(jīng)混合、研磨、分散、過濾等工序加工而成，無毒、無污染、無燃爆危險(xiǎn)，貯運(yùn)、施工安全方便。底漆無閃蝕和返銹現(xiàn)象，可帶銹涂裝；面漆光澤高，耐候、耐污染。適用于各種金屬材料的防銹、建筑物和家具的裝飾與保護(hù)。
文檔編號(hào)C09D5/08GK1125752SQ94114250
公開日1996年7月3日 申請(qǐng)日期1994年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月26日
發(fā)明者侯配民, 徐尉, 孫良, 陳剛 申請(qǐng)人:費(fèi)縣普利機(jī)械有限公司