專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)毒防銹涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于金屬表面防銹的含有成膜樹(shù)脂、防銹顏料、體質(zhì)填料組分的無(wú)毒防銹涂料。
工業(yè)上廣泛使用的防銹涂料，其防銹顏料組分通常為紅丹、鉛粉、以及鋅、鉛、鋇的鉻酸鹽類(lèi)。這些顏料都有很強(qiáng)的毒性，在涂料的生產(chǎn)和使用過(guò)程中會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，損害生產(chǎn)與施工操作人員的身體健康，因此許多國(guó)家已通過(guò)立法禁止使用含有紅丹、鉛粉等為防銹顏料組分的涂料生產(chǎn)和使用。社會(huì)的發(fā)展向涂料技術(shù)領(lǐng)域提出了要盡快開(kāi)發(fā)出防銹效果好，且無(wú)毒或低毒的環(huán)保型防銹涂料。人們?cè)趯で笮滦头冷P涂料的探索中，先后開(kāi)發(fā)出了以磷酸鋅、磷酸鋁、鉬酸鋅、硼酸鈣等防銹顏料組分的防銹涂料。這些涂料具有毒性低的特點(diǎn)，但防銹效果不好，成膜樹(shù)脂的展色和穩(wěn)定性也欠佳(見(jiàn)《涂料工業(yè)》1989年第三期，“無(wú)毒或低毒顏料的現(xiàn)狀和發(fā)展”，栗亞?wèn)|，裴曉春)。
美國(guó)專(zhuān)利US4,740,393說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了一種新的防銹顏料-亞磷酸氫鈣。它是一種無(wú)毒、還原性的優(yōu)質(zhì)防銹顏料，用它調(diào)制成的防銹涂料不但防銹效果好，而且無(wú)毒、色白、穩(wěn)定、分散性好、附著力強(qiáng)、耐候性好。。但文獻(xiàn)沒(méi)有披露防銹涂料的配方和調(diào)制方法。另外，1991年出版的日本公開(kāi)特許公報(bào)(A)平3-285808號(hào)專(zhuān)利文件公開(kāi)了一種“片狀亞磷酸氫鈣結(jié)晶制造方法及含有片狀亞磷酸氫鈣的防銹顏料”，中國(guó)出版物《無(wú)機(jī)鹽工業(yè)》1997年第6期也公開(kāi)了一種用“萃取法從亞磷酸泥中制取亞磷酸氫鈣的工藝”。這兩篇文獻(xiàn)同樣只公開(kāi)了亞磷酸氫鈣及其制造工藝，沒(méi)有具體披露含有亞磷酸氫鈣組分的防銹涂料生產(chǎn)配方。
本發(fā)明的目的是向人們公開(kāi)一種防銹效果好，無(wú)毒，且展色性、穩(wěn)定性、分散性、耐候性、附著力和性?xún)r(jià)比均好的防銹涂料。
針對(duì)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所揭示的涂料以亞磷酸氫鈣為防銹顏料，其所含組分和各組分重量占涂料總重量的百分比如下成膜物質(zhì)30～70％亞磷酸氫鈣5～50％體質(zhì)填料 10～50％溶劑 1.0～10.0％助劑 0.01～3.00％。
為了便于更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，還可加入輔助防銹顏料。輔助防銹顏料為無(wú)毒磷酸鹽類(lèi)。涂料各組分的重量占涂料總重量的百分比為成膜物質(zhì)30～70％亞磷酸氫鈣5～50％無(wú)毒磷酸鹽5～50％體質(zhì)填料 10～50％溶劑 1.0～10.00％助劑 0.01～3.00％。
成膜物質(zhì)可選各種樹(shù)脂，如松香樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、過(guò)氯乙烯樹(shù)脂、聚醋酸乙烯樹(shù)脂、聚乙烯醇縮醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂等。亞磷酸氫鈣為本發(fā)明的主防銹顏料，可單獨(dú)使用。本組分優(yōu)先選擇的重量百分比范圍為10～40％。
無(wú)毒磷酸鹽為本發(fā)明的輔助防銹顏料，與主防銹顏料亞磷酸氫鈣配合使用，可以產(chǎn)生比單獨(dú)使用亞磷酸氫鈣或無(wú)毒磷酸鹽都為更好的復(fù)合防銹效果，提高了涂料的防銹能力，同時(shí)還可以提高涂料的性?xún)r(jià)比。無(wú)毒磷酸鹽可選擇磷酸鋁、磷酸鈣、磷酸鋅、磷酸鐵、三聚磷酸二氫鋁、磷酸鎂等當(dāng)中的一種或多種。本組分優(yōu)先選擇的重量百分比范圍為10～30％。
體質(zhì)填料是為了降低涂料的生產(chǎn)成本，提高涂料的性?xún)r(jià)比。本發(fā)明使用的體質(zhì)填料可以選擇滑石粉、硫酸鋇、鈦白粉、鐵紅、云母氧化鐵、立德粉等當(dāng)中的一種或多種。本組分優(yōu)先選擇的重量百分比范圍為15～35％。
本發(fā)明所使用的溶劑可以選擇甲乙酮、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、正丁醇、正丙醇、異丙醇、丙酮、松節(jié)油、松香水、二氯乙烷和溶劑汽油等作為溶劑。本組分優(yōu)先選擇的重量百分比范圍為2.0～7.0％。
本發(fā)明所使用的助劑可以選擇環(huán)烷類(lèi)助劑，如環(huán)烷酸鈣、環(huán)烷酸鉛、環(huán)烷酸鈷、環(huán)烷酸錳等；胺類(lèi)助劑，如己二胺聚酰胺、三乙醇胺、間苯胺等；酸酐類(lèi)助劑，如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫苯酸酐等；以及苯磺酰氯、對(duì)甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、石油磺酸等。上述助劑可以選擇其中的一種或多種組合作為本發(fā)明涂料的助劑。助劑主要是用以增強(qiáng)涂料的涂膜性能。助劑組分優(yōu)先選擇的重量百分比范圍為0.10～2.20％。
附表1是本發(fā)明的亞磷酸氫鈣防銹涂料(CAP防銹涂料)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)量方法進(jìn)行實(shí)測(cè)所測(cè)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)，以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。由附表1可以看出，本發(fā)明的CAP防銹涂料各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，特別是其中遮蓋力、附著力、柔韌性、耐鹽水性和耐沖擊性都優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
附表2是用本發(fā)明的亞磷酸氫鈣防銹涂料與傳統(tǒng)防銹涂料進(jìn)行防銹試驗(yàn)的結(jié)果。表2中試驗(yàn)結(jié)果是按以下方法進(jìn)行的將本發(fā)明的防銹涂料與以紅丹、鋅鉻黃、三聚磷酸二氫鋁、氧化鋅、磷酸鋅等作為防銹顏料分別調(diào)制成的涂料，分別均勻地涂刷在馬口鐵樣板上，在室溫條件下自然干燥一天后，涂刷第二遍，自然干燥七天后，用松香石蠟封邊。將制作好的樣板浸泡在3％NaCl溶液中，浸泡11天后，取出觀察起泡情況。由附表2可以看出，在上述相同的試驗(yàn)條件下，涂刷本發(fā)明防銹涂料的樣板無(wú)起泡現(xiàn)象，無(wú)銹點(diǎn)，與以紅丹為防銹顏料的涂料相當(dāng)，而優(yōu)于以鋅鉻黃為防銹顏料的涂料，更優(yōu)于以三聚磷酸二氫鋁、氫化鋅、磷酸鋅等為防銹顏料調(diào)制成的涂料，其中醇酸樹(shù)脂清漆防銹效果最差。
附表3是用本發(fā)明的防銹涂料和幾種常用的防銹涂料進(jìn)行耐鹽水性能試驗(yàn)的結(jié)果。試驗(yàn)方法如下將本發(fā)明的涂料與以紅丹、鋅鉻黃、三聚磷酸二氫鋁、磷酸鋅為防銹顏料分別調(diào)制成的防銹涂料，以相同的方式制作試驗(yàn)樣板，并在相同的試驗(yàn)條件下將試驗(yàn)樣板放入3％NaCl溶液中浸泡，。觀察各試驗(yàn)樣板的起泡的時(shí)間，從而比較它們的防銹效果。試驗(yàn)的結(jié)果，用本發(fā)明的涂料制成的涂層樣板起泡時(shí)間為264小時(shí)，與紅丹防銹涂料的涂層樣板起泡時(shí)間相同。鋅鉻黃防銹涂料的涂層樣板起泡時(shí)間為240小時(shí)，鋁鋅防銹涂料的涂層樣板起泡時(shí)間為168小時(shí)，磷酸鋅防銹涂料樣板起泡時(shí)間為120小時(shí)。
上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的防銹涂料較之以紅丹、鋅鉻黃等為防銹顏料調(diào)制成的毒性很大的傳統(tǒng)防銹涂料，其防銹效果與紅丹防銹涂料相當(dāng)，而優(yōu)于鋅鉻黃防銹涂料；與以磷酸鋅、三聚磷酸二氫鋁及氧化鋅為防銹顏料調(diào)制成的防銹涂料相比，其防銹效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于這些防銹涂料。本發(fā)明制得的亞磷酸氫鈣防銹涂料不僅無(wú)毒、防銹效果好，而且具有良好的耐候性、遮蓋力和很強(qiáng)的附著力。特別將亞磷酸氫鈣與無(wú)毒磷酸鹽配合使用作為防銹顏料組分，能使涂料產(chǎn)生復(fù)合防銹作用，防銹效果更好，同時(shí)又提高了涂料的性?xún)r(jià)比。本發(fā)明的防銹涂料是一種環(huán)保型的涂料，其推廣應(yīng)用有利于環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)施工人員的身體健康。本發(fā)明多方面的優(yōu)越性能，使之完全可以取代現(xiàn)有技術(shù)的防銹涂料。
本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)亞磷酸氫鈣防銹涂料進(jìn)行了長(zhǎng)期深入的研究，不僅研究出了性能優(yōu)異的防銹涂料的生產(chǎn)方法，還清楚地研究了亞磷酸氫鈣防銹涂料的防銹機(jī)理。發(fā)明人通過(guò)電化學(xué)極化曲線、腐蝕電位自然時(shí)效變化分析、能譜分析、X射線衍射分析和掃描電鏡等先進(jìn)研究分析測(cè)試手段證明了亞磷酸氫鈣在涂層中是一種陰極緩蝕劑，可阻止金屬表面的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，且水化產(chǎn)物可增強(qiáng)涂層的屏蔽效應(yīng)。
以下面給出本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例1環(huán)氧樹(shù)脂 45％亞磷酸氫鈣10％磷酸鋅25％滑石粉15％三乙醇胺 0.8％二甲苯二丁醇(7＝3)4％。各組分的百分比為重量百分比，即各組分的重量占總重量的百分比。實(shí)施例2醇酸樹(shù)脂 40％亞磷酸氫鈣 30％磷酸鈣 15％硫酸鋇 10％環(huán)烷酸鈷 0.9％200#溶劑汽油 4.1％。各組分的百分比為重量百分比，即各組分的重量占總重量的百分比。實(shí)施例3酚醛樹(shù)脂51％亞磷酸氫鈣 18％三聚磷酸氫鋁10％鐵紅15％環(huán)烷酸鈷1.0％200#溶劑汽油 5％。各組分的百分比為重量百分比，即各組分的重量占總重量的百分比。
附表1
<p>附表2<
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權(quán)利要求
1.一種無(wú)毒防銹涂料，組分主要含有成膜物質(zhì)、防銹顏料、體質(zhì)填料、助劑和溶劑，其特征是防銹顏料為亞磷酸氫鈣，各組分重量百分比為成膜物質(zhì)30～70％亞磷酸氫鈣5～50％體質(zhì)填料 10～50％溶劑 1.0～10.0％助劑 0.01～3.00％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)毒防銹涂料，其特征是還含有輔助防銹顏料無(wú)毒磷酸鹽，各組分的重量百分比為成膜物質(zhì)30～70％亞磷酸氫鈣5～50％無(wú)毒磷酸鹽5～50％體質(zhì)填料 10～50％溶劑 1.0～10.0％助劑 0.01～3.00％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)毒防銹涂料，其特征是亞磷酸氫鈣組分推薦重量百分比為10～40％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)毒防銹涂料，其特征是輔助防銹顏料無(wú)毒磷酸鹽組分推薦重量百分比為10～30％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)毒防銹涂料，其特征是體質(zhì)填料組分推薦重量百分比為15～35％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)毒防銹涂料，其特征是助劑組分推薦重量百分比為0.10～2.20％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)毒防銹涂料，其特征是溶劑組分推薦重量百分比為2.0～7.0％。
全文摘要
本發(fā)明是一種無(wú)毒防銹涂料,用于防止金屬表面銹蝕,其組分包括成膜物質(zhì)、主防銹顏料亞磷酸氫鈣、輔助防銹顏料無(wú)毒磷酸鹽、體質(zhì)填料、溶劑和助劑。本發(fā)明的涂料與已有的防銹涂料相比,其防銹效果與傳統(tǒng)的毒性很強(qiáng)的紅丹防銹涂料相當(dāng),而優(yōu)于鋅鉻黃防銹涂料,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)毒或低毒的防銹涂料。本發(fā)明的涂料不僅無(wú)毒、防銹效果好,還具有良好的耐候性、遮蓋力和很強(qiáng)的附著力,是現(xiàn)有防銹涂料的理想替代品。
文檔編號(hào)C09D5/08GK1260367SQ9911460
公開(kāi)日2000年7月19日 申請(qǐng)日期1999年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月8日
發(fā)明者涂敏端, 陳嘉甫, 黨潔修, 駱彩萍, 郭立軍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)