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高性能水性工業(yè)防腐涂料配方

文章出處：網(wǎng)責任編輯：作者：人氣：-發(fā)表時間：2023-11-09 15:53:00

本發(fā)明提供了一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，包括以下重量份的組份：環(huán)氧酯樹脂35～50；丙烯酸乳液7～9；助溶劑4～6；顏填料25～35；防銹顏料8～16；防沉劑0.1～0.5；分散劑0.1～0.5；消泡劑0.1～0.5；催干劑0.2～1.0；流平劑0.1～0.5；乳化水15～25。該高性能水性工業(yè)防腐涂料固體含量高、揮發(fā)性有機化合物VOC低、對環(huán)境污染小、附著力好、重涂性優(yōu)異、耐化學品性、耐水性及耐鹽霧性好；本發(fā)明通過對設計特殊的環(huán)氧酯樹脂，優(yōu)選耐候顏料、防銹顏料，使漆膜的豐滿度、附著力、耐鹽霧、耐化學品性等綜合性能更加優(yōu)異，特別是耐鹽霧性較現(xiàn)有環(huán)氧酯樹脂大大提高。

一種高性能水性工業(yè)防腐涂料及制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，特別涉及一種高性能水性工業(yè)防腐涂料及制備方法。

背景技術(shù)

防腐涂料，一般分為常規(guī)防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一種涂料。常規(guī)防腐涂料是在一般條件下，對金屬等起到防腐蝕的作用，保護有色金屬使用的壽命；重防腐涂料是指相對常規(guī)防腐涂料而言，能在相對苛刻腐蝕環(huán)境里應用，并具有能達到比常規(guī)防腐涂料更長保護期的一類防腐涂料。

現(xiàn)有防腐涂料通常采用環(huán)氧酯生產(chǎn)，能夠滿足鋼結(jié)構(gòu)、汽車零部件表面的涂裝與防護要求；然而，其漆膜干燥慢，配套面漆時容易咬底，且其以有機溶劑為稀釋劑，VOC含量高，環(huán)境污染嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種理化性能優(yōu)異的環(huán)氧酯樹脂、加入乳化劑制備的高性能水性工業(yè)防腐涂料，主要應用于環(huán)保要求高、低VOC、低重金屬、耐鹽霧性要求高的鋼結(jié)構(gòu)、汽車輪轂、底盤等零部件及化工防腐蝕用的電機、電器、儀表等外殼的涂裝防腐保護，而且重涂性優(yōu)異。

本發(fā)明提供的一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，包括以下重量份的組份：

作為改進，上述環(huán)氧酯樹脂的質(zhì)量固體濃度為55±1％，包括以下重量份的組份：

作為另一種改進，上述環(huán)氧樹脂包括E-20、E-12或E-06，其分子量依次為900、1400、2900。

作為另一種改進，所述浮化水的質(zhì)量固體濃度為2±0.1％，包括以下重量份的組份：

乳化劑BTCL 20；

去離子水 980。

作為另一種改進，所述顏填料為金紅石型鈦白、氧化鐵紅、沉淀硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣中的一種或幾種；所述防銹顏料為磷酸鋅、三聚磷酸鋁、氧化鋅、中的一種或幾種；所述分散劑為BYK190；所述消泡劑為TEGO902W；所述催干劑為GX-569；流平劑為BYK333；所述溶劑是BCS、異丙醇中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供了上述高性能水性工業(yè)防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

(1)環(huán)氧酯樹脂攪拌下加入配方量5-7％的溶劑攪拌均勻，再加入防沉劑，高速分散；

(2)再加入分散劑、顏填料、防銹顏料，高速分散，得漿料；

(3)將漿料研磨，細度達到50μm后打入制漆罐，加入催干劑、流平劑及助劑，攪拌，即得。

步驟(1)中，高速分散攪拌速度為800～1200r/min，高速分散時間為5-15min；步驟(2)中，高速分散攪拌速度為800～1200r/min，高速分散時間為15-25min；步驟(3)中，攪拌速度為800～1200r/min，攪拌時間為25-35min。

其中，所述環(huán)氧酯樹脂由以下方法制得：

(1)在惰性氣氛下，高碘豆油酸升溫至140-160℃，加入E-20環(huán)氧樹脂、松香、氧化鋅，再加入溶劑；

(2)繼續(xù)升溫，升溫速率為3-4h升至235-240℃，保溫反應；監(jiān)控酸值和粘度；

(3)當酸值≤12mgKOH/g、粘度達6-10S/格氏*25℃時，降溫，降溫速率為1-2h降溫至170-180℃；

(4)中控合格后，立即降溫，約用1-2h將溫度降至180℃以下，緩慢兌入兌希二甲苯，待溫度降至150℃時，將樹脂打入兌希釜，調(diào)整固含、粘度，均合格后方可壓濾包裝)，即得。

其中，上述助劑由以下方法制得：去離子水在1800～2500r/min的攪拌下，加入乳化劑BTCL，繼續(xù)攪拌20-40min，即得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

本發(fā)明制得的高性能水性工業(yè)防腐涂料固體含量高、揮發(fā)性有機化合物(VOC)低、對環(huán)境污染小、附著力好、重涂性優(yōu)異、耐化學品性、耐水性及耐鹽霧性好；本發(fā)明通過對設計特殊的環(huán)氧酯樹脂和乳化劑BTCL，優(yōu)選耐候顏料、防銹顏料，使漆膜的豐滿度、附著力、耐鹽霧、耐化學品性等綜合性能更加優(yōu)異，特別是耐鹽霧性較現(xiàn)有環(huán)氧酯樹脂大大提高(本發(fā)明高性能水性業(yè)防腐涂料耐鹽霧性≥400h)。本發(fā)明產(chǎn)品能夠滿足鋼結(jié)構(gòu)、工程機械及汽車輪轂、減震器、底盤等零部件防腐保護的涂裝要求，其最大特點就是重涂性優(yōu)異，可以重涂除烤漆之外的所有面漆。

具體而言，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下突出的優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明提供的環(huán)氧酯樹脂是由高碘油酸與環(huán)氧樹脂的部分酯化制得，仍保留環(huán)氧樹脂的特性。

市售的環(huán)氧酯樹脂品種較少，用其制備的工業(yè)防腐漆性能較差，表干、重涂性較差，硬度、耐鹽霧及耐化學介質(zhì)性不能達到指標要求。

而本發(fā)明提供的環(huán)氧酯樹脂為專門設計的改性環(huán)氧酯樹脂，可由不同品種的脂肪酸以及不同的配比與環(huán)氧樹脂反應制得，其酯化程度(脂肪酸當量數(shù))為0.6～0.8，因而漆膜性能是多樣的；適宜酯化的環(huán)氧樹脂有E-20、E-12、E-06，其分子量為900、1400、2900，環(huán)氧樹脂的分子量大，其酯化物的耐化學品性能強。本發(fā)明通過選擇并確定脂肪酸的品種和配比、優(yōu)化配方和工藝、控制酯化程度，以滿足工業(yè)防腐漆的耐鹽霧性和其它理化性能要求。

該環(huán)氧酯樹脂具有優(yōu)良的附著力、柔韌性、耐水性、耐濕熱性、耐化學品及耐鹽霧性能、自干性施工方便等特性；主要應用于環(huán)保要求高、低VOC、低重金屬、耐鹽霧性≥300h以上的鋼結(jié)構(gòu)、汽車輪轂、底盤等零部件及化工防腐蝕用的電機、電器、儀表等外殼的涂裝防腐保護。

(2)本發(fā)明使用的乳化劑BTCL性能優(yōu)異。

本發(fā)明使用的乳化劑BTCL與傳統(tǒng)乳化劑OP-10區(qū)別：

OP-10的分子結(jié)構(gòu)：

而本發(fā)明乳化劑BTCL的分子結(jié)構(gòu)：所需要說明的是本發(fā)明考慮到樹脂的多分散性，使用了兩種聚乙二醇作為親水基團，結(jié)構(gòu)如下：

由于樹脂的不均一性，乳化劑用了兩種聚乙二醇進行酯化，得到的乳化劑能夠很好將環(huán)氧酯樹脂乳化，OP-10乳化劑也能夠起到乳化劑的作用，但是乳化后的油漆狀態(tài)遠不如本發(fā)明的乳化劑BTCL。在同樣的剪切力的作用下，使用OP-10乳化劑的油漆4h就明顯分水，而用乳化劑BTCL 10h后狀態(tài)無明顯變化。從成漆的成膜性能上來看，用OP-10乳化劑的成漆漆膜干燥明顯變慢，干燥后的漆膜硬度、耐水性都有不同程度的下降；用本發(fā)明制備的乳化劑BTCL的成漆漆膜干燥沒有明顯變化，干燥后漆膜硬度、耐水性等方面沒有降低反而還有提高。

(3)根據(jù)相似相溶的原理，要使乳化劑對環(huán)氧酯樹脂的乳化能力較好，那么對環(huán)氧酯樹脂的聚合度有較高的要求，聚合度太大即分子量太大乳化劑對其乳化能力明顯下降，易分水。若分子量太低一是對成漆的防腐性能有較大的影響，二是分子量太低乳化性能會下降，同時比較容易分水。本發(fā)明所做的環(huán)氧酯樹脂與乳化劑BTCL分子量相當或略微大于乳化劑的分子量，而且兩者在結(jié)構(gòu)上也有一定的相似之處。故而能夠較好的使環(huán)氧酯樹脂乳化，又由于乳化劑BTCL可以參與環(huán)氧酯的氧化交聯(lián)，不僅不會降低環(huán)氧酯的防腐性能，反而還有相應的提高。

具體實施方式

為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明了，所述實施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應視為對本發(fā)明的具體限制。

如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可以通過市售得到。

其中，本發(fā)明使用的防沉劑、分散劑、消泡劑、流平劑購自畢克等公司。

本發(fā)明使用的乳化劑BTCL的制備方法如下：

1、將摩爾比為1：1的腰果酚與順酐在160-170℃下反應，當酸值達到120-125mgKOH/g即為反應終點，制得本發(fā)明所需要的腰果酚順酐的一元酸單酯；

2、將腰果酚順酐的一元酸單酯與聚乙二醇的摩爾比為1:1.1的物料投入反應釜中，加入物料量的0.2％的濃硫酸作為反應的催化劑，在200-220℃回流酯化3h，即酸值≤1mgKOH為合格。

3、中控合格后將溫度降至180℃以下，抽真空，將回流用的二甲苯抽出，即得本發(fā)明的乳化劑BTCL。

乳化劑BTCL的具體的配方如下：

腰果酚順酐的一元酸單酯的配方如下：

乳化劑BTCL的配方如下：

實施例1

一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，配方如下(重量份)：

其中，所述環(huán)氧酯樹脂的質(zhì)量固體濃度為55％，包括以下重量份的組份：

其中，所述浮化液的質(zhì)量固體濃度為2±0.1％，包括以下重量份的組份：

乳化劑BTCL 20；

去離子水 980；

制備方法如下：

(1)環(huán)氧酯樹脂攪拌下加入配方量5-7％的溶劑攪拌均勻，再加入防沉劑，1000r/min高速分散10min；

(2)再加入分散劑、顏填料、防銹顏料，1000r/min高速分散20min，得漿料；

(3)將漿料研磨，細度達到50μm后打入制漆罐，加入催干劑、流平劑及助劑，在1000r/min下攪拌30min，即得。

其中，所述環(huán)氧酯樹脂由以下方法制得：

(1)在惰性氣氛下，高碘豆油酸升溫至150℃，加入E-20環(huán)氧樹脂、松香、氧化鋅，再加入溶劑；

(2)繼續(xù)升溫，升溫速率為3.5h升至235℃，保溫反應；監(jiān)控酸值和粘度；

(3)當酸值≤12mgKOH/g、粘度達6-10S/格氏*25℃時，降溫，降溫速率為1-2h降溫至170-180℃；

(4)中控合格后，立即降溫，約用1.5h將溫度降至180℃以下，緩慢兌入兌希二甲苯，待溫度降至150℃時，將樹脂打入兌希釜，調(diào)整固含、粘度，均合格后方可壓濾包裝)，即得。

浮化液由以下方法制得：

去離子水在2100r/min的攪拌下，加入乳化劑BTCL，繼續(xù)攪拌30min，即得。

實施例2

一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，配方如下(重量份)：

其中，所述環(huán)氧酯樹脂的質(zhì)量固體濃度為56％，包括以下重量份的組份：

其中，所述浮化液的質(zhì)量固體濃度為2±0.1％，包括以下重量份的組份：

乳化劑BTCL 20；

去離子水 980。

制備方法如下：

(1)環(huán)氧酯樹脂攪拌下加入配方量5-7％的溶劑攪拌均勻，再加入防沉劑，800r/min高速分散15min；

(2)再加入分散劑、顏填料、防銹顏料，800r/min高速分散15min，得漿料；

(3)將漿料研磨，細度達到50μm后打入制漆罐，加入催干劑、流平劑及助劑，在800r/min下攪拌35min，即得。

其中，上述環(huán)氧酯樹脂和浮化液的制備方法同于實施例1。

實施例3

一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，配方如下(重量份)：

其中，所述環(huán)氧酯樹脂的質(zhì)量固體濃度為54％，包括以下重量份的組份：

其中，所述浮化液的質(zhì)量固體濃度為2±0.1％，包括以下重量份的組份：

乳化劑BTCL 20；

去離子水 980。

制備方法如下：

(1)環(huán)氧酯樹脂攪拌下加入配方量5-7％的溶劑攪拌均勻，再加入防沉劑，1200r/min高速分散5min；

(2)再加入分散劑、顏填料、防銹顏料，1200r/min高速分散25min，得漿料；

(3)將漿料研磨，細度達到50μm后打入制漆罐，加入催干劑、流平劑及助劑，在1200r/min下攪拌25min，即得。

其中，上述環(huán)氧酯樹脂和浮化液的制備方法同于實施例1。

本發(fā)明上述實施全生產(chǎn)的水性工業(yè)涂料均符合相應國家標準，具體如下表：

將本發(fā)明上述實施例生產(chǎn)的水性環(huán)氧酯與普通環(huán)氧酯進行各項性能對比，具體如下：

檢測項目	普通環(huán)氧酯底漆	水性環(huán)氧酯底漆
			光澤/60°	25	20
硬度/雙擺	0.3	0.32
			附著力/級	一	一
耐沖擊/CM	50	50
			表干/min	20	30
實干/h	24	24
			耐水性/h	＜48	96
有機揮發(fā)物含量(VOC)g/L	＞520	＜200
			耐鹽水性/h	＜48	72
耐鹽霧性/h	＜72	96
			耐凍融(-5℃，三個循環(huán))	通過	通過
耐凍融(-18℃，三個循環(huán))	通過	通過

從上表可知，與普通環(huán)氧酯相比，本發(fā)明上述實施例生產(chǎn)的水性環(huán)氧酯的揮發(fā)性有機化合物VOC含量低于普通環(huán)氧酯(＜200)，而且耐水性及耐鹽霧性也優(yōu)于普通環(huán)氧酯，特別是耐鹽霧性較現(xiàn)有普通環(huán)氧酯脂大大提高。

1.一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，其特征在于：包括以下重量份的組份：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，其特征在于：所述環(huán)氧酯樹脂的質(zhì)量固體濃度為55±1％，包括以下重量份的組份：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，其特征在于：所述環(huán)氧樹脂包括E-20、E-12或E-06，其分子量依次為900、1400、2900。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，其特征在于：所述浮化液的質(zhì)量固體濃度為2±0.1％，包括以下重量份的組份：

乳化劑BTCL 20；

去離子水 980。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能水性工業(yè)防腐涂料，其特征在于：

所述顏填料為金紅石型鈦白、氧化鐵紅、沉淀硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣中的一種或幾種；

所述防銹顏料為磷酸鋅、三聚磷酸鋁、氧化鋅、中的一種或幾種；

所述分散劑為BYK190所述消泡劑為TEGO902W；

所述催干劑為GX-569；

所述流平劑為BYK333；