CN101012348A - 一种高分子防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高分子防腐涂料及其制备方法。该涂料由成膜物质55％(重量)、溶剂11％(重量)、涂料助剂11％(重量)和颜、填料23％(重量)四大组原材料，通过将成膜物质加热溶解，然后搅拌并加入乳化剂进行乳化，再加入溶剂、涂料助剂进行砂磨，最后经打浆、搅拌、过滤三道工序并测试粘度而制成。其中成膜物质由油水两性丙烯酸树脂、天然橡胶、氯化石蜡和硬脂酸锌组成，溶剂为异丙醇。本发明的高分子防腐涂料能长期耐强酸、强碱的侵蚀，而且制备方法科学合理，易于实施，是一种使用方便、低成本、低能耗、无毒、环保的重防腐涂料。

Description

一种高分子防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，更具体地说涉及一种由丙烯酸树脂为主要成膜物质的高分子防腐涂料及其制备方法。

背景技术

涂料是一种施工方便、价格低廉、效果明显、附加价值率高的化工产品。它不仅具有使建筑、船舶、机械等的表面防止锈蚀，延长使用寿命之功能，还有装饰环境给人以美的享受或醒目标记的功能，随着科技的不断发展，涂料逐步成为一种专用性强的精细化学产品。

现有的广泛使用的防腐氟碳漆有很好的防腐性能，但是它存在以下问题：

问题一：施工要求高。它需要由甲乙双组组成，在施工现场现配现用，施工受时间限制，必须10小时内用完，不然固化后就无法使用。

问题二：对于钢结构，防腐面层处理要求高。在施工前，必须采用喷砂彻底除锈，擦洗干净。因此，防腐氟碳漆的使用有局限性，只能针对新的钢结构。

现有的另一种广泛使用的热固性粉末涂料有不错的附着力、柔韧性、耐冲击性、保光性、耐侯性、耐化学腐蚀性强及优良的电器绝缘性，但其存在以下问题：

问题一：只能在室内喷涂。需设置在室外的钢结构设施(如马路上的隔离铁栏杆等)若采用热固性粉末涂料，必须在厂内分割喷涂，然后送到施工现场组装。如果遇到原有的、体积大的、不能分割的或者厂里不能加工组合的钢结构设施，则热固性粉末涂料无法使用。故使用热固性粉末涂料，会受到钢结构新与旧，体积大与小以及是否易于组装的限制，无法广泛使用。

问题二：不节能。热固性粉末涂料需要在一定的温度烘烤条件下进行喷涂，涂料才能从干的粉末固体变为胶状，而烘烤固化需要消耗大量的能源，不符合国家倡导的节能和节约企业成本的要求。

因此，如果能提供一种即耐强酸强碱等腐蚀性气体侵蚀，又施工便捷、受限少、耗能低的的新型涂料将能完美解决上述各种问题。

发明内容

本发明的目的之一是要提供一中涂料，即具备防腐氟碳漆和热固性粉末涂料二者的优点，又能解决二者存在的上述问题。

因此，本发明要解决下述三个技术问题：

技术问题一：要能耐强酸、强碱等腐蚀气体的侵蚀；

技术问题二：在具备解决技术问题一的性能的基础上施工简单，不受场地、材料、时间限制；

技术问题三：在具备解决技术问题一和二的性能的基础上节能与环保。

本发明的另一个目的是提供一种上述涂料的制备方法。

本发明为解决技术问题，挑选已改性成为亲水、亲油双重性的丙烯酸树脂，具有耐酸、耐碱、耐水、耐老化、阻燃、不含苯、甲醛的的化工原材料及稀释剂，采用化学反应原理与涂料物理反应原理相结合的工艺流程，经过反复地实验，研制出一种高分子全天候不沾乳胶漆涂料，它由成膜物质、溶剂、涂料助剂和颜、填料组成，其组成成分的重量百分比为：成膜物质∶溶剂∶涂料助剂∶颜、填料＝55％∶11％∶115％∶23％。其特征在于：成膜物质由油水两性丙烯酸树脂、天然橡胶、氯化石蜡和硬脂酸锌组成，溶剂为异丙醇。选用油水两性丙烯酸树脂、天然橡胶、氯化石蜡和硬脂酸锌为成膜物质，首先是利用油水两性丙烯酸树脂乳化的反应机理。通俗的讲，乳化即水包油，或油包水的过程，就好比燃烧过程中的蜡烛，烛油滴到水中，必立即凝聚浮在水中。经乳化而包复好的本发明涂料滴到水中和烛油滴到水中是同一现象，因此，本发明的产品能够遇水即干，提高了耐水性，从而增强其耐酸、耐碱性；其次，天然橡胶具有耐水、耐酸、耐碱、耐磨的性能，同时又能增加涂料的亮度。氯化石蜡和硬脂酸锌都具有阻燃、耐酸碱、自洁的特性，而且硬脂酸锌还能防老化。选用异丙醇为溶剂，是利用异丙醇是亲水溶剂这一特性，涂层中的异丙醇在水中被四周的水慢慢吸收，在此过程中，涂层中含有的油和脂，是不亲水的，也就是拒水的，所以它们在水中好比一扇门，只允许异丙醇的跑出，决不允许水进入，当异丙醇被周围的水吸收完，涂层也就自干了，由此，本发明的产品能够浸水自干，因而能够提高其耐酸、耐碱的性能。此外，异丙醇不含苯和甲醛，无毒且价格低廉，符合健康、环保与经济的社会需要。

该高分子防腐涂料的成膜物质的重量组成比例为：油水两性丙烯酸树脂∶天然橡胶∶氯化石蜡∶硬脂酸锌＝45∶3∶3∶4。

该高分子防腐涂料的涂料助剂的重量组成比例为：消泡剂∶乳化剂∶紫外线吸收剂∶偶联剂∶保湿剂∶流平剂＝(2.5～3)∶(0.5～1)∶5∶(0.5～1)∶1∶1。

该高分子防腐涂料的涂料助剂在具体选择上消泡剂为磷酸三丁酯，乳化剂为硅油，偶联剂为钛酸酯偶联剂，保湿剂为甘油，流平剂为丙烯酸。

该高分子防腐涂料的颜、填料的重量组成比例为：钛白粉∶轻钙∶有机硅空心微珠∶色粉＝5∶10∶5∶3。

表1详细显示了高分子防腐涂料中各组成原材料的名称、具体作用和重量百分比。

表1

组成	原材料名称	在本发明产品中的作用	重量(％)
				成膜物质	丙烯酸树脂	附着力	45
天然橡胶	耐水、耐酸碱、耐磨增亮、	3
			氯化石蜡		阻燃、耐水、耐酸碱、自洁	3
硬脂酸锌	阻燃、耐酸碱、自洁、防老化、增塑	4
			溶剂		异丙醇	稀释、催干	11
涂料助剂	消泡剂(磷酸三丁酯)	消泡、乳化		2.5～3
			乳化剂(硅油)		起油脂、水乳化、包覆	0.5～1
	紫外线吸收剂	抗老化		5
			偶联剂(钛酸酯)		抗凝聚、无机和有机互联	0.5～1
	保湿剂(甘油)	调节干燥速度、保湿、增亮		1
			流平剂(丙烯酸)		流平作用	1
	颜、填料	钛白粉		遮盖力			5
轻钙			填充、防沉		10
		有机硅空心微珠		填充、耐酸碱、增硬、隔音		5
色粉			着色		3

制备本发明的高分子防腐涂料的方法，依次由以下步骤组成：

a)将油水两性丙烯酸树脂在搪玻璃锅中加热至55℃，使树脂变薄；

b)将石蜡和硬脂酸分别在搪玻璃锅中加热至80℃～90℃，使全部溶解；

c)加热后的丙烯酸树脂在搅拌状态下慢慢加入天然橡胶，然后将溶解好的石蜡和硬脂酸依次慢慢加入，之后将磷酸三丁酯、硅油加入，搅拌半小时；

d)将70％的异丙醇加入，温度控制在30℃～35℃，加入钛白粉、轻钙、有机硅空心微珠、钛酸酯偶联剂、紫外线吸收剂和抗静电剂，砂磨4～5小时，至细度达到20μm以下；

e)在高速打浆的状态下，加入水性色浆、甘油、丙烯酸及余下的异丙醇(30％)，搅拌、过滤，并测试粘度(40s左右)即得成品。

本发明的高分子防腐涂料只需按涂料的常规施工方法，在施工时不受钢结构使用年限、体积大小等限制，无需将待涂结构分割处理、现场组装，而且无需加热烘烤，只需在常温条件下涂膜即可达到粉末涂料的性能。同时，高分子防腐涂料涂层膜面具有滴水成珠的特性，产品的表面密度极高，从而具有很高的耐酸碱性能。因而本发明的高分子防腐涂料制备方法科学合理，易于实施，是一种使用方便、低成本、低能耗、无毒、环保的重防腐涂料。

具体实施方式

下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。

在以下实施例和对比例1和比例2中，用不同浓度的NaOH溶液测试涂料的耐碱性，用HCL溶液测试涂料的耐酸性。

实施例

按照表1中的重量百分比准备好制备本发明产品的十五种原材料。

首先将油水两性丙烯酸树脂在搪玻璃锅中加热至55℃，使树脂变薄；将氯化石蜡和硬脂酸锌分别在搪玻璃锅中加热至80℃～90℃，使全部溶解；

然后，加热后的丙烯酸树脂在搅拌状态下慢慢加入天然橡胶，将溶解好的氯化石蜡和硬脂酸锌依次慢慢加入，之后将磷酸三丁酯、硅油加入，搅拌半小时；

其次，将准备好的异丙醇的70％加入，温度控制在30℃～35℃，再加入钛白粉、轻钙、有机硅空心微珠、钛酸酯偶联剂和紫外线吸收剂，砂磨4～5小时，至细度达到20μm以下；

最后，在高速打浆的状态下，加入色粉、甘油、丙烯酸及余下的异丙醇(30％)，搅拌、过滤，并测试粘度(40s左右)即得到本发明产品。

对本发明产品进行附着力、硬度、耐冲击性、耐酸性、耐碱性、耐湿性等测试，测试结果见表2。

表2

检验项目名称		单位	技术要求	检验结果
					附着力(1mm划格)		级	≤1	0
硬度(擦伤)		/	≥B	HB
					耐冲击性		cm	50	50
杯突试验		mm	≥6	8
					耐酸性(20％HL，600h)		/	无起泡、锈蚀和脱落	符合
耐碱性(300g/LNaOH，168h)		次	无起泡、锈蚀和脱落	符合
					耐湿试验(600h)		/	无起泡、锈蚀和脱落	符合
人工老化(1000h)	失光	级	≤1	0
					变色	级	≤2	0
	粉化	级	≤1	0
					盐雾试验(1000h)		/	无起泡、锈蚀和脱落等现象	符合

对比例1

现有的防腐氟碳漆。

对对比例1及本发明产品进行附着力、硬度、耐冲击性、耐酸性、耐碱性、耐湿性及人工老化等测试，实验结果见表3。

表3

名称	防腐氟碳漆	本发明产品
			附着力	1	0
硬度	2H	HB
			耐冲击(次)	50	50
杯突试验(mm)	/	8
			耐酸性(HL)	10％ 168小时	20％ 600小时
耐碱性(NaOH)	10％ 168小时	30％ 168小时
			耐湿试验	/	600小时
耐盐雾试验	1000小时	1000小时
			人工老化	2000小时	1000小时
失光	≤2	≤0
			变色	≤1	≤0
粉花	≤0	≤0

由上述表3对现有防腐氟碳漆和本发明产品的附着力、硬度、耐冲击性、耐酸性、耐碱性、耐湿性等测试数据说明，在耐酸碱强度上，本发明产品均优于防腐氟碳漆，且在耐水、及失光、变色、粉化等性能测试上也优于防腐氟碳漆。同时，本发明产品制备方法简单、选用材料成本低廉，成品施工操作便利，受限小，因此，综合对比，本发明在具有比防腐氟碳漆防腐性能更高的基础上，还能很好的弥补防腐氟碳漆的缺陷，解决其带来的技术问题。

对比例2

现有的热固性粉末涂料。

对对比例2本发明产品进行附着力、硬度、耐冲击性、耐酸性、耐碱性、耐湿性等测试，实验结果见表4

表4

名称	热固性粉末涂料	本发明产品
			附着力	1	0
硬度	F、H	HB
			耐冲击(次)	50	50
杯突试验(mm)	6	8
			耐酸性(HL)	3％ 500小时	20％ 600小时
耐碱性(NaOH)	3％ 500小时	30％ 168小时
			耐湿试验	500小时	600小时
耐盐雾试验	1000小时	1000小时
			人工老化	800小时	1000小时
失光	≤2	≤0
			变色	≤2	≤0
粉花	≤0	≤0

由上述表4现有热固性粉末涂料和本发明产品的附着力、硬度、耐冲击性、耐酸性、耐碱性、耐湿性等测试数据说明，在各项性能指标上，本发明产品均优于热固性粉末涂料。

Claims (9)

1、一种高分子防腐涂料，由成膜物质、溶剂、涂料助剂和颜、填料组成，其特征在于：成膜物质由油水两性丙烯酸树脂、天然橡胶、氯化石蜡和硬脂酸锌组成，溶剂为异丙醇，其组成成分的重量百分比如下：

成膜物质：    55％

溶剂：        11％

涂料助剂：    11％

颜、填料：    23％

2、根据权利要求1所述的高分子防腐涂料，其特征在于：成膜物质的重量组成比例为：油水两性丙烯酸树脂∶天然橡胶∶氯化石蜡∶硬脂酸锌＝45∶3∶3∶4。

3、根据权利要求1所述的高分子防腐涂料，其特征在于：涂料助剂含有消泡剂、乳化剂、紫外线吸收剂、偶联剂、保湿剂和流平剂。

4、根据权利要求3所述的涂料助剂，其特征在于：涂料助剂的重量组成比例为：消泡剂∶乳化剂∶紫外线吸收剂∶偶联剂∶保湿剂∶流平剂＝(2.5～3)∶(0.5～1)∶5∶(0.5～1)∶1∶1。

5、根据权利要求3所述的涂料助剂，其特征在于：所述的消泡剂为磷酸三丁酯，乳化剂为硅油，偶联剂为钛酸酯偶联剂，保湿剂为甘油，流平剂为丙烯酸。

6、根据权利要求1所述的高分子防腐涂料，其特征在于：颜、填料含有钛白粉、轻钙、色粉和有机硅空心微珠。

7、根据权利要求6所述的颜、填料，其特征在于：颜、填料的重量组成比例为：钛白粉∶轻钙∶水性色浆∶有机硅空心微珠＝5∶10∶3∶5。

8、制备权利要求1所述的高分子防腐涂料的方法，其特征在于：该方法由以下步骤组成：

a)将油水两性丙烯酸树脂在搪玻璃锅中加热至55℃，使树脂变薄；

b)将氯化石蜡和硬脂酸锌分别在搪玻璃锅中加热至80℃～90℃，使全部溶解；

c)加热后的丙烯酸树脂在搅拌状态下慢慢加入天然橡胶，然后将溶解好的氯化石蜡和硬脂酸锌依次慢慢加入，之后将磷酸三丁酯、硅油加入，搅拌半小时；

d)将部分异丙醇(X％)加入，温度控制在30℃～35℃，加入钛白粉、轻钙、有机硅空心微珠、钛酸酯偶联剂和紫外线吸收剂，砂磨4～5小时，至细度达到20μm以下；

e)在高速打浆的状态下，加入色粉、甘油、丙烯酸及余下的异丙醇(1-X％)，搅拌、过滤，并测试粘度(40s左右)即得成品。

9、根据权利要求6所述的高分子防腐涂料的方法，其特征在于：X＝70。