CN109796795B - 一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，包括以下步骤：S1、取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，研磨细化得颜料混合料；S2、将颜料混合料与交联聚维酮、N‑甲基吡咯烷酮混合得改性颜料浆料；S3、准备原料；S4、将水性合成树脂分散液与水混合，加入N,N.N’,N’‑四羟乙基乙二胺、8‑羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，搅拌后加入4‑乙烯基‑2‑甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉得A组分；S5、将三乙烯四胺、2‑乙基‑4‑甲基咪唑和3‑氨基丙基三乙氧基硅烷混合得B组分；S6、将A组分和B组分混合得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。本发明提出的制备方法，操作简单，制得的防锈漆安全环保、耐酸碱盐腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及防锈漆技术领域，尤其涉及一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法。
背景技术
防锈漆是一种可以保护金属表面免受大气、海水等的化学或者电化学腐蚀的涂料，广泛应用于桥梁、船舶、管道等金属的防锈。合成树脂是主要的成膜物质，目前使用的防锈漆主要分为溶剂型防锈漆和水性防锈漆。溶剂型防锈漆具有优异的抗化学品性能和耐酸碱盐性能、附着力强、干燥速度快、可进行室温干燥等优点，占据一定的市场优势，随着人们环保意识的增强，以水为溶剂的水性防锈漆相比于溶剂型防锈漆更安全、环保，势必成为防锈漆未来的发展方向，但由于目前市场上销售的水性防锈漆的耐酸碱盐性能较溶剂型防锈漆差、且干燥速度慢、施工时间长等不足严重限制了水性防锈漆的发展。基于现有技术的不足，本发明提出一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有溶剂型防锈漆环境不友好，现有的水性防锈漆耐酸碱盐性能不理想、干燥速度慢、施工时间长的问题，而提出的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量比为20～24：3～6：4～8称取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，并加入磷酸锌质量2％～5％的研磨助剂，进行研磨细化1～2h，减压浓缩回收无水乙醇，干燥得颜料混合料；
S2、按照质量比为45～48：1～4：30～36将颜料混合料与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮进行混合，并于40～46℃机械搅拌1～2h，再以2℃/min的速度降至室温，在室温条件下超声分散30～40min，即得改性颜料浆料；
S3、称取水性合成树脂分散液100～110重量份、醋酸异丙烯酯3～6重量份、改性颜料浆料10～16重量份、8-羟基喹啉铜1～3重量份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.3～0.6重量份、远红外陶瓷粉3～7重量份、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺0.05～0.15重量份、单月桂基磷酸酯0.3～0.6重量份、水40～50重量份，备用；
S4、将水性合成树脂分散液与水进行混合，再加入N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺、8-羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，机械搅拌30～40min，再依次加入4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分；
S5、按照质量比为17～26：4～8：15～19将三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行混合，超声分散30min，降至室温即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分；
S6、将耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分和B组分按照质量比为5～10：1进行混合，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。
优选的，所述水性合成树脂分散液为水性聚氨酯树脂分散液、水性环氧树脂分散液、水性丙烯酸树脂分散液中的一种。
优选的，步骤S1中，所述研磨助剂由质量比为50～54：1～3：10～16的无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成。
优选的，步骤S2中，所述颜料混合料、交联聚维酮和N-甲基吡咯烷酮的质量比为47：2：33。
优选的，所述耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分包括以下重量份的原料：水性合成树脂分散液105份、醋酸异丙烯酯4份、改性颜料浆料13份、8-羟基喹啉铜2份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.5份、远红外陶瓷粉5份、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺0.1份、单月桂基磷酸酯0.5份、水45份。
优选的，步骤S4中，4-乙烯基-2-甲氧基苯酚与改性颜料浆料加入的时间间隔不低于20min，改性颜料浆料与远红外陶瓷粉加入的时间间隔不低于30min。
优选的，所述耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分由质量比为22：6：17的三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备而来。
与现有技术相比优点在于：
1、本发明提出的生产方法，操作简单，先将磷酸锌、氧化铁红和铝粉进行混合得到颜料混合料，再对颜料混合料进行改性，得到的改性颜料浆料再同合理比例的水性合成树脂分散液、醋酸异丙烯酯、、8-羟基喹啉铜、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、远红外陶瓷粉、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺、单月桂基磷酸酯和水制备得到防锈漆的A组分，防锈漆的A组分再同由三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷制得的防锈漆的B组分进行混合，最终得到防锈漆，通过该方法制备得到的防锈漆，具有良好的防锈性能、防腐性能、耐酸碱盐腐蚀性能、抗老化性能，以水为介质、安全环保，颜料采用磷酸锌、氧化铁红和铝粉的混合物，不含铅，无毒，且干燥速度快，有效解决现有溶剂型防锈漆环境不友好，水性防锈漆耐酸碱盐性能不理想、干燥速度慢、施工时间长的问题。
2、在颜料混合料的制备过程中添加由无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成的研磨助剂增大各颜料之间的接触面积，加速各颜料之间的混合速度，使颜料的混合时间缩短20％以上，并且经研磨助剂辅助研磨后的颜料混合料能够更易与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮结合，促使交联聚维酮和N-甲基吡咯烷酮对颜料混合料进行改性，且经过改性得到的改性颜料浆料能够在水性合成树脂分散液中快速分散，还能赋予防锈漆良好的耐酸碱盐腐蚀的性能，再配合防锈漆中添加的醋酸异丙烯酯、8-0羟基喹啉铜、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、远红外陶瓷粉、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺，能够使防锈漆的防锈性能、防腐性能、耐酸碱盐腐蚀性能、抗老化性能显著提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
本发明提出的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量比为20：3：4称取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，并加入磷酸锌质量2％的研磨助剂，进行研磨细化1h，减压浓缩回收无水乙醇，干燥得颜料混合料；所述研磨助剂由质量比为54：3：16的无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成；
S2、按照质量比为45：1：30将颜料混合料与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮进行混合，并于46℃机械搅拌1h，再以2℃/min的速度降至室温，在室温条件下超声分散40min，即得改性颜料浆料；
S3、称取水性合成树脂分散液100重量份、醋酸异丙烯酯6重量份、改性颜料浆料16重量份、8-羟基喹啉铜1重量份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.6重量份、远红外陶瓷粉7重量份、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺0.05重量份、单月桂基磷酸酯0.3重量份、水40重量份，备用；所述水性合成树脂分散液为水性聚氨酯树脂分散液；
S4、将水性合成树脂分散液与水进行混合，再加入N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺、8-羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，机械搅拌40min，再依次加入4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉，且4-乙烯基-2-甲氧基苯酚与改性颜料浆料加入的时间间隔不低于20min，改性颜料浆料与远红外陶瓷粉加入的时间间隔不低于30min，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分；
S5、按照质量比为17：4：15将三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行混合，超声分散30min，降至室温即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分；
S6、将耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分和B组分按照质量比为10：1进行混合，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。
实施例2
本发明提出的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量比为21：4：5称取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，并加入磷酸锌质量3％的研磨助剂，进行研磨细化1.5h，减压浓缩回收无水乙醇，干燥得颜料混合料；所述研磨助剂由质量比为51：2：11的无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成；
S2、按照质量比为47：3：35将颜料混合料与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮进行混合，并于46℃机械搅拌1h，再以2℃/min的速度降至室温，在室温条件下超声分散40min，即得改性颜料浆料；
S3、称取水性合成树脂分散液105重量份、醋酸异丙烯酯4重量份、改性颜料浆料12重量份、8-羟基喹啉铜2重量份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.5重量份、远红外陶瓷粉6重量份、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺0.12重量份、单月桂基磷酸酯0.5重量份、水45重量份，备用；所述水性合成树脂分散液为水性丙烯酸树脂分散液；
S4、将水性合成树脂分散液与水进行混合，再加入N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺、8-羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，机械搅拌30～40min，再依次加入4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉，且4-乙烯基-2-甲氧基苯酚与改性颜料浆料加入的时间间隔不低于20min，改性颜料浆料与远红外陶瓷粉加入的时间间隔不低于30min，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分；
S5、按照质量比为18：5：16将三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行混合，超声分散30min，降至室温即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分；
S6、将耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分和B组分按照质量比为6：1进行混合，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。
实施例3
本发明提出的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量比为22：5：6称取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，并加入磷酸锌质量4％的研磨助剂，进行研磨细化2h，减压浓缩回收无水乙醇，干燥得颜料混合料；所述研磨助剂由质量比为52：2：13的无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成；
S2、按照质量比为47：2：33将颜料混合料与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮进行混合，并于43℃机械搅拌1.5h，再以2℃/min的速度降至室温，在室温条件下超声分散35min，即得改性颜料浆料；
S3、称取水性合成树脂分散液105重量份、醋酸异丙烯酯4重量份、改性颜料浆料13重量份、8-羟基喹啉铜2重量份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.5重量份、远红外陶瓷粉5重量份、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺0.1重量份、单月桂基磷酸酯0.5重量份、水45重量份，备用；所述水性合成树脂分散液为水性环氧树脂分散液；
S4、将水性合成树脂分散液与水进行混合，再加入N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺、8-羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，机械搅拌35min，再依次加入4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉，且4-乙烯基-2-甲氧基苯酚与改性颜料浆料加入的时间间隔不低于20min，改性颜料浆料与远红外陶瓷粉加入的时间间隔不低于30min，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分；
S5、按照质量比为22：6：17将三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行混合，超声分散30min，降至室温即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分；
S6、将耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分和B组分按照质量比为8：1进行混合，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。
实施例4
本发明提出的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量比为23：5：7称取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，并加入磷酸锌质量4％的研磨助剂，进行研磨细化2h，减压浓缩回收无水乙醇，干燥得颜料混合料；所述研磨助剂由质量比为53：2：15的无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成；
S2、按照质量比为46：2：32将颜料混合料与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮进行混合，并于40℃机械搅拌2h，再以2℃/min的速度降至室温，在室温条件下超声分散30min，即得改性颜料浆料；
S3、称取水性合成树脂分散液110重量份、醋酸异丙烯酯4重量份、改性颜料浆料13重量份、8-羟基喹啉铜3重量份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.4重量份、远红外陶瓷粉6重量份、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺0.08重量份、单月桂基磷酸酯0.4重量份、水40重量份，备用；所述水性合成树脂分散液为水性丙烯酸树脂分散液；
S4、将水性合成树脂分散液与水进行混合，再加入N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺、8-羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，机械搅拌40min，再依次加入4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉，且4-乙烯基-2-甲氧基苯酚与改性颜料浆料加入的时间间隔不低于20min，改性颜料浆料与远红外陶瓷粉加入的时间间隔不低于30min，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分；
S5、按照质量比为20：7：17将三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行混合，超声分散30min，降至室温即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分；
S6、将耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分和B组分按照质量比为9：1进行混合，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。
实施例5
本发明提出的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量比为24：6：8称取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，并加入磷酸锌质量5％的研磨助剂，进行研磨细化2h，减压浓缩回收无水乙醇，干燥得颜料混合料；所述研磨助剂由质量比为50：1：10的无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成；
S2、按照质量比为48：4：36将颜料混合料与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮进行混合，并于40℃机械搅拌1～2h，再以2℃/min的速度降至室温，在室温条件下超声分散30min，即得改性颜料浆料；
S3、称取水性合成树脂分散液110重量份、醋酸异丙烯酯3重量份、改性颜料浆料10重量份、8-羟基喹啉铜3重量份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.3重量份、远红外陶瓷粉3重量份、N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺0.15重量份、单月桂基磷酸酯0.6重量份、水50重量份，备用；所述水性合成树脂分散液为水性丙烯酸树脂分散液；
S4、将水性合成树脂分散液与水进行混合，再加入N,N.N’,N’-四羟乙基乙二胺、8-羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，机械搅拌30min，再依次加入4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉，且4-乙烯基-2-甲氧基苯酚与改性颜料浆料加入的时间间隔不低于20min，改性颜料浆料与远红外陶瓷粉加入的时间间隔不低于30min，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分；
S5、按照质量比为26：8：19将三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行混合，超声分散30min，降至室温即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分；
S6、将耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分和B组分按照质量比为5：1进行混合，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。
对比例
将实施例3中的改性颜料浆料替换成未改性的颜料混合料，且本对比例中颜料混合料的加入质量同实施例3改性颜料浆料中颜料混合料相同，其他条件同实施例3。
对上述实施例1～5、对比例制备得到的水性防锈漆同市售水性防锈漆、溶剂型防锈漆分别进行性能测试，结果见下表。
| 测试项目 | 耐碱性 | 耐酸性 | 耐盐水性 | 耐盐雾性 |
| 实施例1 | 无异常 | 无异常 | 158h | 306h |
| 实施例2 | 无异常 | 无异常 | 165h | 310h |
| 实施例3 | 无异常 | 无异常 | 172h | 319h |
| 实施例4 | 无异常 | 无异常 | 168h | 300h |
| 实施例5 | 无异常 | 无异常 | 160h | 297h |
| 对比例 | 轻度失光 | 轻度失光 | 113h | 235h |
| 市售水性防锈漆 | 轻度失光 | 明显失光 | 48h | 200h |
| 市售溶剂型防锈漆 | 无异常 | 无异常 | 170h | 315h |
表中，“耐碱性”：浸泡于3％的氢氧化钠溶液中30d；“耐酸性”：浸泡于3％的硫酸溶液中30d；“耐盐水性”：参照GB/T1763标准进行测试；“耐盐雾性”：参照GB/T1771标准进行测试。
上表实验结果表明：通过本发明的制备方法得到的水性防锈漆，综合性能同市售溶剂型防锈漆相近，远优于市售水性防锈漆，但与市售溶剂型防锈漆相比，本发明得到的水性防锈漆以水为介质，更安全环保，且颜料混合料的改性步骤对本发明水性防锈漆的耐酸碱盐性能具有一定的影响。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照质量比为20～24：3～6：4～8称取磷酸锌、氧化铁红和铝粉，并加入磷酸锌质量2％～5％的研磨助剂，所述研磨助剂由质量比为50～54：1～3：10～16的无水乙醇、十二烷基硫酸钠和异丙醇混合而成，进行研磨细化1～2h，减压浓缩回收无水乙醇，干燥得颜料混合料；
S2、按照质量比为45～48：1～4：30～36将颜料混合料与交联聚维酮、N-甲基吡咯烷酮进行混合，并于40～46℃机械搅拌1～2h，再以2℃/min的速度降至室温，在室温条件下超声分散30～40min，即得改性颜料浆料；
S3、称取水性合成树脂分散液100～110重量份、醋酸异丙烯酯3～6重量份、改性颜料浆料10～16重量份、8-羟基喹啉铜1～3重量份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.3～0.6重量份、远红外陶瓷粉3～7重量份、N,N,N’,N’-四羟乙基乙二胺0.05～0.15重量份、单月桂基磷酸酯0.3～0.6重量份、水40～50重量份，备用；
S4、将水性合成树脂分散液与水进行混合，再加入N,N,N’,N’-四羟乙基乙二胺、8-羟基喹啉铜和单月桂基磷酸酯，机械搅拌30～40min，再依次加入4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、改性颜料浆料和远红外陶瓷粉，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分；
S5、按照质量比为17～26：4～8：15～19将三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行混合，超声分散30min，降至室温即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分；
S6、将耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分和B组分按照质量比为5～10：1进行混合，混合均匀即得耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆。
2.根据权利要求1所述的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，其特征在于，所述水性合成树脂分散液为水性聚氨酯树脂分散液、水性环氧树脂分散液、水性丙烯酸树脂分散液中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述颜料混合料、交联聚维酮和N-甲基吡咯烷酮的质量比为47：2：33。
4.根据权利要求1所述的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，其特征在于，所述耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的A组分包括以下重量份的原料：水性合成树脂分散液105份、醋酸异丙烯酯4份、改性颜料浆料13份、8-羟基喹啉铜2份、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚0.5份、远红外陶瓷粉5份、N,N,N’,N’-四羟乙基乙二胺0.1份、单月桂基磷酸酯0.5份、水45份。
5.根据权利要求1所述的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，其特征在于，步骤S4中，4-乙烯基-2-甲氧基苯酚与改性颜料浆料加入的时间间隔不低于20min，改性颜料浆料与远红外陶瓷粉加入的时间间隔不低于30min。
6.根据权利要求1所述的一种耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的制备方法，其特征在于，所述耐酸碱盐腐蚀水性防锈漆的B组分由质量比为22：6：17的三乙烯四胺、2-乙基-4-甲基咪唑和3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备而来。
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