一种防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及精细化工涂料领域，具体涉及一种防止铜与铁生锈水性环保型金属漆，以及该金属漆的制备方法。


背景技术：

2.随着经济的不断发展，推动着人们环保意识的提高，环保质量问题受到政府及人们的广泛关注。在政府的支持下，大量的油性涂料的使用企业要转化为水性涂料，其中这个环节也包括了金属漆。
3.但是，水性金属漆存要一个很大问题：水性丙稀酸乳液因含有乳化剂等表面活性剂的作用下，碰到铁及铜等金属后，很容易因电化学反应腐蚀而生锈，使得水性金属漆干固后的表面出现红点等不好的表面效果，影响水性漆的表面效果，但是，油性体系的产品不存在有闪锈这一现象。因此影响企业油性改水性这一个进程。
4.虽然可以通过用水溶性树脂做的水性金属底漆来防止生锈，但水溶性树脂做出金属漆，不是真正意义上的水性金属漆，它的气味很大，且voc的含量高，是一种假水性金属漆，因而也没有完全达到环保的要求。
5.用水性环氧做成的水性环氧封闭底也能防止金属生锈，但是环氧体系因为在不饱和键的存在，容易发黄，只能做成底漆，见图1所示，而且还要再喷涂面漆，不能一次性直接做成水性金属面漆。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种直接喷涂防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆。
7.本发明的另一目的还在于提供一种防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆的制备方法。
8.本发明的目的是这样实现的：一种防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆，其特征是，包括以下组分及其重量百分比：纯丙烯酸聚合物 60
‑
75%，仿铜效果的珠光粉 5
‑
10%，成膜助剂 4
‑
6%，水 10
‑
20%，多功能助剂 3
‑
5%，防锈复合原料 1%
‑
3%，ph调节剂0.1
‑
0.5%、流变助剂0.1
‑
1%；本发明的水性环保型金属漆，通过采用纯丙烯酸聚合物﹑防锈复合原料和各种助剂，使制得的水性金属漆能实现直接喷涂于铁与铜上都不会生锈。
9.进一步地，所述防锈复合原料是磷酸酯盐和多种有机化合物，所述多种有机化合物包括烷基咪唑啉酰胺，烷基苯并三氮和乙醇胺。
10.进一步地，所述水性环保型金属漆的ph值大于9。
11.进一步地，所述纯丙烯酸聚合物是丙烯酸核壳类乳液聚合物。
12.进一步地，所述多功能助剂包含分散剂、消泡剂和润湿剂中的一种或一种以上的助剂。
13.进一步地，所述成膜助剂包含二丙二醇丁醚和二丙二醇甲醚。
14.本发明的另一目的是这样实现的：一种防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆的制备方法，其特征是，包括如下步骤：步骤一，预混合：在分散缸中加入纯丙烯酸聚合物、分散剂和适量的水，以300
‑
400转/分的速度搅拌均匀；步骤二，一边搅拌一边加入仿铜效果的珠光粉，以400
‑
600 转/分的速度搅拌分散，搅拌均匀后分别加入多功能助剂、成膜助剂与适量水混合均匀、润湿剂和防锈复合原料，以400
‑
600 转/分的速度搅拌的中剪切速率作用下，得到分散稳定状态的混合物；步骤三，添加ph调节剂， 以400
‑
600 转/分的速度搅拌，把上述分散稳定状态的混合物ph值调到9以上；步骤四，加入流变剂，以400
‑
600 转/分的速度搅拌以调整混合物的粘度、制得所需的水性环保型金属漆；步骤五，包装：将上述水性环保型金属漆装入罐体中。
15.本发明的有益效果如下：（1）本发明的防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆，由于在配方中添加磷酸酯盐及多种有机化合物和应用独特的分散技术，能抑制铁铜腐蚀过程的阳极反应，同时也能抑制阴极反应，与阳极反应产物生成不溶物，并使阴极上的氧的还原变得困难，生成直缓蚀作用的胶体物质，抑制氧的还原。
16.（2）磷酸酯盐及多种有机化合物，多种有机化合物包括烷基咪唑啉酰胺，烷基苯并三氮和乙醇胺等，可均匀分布在金属表面，防止电化学的产生，与阳极反应产物生成不溶物，防止铁锈生产，从而得到水性金属漆均匀表面效果。
17.（3）本发明防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆制备方法，通过预混合、搅拌分散和添加乳液等工序，实现将防锈复合原料应用于水性金属漆配方中，提升水性金属的防锈效果，工艺简易、易于控制，适合大批量生产要求。
附图说明
18.图1是普通水性金属漆生锈时的效果图。
19.图2是本发明防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆的防锈效果图。
具体实施方式
20.一种防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆，包括以下组分及其重量百分比：纯丙烯酸聚合物 60
‑
75%，仿铜效果的珠光粉 5
‑
10%，成膜助剂 4
‑
6%，水 10
‑
20%，多功能助剂 3
‑
5%，防锈复合原料 1%
‑
3%，ph调节剂0.1
‑
0.5%、流变助剂0.1
‑
1%。
21.本实施例中，防锈复合原料是磷酸酯盐和多种有机化合物，本实施例的多种有机化合物包括烷基咪唑啉酰胺，烷基苯并三氮和乙醇胺等组成,而且水性环保型金属漆的ph值在9以上，最佳ph值是9。所述多功能助剂包分散剂、消泡剂和润湿剂中的一种或一种以上的助剂,所述成膜助剂包含二丙二醇丁醚和二丙二醇甲醚。
22.本发明的水性环保型金属漆，通过采用纯丙烯酸聚合物﹑防锈复合原料和各种助剂，使制得的水性金属漆能实现直接喷涂于铁与铜上都不会生锈。所述纯丙烯酸聚合物是
丙烯酸核壳类乳液聚合物。
23.一种防止铜与铁生锈的水性环保型金属漆的制备方法，其特征是，包括如下步骤：步骤一，预混合：在分散缸中加入纯丙烯酸聚合物、分散剂和适量的水，以300
‑
400转/分的速度搅拌均匀；步骤二，一边搅拌一边加入仿铜效果的珠光粉，以400
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600 转/分的速度搅拌分散，搅拌均匀后分别加入多功能助剂、成膜助剂与适量水混合均匀、润湿剂和防锈复合原料，在400
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600 转/分的速度搅拌的中剪切速率作用下，得到分散稳定状态的混合物；步骤三，添加ph调节剂，以400
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600 转/分的速度搅拌，把上述分散稳定状态的混合物ph值调到9以上；步骤四，加入流变剂，以400
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600 转/分的速度搅拌以调整混合物的粘度、制得所需的水性环保型金属漆；步骤五，包装：将上述水性环保型金属漆装入罐体中。
24.本发明配方“防锈复合原料”的防锈机理的机理及效果：铁能与氧气，水反应，生成氢氧化铁，氢氧化铁再氧化会生成三氧化二铁，平时是铁锈就是三氧化二铁的化合物。
25.4fe 3o2 xh2o=2fe203.xh2o。
26.加入防锈复合原料后，磷酸酯盐会和铁锈三氧化二铁反应，得到是稳定的化合物，能抑制阴极反应，与阳极反应产物生成不溶物，并使阴极上的氧的还原变得困难，生成直缓蚀作用的胶体物质，抑制氧的还原；烷基咪唑啉酰胺，烷基苯并三氮，乙醇胺等有机物容易在金属表面发生吸附作用，并覆盖在金属表面或者活性部位，有效防止了金属的电化学腐蚀反应，起到减缓腐蚀的作用，从而防止水性涂料的生锈，见图2所示, 表面没有红色锈渍斑斑的现象。
27.fe2o3 6h3po4=2fe(h2po4)2 3h2o。
28.机理如下：防锈化合物 三氧化二铁=稳定的不溶物 h2o。