一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及水性工业涂料技术领域，具体为一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料及其制备方法。


背景技术：

2.水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，为涂料市场上一种比较新型的涂料，包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料(乳胶涂料)三种。水性涂料以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。
3.金属制品经过加工成型后，表面易被氧化，而后将进一步的导致发生后续的腐蚀现象，金属腐蚀会严重影响其使用寿命，产品的使用效果也无法保障。因此，往往需要在其表面喷涂防腐蚀涂料，从而起到保护作用，提升产品价值。现有的防腐涂料种类较多，以溶剂型涂料为主，但该类涂料voc含量高，使用受限，而水性涂料可更好的解决这一问题，但现有的水性涂料防腐效果相对差一些，因此针对上述问题，急需研发一种耐腐蚀的水性涂料。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料及其制备方法，以解决背景技术中所提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40-80份、引发剂溶液4-8份、还原剂溶液5-10份、消泡剂0.5-1份、分散剂0.2-1份、润湿剂0.2-0.8份、增稠剂1-2份、防锈颜料5-10份、去离子水10-30份、磷酸锆5-10份和氧化石墨烯分散液12-20份。
6.作为本发明的优选技术方案，一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40-60份、引发剂溶液4-6份、还原剂溶液5-8份、消泡剂0.5-0.8份、分散剂0.2-0.5份、润湿剂0.2-0.5份、增稠剂1-1.5份、防锈颜料5-8份、去离子水10-25份、磷酸锆5-8份和氧化石墨烯分散液12-15份。
7.作为本发明的优选技术方案，一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40份、引发剂溶液4份、还原剂溶液5份、消泡剂0.5份、分散剂0.2份、润湿剂0.2份、增稠剂1份、防锈颜料5份、去离子水10份、磷酸锆5份和氧化石墨烯分散液12份。
8.作为本发明的优选技术方案，所述分散剂为tegodispers757w分散剂、tegodispers750w分散剂或tegodispers755w分散剂中的一种，所述润湿剂为硅醇类非离子表面活性剂，且具体为gsk-588、gsk-582和gsk-585中的一种。
9.作为本发明的优选技术方案，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类小瓶消泡剂或聚硅氧烷消泡剂中的一种，所述增稠剂为改性纤维素类增稠剂、疏水改性碱溶胀丙烯酸增稠剂、缔合型聚氨酯增稠剂、改性膨润土增稠剂的至少一种。
10.作为本发明的优选技术方案，所述防锈颜料为纯镁、锌、镁合金、铝合金和高硅铸铁中的一种或多种。
11.作为本发明的优选技术方案，所述还原剂为巯基丙酸、巯基乙酸、焦磷酸亚铁、氯化亚铁、n，n-二甲基苯胺硫酸亚铁、氯化亚铁中的至少一种，所述引发剂为过双氧水、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二氰基戊酸中的至少一种。
12.作为本发明的优选技术方案，所述引发剂溶液具体制作步骤：将双氧水与叔丁过氧化氢按照1:1-1.5的比例进行混合搅拌30分钟，即可得到引发剂溶液。
13.作为本发明的优选技术方案，所述还原剂溶液具体制作步骤：在氯化亚铁中加入一定量的去离子水，并混合搅拌至氯化亚铁完全溶解在去离子水中，即可得到还原剂溶液；
14.所述氧化石墨烯分散液的具体制作步骤：将氧化石墨烯与水按质量比1-100：1-120混合，并通过超声波进行分散处理，即可得到氧化石墨烯分散液。
15.本发明还提出一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
16.s1、将5-10份防锈颜料和5-10份磷酸锆放入研磨机中进行研磨破碎处理，直至防锈颜料和磷酸锆的粒径在30-60um即可，备用
17.s2、将40-80份有机氟形不饱和聚酯树脂乳液与5-10份磷酸锆和5-10份防锈颜料进行物理混合，并通过搅拌器以1000r/min的速率进行搅拌，且在搅拌的同时加入10-30份去离子水，即得混合液；
18.s3、在步骤2中制备的混合液a中逐一加入0.5-1份消泡剂、0.2-1份分散剂、0.2-0.8份润湿剂和1-2份增稠剂，并不停搅拌，直至混合液a中的磷酸锆和防锈颜料与有机氟形不饱和聚酯树脂乳液完全混合即可得到混合液b；
19.s4、在步骤3中所制备的混合液b中加入12-20份氧化石墨烯分散液，并通过超声波进行震荡30分钟，过滤后即可得到混合液c；
20.s5、在步骤4中所制备的混合液c中加入4-8份引发剂溶液和5-10份还原剂溶液，搅拌并静置15分钟即可得到一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料。
21.与现有技术相比，本发明提供了一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，具备以下有益效果：
22.1、该一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，通过在有机氟形不饱和聚酯树脂乳液中引入氧化石墨烯，并通过超声波震荡，使石墨烯可均匀分布与产品之中，并由于石墨烯具有良好的疏水性能，能够阻隔环境中的水、氧气、氯离子等的渗透，同时，均匀分散且取向平行于基底表面的石墨烯防腐涂层能够形成迷宫阻隔屏障，阻碍腐蚀介质的渗透路径，阻断原电池形成的通路，延缓基底的腐蚀速率，而由于磷酸锆规整的六边形晶形和较大的纵横比，机械强度高，化学性质稳定等特性，使得磷酸锆在形状上具有潜在的物理阻隔作用，进而在融合后可进一步加强涂膜的防腐蚀性能。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本发明保护的范围。
24.实施例一：
25.本发明提出的一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40份、引发剂溶液4份、还原剂溶液5份、消泡剂0.5份、分散剂0.2份、润湿剂0.2份、增稠剂1份、防锈颜料5份、去离子水10份、磷酸锆5份和氧化石墨烯分散液12份。
26.其中，引发剂溶液具体制作步骤为：将双氧水与叔丁过氧化氢按照1:1-1.5的比例进行混合搅拌30分钟，即可得到引发剂溶液；还原剂溶液具体制作步骤为：在氯化亚铁中加入一定量的去离子水，并混合搅拌至氯化亚铁完全溶解在去离子水中，即可得到还原剂溶液；氧化石墨烯分散液的具体制作步骤为：将氧化石墨烯与水按质量比1-100：1-120混合，并通过超声波进行分散处理，即可得到氧化石墨烯分散液。
27.本发明还提出一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
28.s1、将5份防锈颜料和5份磷酸锆放入研磨机中进行研磨破碎处理，直至防锈颜料和磷酸锆的粒径在30-60um即可，备用
29.s2、将40份有机氟形不饱和聚酯树脂乳液与5份磷酸锆和5份防锈颜料进行物理混合，并通过搅拌器以1000r/min的速率进行搅拌，且在搅拌的同时加入10份去离子水，即得混合液；
30.s3、在步骤2中制备的混合液a中逐一加入0.5份消泡剂、0.2份分散剂、0.2份润湿剂和1份增稠剂，并不停搅拌，直至混合液a中的磷酸锆和防锈颜料与有机氟形不饱和聚酯树脂乳液完全混合即可得到混合液b；
31.s4、在步骤3中所制备的混合液b中加入12份氧化石墨烯分散液，并通过超声波进行震荡30分钟，过滤后即可得到混合液c；
32.s5、在步骤4中所制备的混合液c中加入4份引发剂溶液和5份还原剂溶液，搅拌并静置15分钟即可得到一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料。
33.实施例二：
34.本发明提出的一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40份、引发剂溶液4份、还原剂溶液5份、消泡剂0.5份、分散剂0.2份、润湿剂0.2份、增稠剂1份、防锈颜料5份、去离子水10份、磷酸锆8份和氧化石墨烯分散液15份。
35.其中，引发剂溶液具体制作步骤为：将双氧水与叔丁过氧化氢按照1:1-1.5的比例进行混合搅拌30分钟，即可得到引发剂溶液；还原剂溶液具体制作步骤为：在氯化亚铁中加入一定量的去离子水，并混合搅拌至氯化亚铁完全溶解在去离子水中，即可得到还原剂溶液；氧化石墨烯分散液的具体制作步骤为：将氧化石墨烯与水按质量比1-100：1-120混合，并通过超声波进行分散处理，即可得到氧化石墨烯分散液。
36.本发明还提出一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
37.s1、将5份防锈颜料和5份磷酸锆放入研磨机中进行研磨破碎处理，直至防锈颜料和磷酸锆的粒径在30-60um即可，备用
38.s2、将40份有机氟形不饱和聚酯树脂乳液与8份磷酸锆和5份防锈颜料进行物理混合，并通过搅拌器以1000r/min的速率进行搅拌，且在搅拌的同时加入10份去离子水，即得混合液；
39.s3、在步骤2中制备的混合液a中逐一加入0.5份消泡剂、0.2份分散剂、0.2份润湿剂和1份增稠剂，并不停搅拌，直至混合液a中的磷酸锆和防锈颜料与有机氟形不饱和聚酯树脂乳液完全混合即可得到混合液b；
40.s4、在步骤3中所制备的混合液b中加入15份氧化石墨烯分散液，并通过超声波进行震荡30分钟，过滤后即可得到混合液c；
41.s5、在步骤4中所制备的混合液c中加入4份引发剂溶液和5份还原剂溶液，搅拌并静置15分钟即可得到一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料。
42.实施例三：
43.本发明提出的一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40份、引发剂溶液4份、还原剂溶液5份、消泡剂0.5份、分散剂0.2份、润湿剂0.2份、增稠剂1份、防锈颜料5份、去离子水10份、磷酸锆10份和氧化石墨烯分散液20份。
44.其中，引发剂溶液具体制作步骤为：将双氧水与叔丁过氧化氢按照1:1-1.5的比例进行混合搅拌30分钟，即可得到引发剂溶液；还原剂溶液具体制作步骤为：在氯化亚铁中加入一定量的去离子水，并混合搅拌至氯化亚铁完全溶解在去离子水中，即可得到还原剂溶液；氧化石墨烯分散液的具体制作步骤为：将氧化石墨烯与水按质量比1-100：1-120混合，并通过超声波进行分散处理，即可得到氧化石墨烯分散液。
45.本发明还提出一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
46.s1、将5份防锈颜料和5份磷酸锆放入研磨机中进行研磨破碎处理，直至防锈颜料和磷酸锆的粒径在30-60um即可，备用
47.s2、将40份有机氟形不饱和聚酯树脂乳液与10份磷酸锆和5份防锈颜料进行物理混合，并通过搅拌器以1000r/min的速率进行搅拌，且在搅拌的同时加入10份去离子水，即得混合液；
48.s3、在步骤2中制备的混合液a中逐一加入0.5份消泡剂、0.2份分散剂、0.2份润湿剂和1份增稠剂，并不停搅拌，直至混合液a中的磷酸锆和防锈颜料与有机氟形不饱和聚酯树脂乳液完全混合即可得到混合液b；
49.s4、在步骤3中所制备的混合液b中加入20份氧化石墨烯分散液，并通过超声波进行震荡30分钟，过滤后即可得到混合液c；
50.s5、在步骤4中所制备的混合液c中加入4份引发剂溶液和5份还原剂溶液，搅拌并静置15分钟即可得到一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料。
51.将实施例一-实施例三所制备的涂料进行如下测试：
52.耐腐蚀性-gb/t1771-1991，附着力-gb/t1720-1979，耐污性-采用粉煤灰作污染源，将其涂刷在涂层样板上，再用一箱水(容积15l，高度2m)在1min内流完冲洗涂层样板。通过测定反射系数，计算其耐沾污性
[0053][0054]
由上表可知，当磷酸钙和氧化石墨烯在涂料的占比在30％时，此时涂膜的耐腐蚀性、附着力和耐污性能最强。
[0055]
对比例一：
[0056]
本发明提出的一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40份、引发剂溶液4份、还原剂溶液5份、消泡剂0.5份、分散剂0.2份、润湿剂0.2份、增稠剂1份、防锈颜料5份、去离子水10份、磷酸锆5份。
[0057]
其中，引发剂溶液具体制作步骤为：将双氧水与叔丁过氧化氢按照1:1-1.5的比例进行混合搅拌30分钟，即可得到引发剂溶液；还原剂溶液具体制作步骤为：在氯化亚铁中加入一定量的去离子水，并混合搅拌至氯化亚铁完全溶解在去离子水中，即可得到还原剂溶液；氧化石墨烯分散液的具体制作步骤为：将氧化石墨烯与水按质量比1-100：1-120混合，并通过超声波进行分散处理，即可得到氧化石墨烯分散液。
[0058]
本发明还提出一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
[0059]
s1、将5份防锈颜料和5份磷酸锆放入研磨机中进行研磨破碎处理，直至防锈颜料和磷酸锆的粒径在30-60um即可，备用
[0060]
s2、将40份有机氟形不饱和聚酯树脂乳液与5份填料和5份防锈颜料进行物理混合，并通过搅拌器以1000r/min的速率进行搅拌，且在搅拌的同时加入10份去离子水，即得混合液；
[0061]
s3、在步骤2中制备的混合液a中逐一加入0.5份消泡剂、0.2份分散剂、0.2份润湿剂和1份增稠剂，并不停搅拌，直至混合液a中的磷酸锆和防锈颜料与有机氟形不饱和聚酯树脂乳液完全混合即可得到混合液b；
[0062]
s4、在步骤3中所制备的混合液b中加入12份氧化石墨烯分散液，并通过超声波进
行震荡30分钟，过滤后即可得到混合液c；
[0063]
s5、在步骤4中所制备的混合液c中加入4份引发剂溶液和5份还原剂溶液，搅拌并静置15分钟即可得到一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料。
[0064]
对比例二：
[0065]
本发明提出的一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40份、引发剂溶液4份、还原剂溶液5份、消泡剂0.5份、分散剂0.2份、润湿剂0.2份、增稠剂1份、防锈颜料5份、去离子水10份、氧化石墨烯溶液12份。
[0066]
其中，引发剂溶液具体制作步骤为：将双氧水与叔丁过氧化氢按照1:1-1.5的比例进行混合搅拌30分钟，即可得到引发剂溶液；还原剂溶液具体制作步骤为：在氯化亚铁中加入一定量的去离子水，并混合搅拌至氯化亚铁完全溶解在去离子水中，即可得到还原剂溶液；氧化石墨烯分散液的具体制作步骤为：将氧化石墨烯与水按质量比1-100：1-120混合，并通过超声波进行分散处理，即可得到氧化石墨烯分散液。
[0067]
本发明还提出一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
[0068]
s1、将5份防锈颜料和5份磷酸锆放入研磨机中进行研磨破碎处理，直至防锈颜料和磷酸锆的粒径在30-60um即可，备用
[0069]
s2、将40份有机氟形不饱和聚酯树脂乳液与5份填料和5份防锈颜料进行物理混合，并通过搅拌器以1000r/min的速率进行搅拌，且在搅拌的同时加入10份去离子水，即得混合液；
[0070]
s3、在步骤2中制备的混合液a中逐一加入0.5份消泡剂、0.2份分散剂、0.2份润湿剂和1份增稠剂，并不停搅拌，直至混合液a中的磷酸锆和防锈颜料与有机氟形不饱和聚酯树脂乳液完全混合即可得到混合液b；
[0071]
s4、在步骤3中所制备的混合液b中加入12份氧化石墨烯分散液，并通过超声波进行震荡30分钟，过滤后即可得到混合液c；
[0072]
s5、在步骤4中所制备的混合液c中加入4份引发剂溶液和5份还原剂溶液，搅拌并静置15分钟即可得到一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料。
[0073]
对比例三：
[0074]
本发明提出的一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料，包括以下重量份的原料：有机氟形不饱和聚酯树脂乳液40份、引发剂溶液4份、还原剂溶液5份、消泡剂0.5份、分散剂0.2份、润湿剂0.2份、增稠剂1份、防锈颜料5份、去离子水10份、填料5份。
[0075]
其中，引发剂溶液具体制作步骤为：将双氧水与叔丁过氧化氢按照1:1-1.5的比例进行混合搅拌30分钟，即可得到引发剂溶液；还原剂溶液具体制作步骤为：在氯化亚铁中加入一定量的去离子水，并混合搅拌至氯化亚铁完全溶解在去离子水中，即可得到还原剂溶液；氧化石墨烯分散液的具体制作步骤为：将氧化石墨烯与水按质量比1-100：1-120混合，并通过超声波进行分散处理，即可得到氧化石墨烯分散液。
[0076]
本发明还提出一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
[0077]
s1、将5份防锈颜料和5份磷酸锆放入研磨机中进行研磨破碎处理，直至防锈颜料和磷酸锆的粒径在30-60um即可，备用
[0078]
s2、将40份有机氟形不饱和聚酯树脂乳液与5份填料和5份防锈颜料进行物理混合，并通过搅拌器以1000r/min的速率进行搅拌，且在搅拌的同时加入10份去离子水，即得混合液；
[0079]
s3、在步骤2中制备的混合液a中逐一加入0.5份消泡剂、0.2份分散剂、0.2份润湿剂和1份增稠剂，并不停搅拌，直至混合液a中的磷酸锆和防锈颜料与有机氟形不饱和聚酯树脂乳液完全混合即可得到混合液b；
[0080]
s4、在步骤3中所制备的混合液b中加入12份氧化石墨烯分散液，并通过超声波进行震荡30分钟，过滤后即可得到混合液c；
[0081]
s5、在步骤4中所制备的混合液c中加入4份引发剂溶液和5份还原剂溶液，搅拌并静置15分钟即可得到一种耐污耐腐蚀的水性氟改聚酯制罐涂料。
[0082]
将实施例一-对比例三所制备的涂料进行如下测试：
[0083]
耐腐蚀性-gb/t1771-1991，附着力-gb/t1720-1979，耐污性-采用粉煤灰作污染源，将其涂刷在涂层样板上，再用一箱水(容积15l，高度2m)在1min内流完冲洗涂层样板。通过测定反射系数，计算其耐沾污性
[0084][0085]
通过上表可得知，通过在有机氟形不饱和聚酯树脂乳液中引入磷酸锆和氧化石墨烯可有效提高涂料涂抹整体的耐腐蚀性能和耐污性。
[0086]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。