一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法。


背景技术：

2.水性工业涂料利用水为分散介质代替了溶剂型涂料传统意义上的溶剂，有效的降低了涂料的voc含量，并减少了涂料在施工过程中对人体和环境的危害。但是由于水蒸发时潜热大、表面张力大，并且由于水性工业涂料的特殊成膜机理，因此对于水性工业涂料在施工过程中对基材表面的处理要求极高。硅胶作为常见的密封、粘接材料，被广泛的应用于基材处理领域，由于硅胶表面表面张力很小，且有很强的疏水性，而水的表面张力却很大，使水性涂料难以润湿其表面，造成一般水性涂料在被硅胶污染区域无法有效流平，实际施工现场喷涂效果差，如何改善水性工业涂料在硅胶污染基材表面的喷涂效果，已成为行业难题。因此，开发出一种具有流平性能好、优异的附着力、润湿性及耐腐蚀性的硅胶污染金属基材用水性涂料必不可少。


技术实现要素：

3.针对现有技术中硅胶污染金属基材用水性涂料具有流平性能差、附着力差、润湿性差、耐腐蚀性能差等问题，本发明提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
5.一种硅胶污染金属基材用水性涂料，包括以下重量份数的组分：有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂32份-34份，成膜助剂3.5份-4.5份，颜填料36.9份-41.9份，ph调节剂0.7份-0.9份，分散剂0.9份-1.1份，消泡剂0.4份-0.6份，流平剂0.45份-0.55份，基材润湿剂0.9份-1.1份，防闪锈助剂1份-1.4份和去离子水26份-34份；
6.所述成膜助剂为体积比0.95-1.05:3的乙二醇单丁醚和丙二醇甲醚的混合物；
7.所述硅胶污染金属基材用水性涂料的颜基比为1.58-1.62:1；
8.所述颜填料包括粒径为790目-810目的复合铁钛粉。
9.相对于现有技术，本发明提供的硅胶污染金属基材用水性涂料，有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂作为成膜物质，能够有效的润湿硅胶污染金属基材的表面，使得漆膜铺展，并实现表面平整光滑，优选的成膜物质还进一步赋予涂料优异的附着力和耐盐雾性；特定比例的乙二醇单丁醚和丙二醇甲醚混合作为成膜助剂，在有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂体系中具有优异的相容性，通过复配成膜助剂，使成膜助剂具有适当的蒸发速率，且不影响有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂的溶解性，与成膜物质作用，可使涂料具有优异的流动性，并对基材具有较好的润湿性，在漆膜干燥过程中促使漆膜形成均一并连续的涂层，喷涂的表面效果平整光滑；优选的颜基比使成膜物质可以完全包裹住颜料粒子，同时各颜填料粒子间紧密相连，从而阻隔了水分子、氧气、腐蚀离子等的介入，保证了良好的耐腐蚀性，同时可使得基材表面达到无抽坑、漆膜平整的效果，当颜基比过小时，漆膜中成膜物含量较多而
颜填料粒子含量较少，较少的颜填料粒子无法有效均匀的覆盖于基材表面，局部区域成膜物富集，对基材的遮盖力下降，喷涂效果不佳；当颜基比过大时，漆膜中成膜物含量较少而颜填料粒子过多，成膜物难以形成均匀的漆膜且润湿性降低，导致漆膜在基材上流平性较差，亦导致喷涂效果不佳；特定粒径的复合铁钛粉中的复合磷酸盐微溶于水后，磷酸根在金属基材表面能够形成致密的氧化膜，且其与有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂具有较好的相容性，通过对粉体颗粒表面处理并通过选择适当粒径，使颜料与基料结合力增强，产生的小尺寸效应及表面效应，提高了漆膜致密性，极大地降低了可滲性，有效地阻隔水分子、氧气等对基材表面的侵蚀，通过共同作用，可进一步提高漆膜的附着力、抗冲击性能和耐腐蚀性能。本发明各组分共同作用，进一步提高了硅胶污染金属基材用水性涂料流平性能、附着力、润湿性和耐腐蚀性能。
10.优选的，所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂的固含量为73％-76％。
11.优选的有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂对硅胶污染金属基材具有优异的润湿性，进一步提高漆膜的附着力和耐盐雾性能。
12.所述颜填料包括着色颜料、所述复合铁钛粉和基础填料。
13.优选的，所述复合铁钛粉为wd-d-800复合铁钛粉。
14.wd-d-800复合铁钛粉作为功能填料还能够与本发明中成膜助剂和成膜物质有良好的相容性，进而提高了漆膜的附着力、抗冲击性能和耐腐蚀性能。
15.优选的，所述基础填料为质量比13:3.8-4.2的沉淀硫酸钡和磷钼酸锌。
16.优选比例的基础填料涂料中起骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜丰满坚实，提高漆膜的耐冲击性、耐久性和耐腐蚀性，并且作为涂料中的体积填充，减少成膜物质用量，降低生产成本。
17.优选的，所述着色颜料为钛白、炭黑、铁黄、铁红、中铬黄、酞菁蓝、酞菁绿或大红粉中至少一种。
18.优选的，所述ph调节剂为三乙胺。
19.优选的，所述分散剂为不含voc和溶剂的润湿分散剂或含有丙烯酸嵌段共聚物的分散剂中至少一种，具体可选择dispex ultra px 4575或byk-191中至少一种。
20.优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物或有机硅消泡剂中至少一种，具体可选择tego-810或byk-024中至少一种。
21.优选的消泡剂可解决生产涂料过程中出现气泡的问题，同时在涂料形成漆膜的过程中，解决因为施工而产生的气泡问题。
22.优选的，所述流平剂为聚醚改性有机硅或有机硅表面活性剂中至少一种，具体可选择byk-333或byk-346中至少一种。
23.优选的，所述基材润湿剂为硅氧烷双表面活性剂或非离子型润湿剂中至少一种，具体可选择tego-4100或basf-3322中至少一种。
24.优选的，所述防闪锈助剂具体可选用法国先创ce660b。
25.优选的防闪锈剂仅低用量即可提供优异的防闪锈性能，并且对涂料中的其他原材料无影响，不影响漆膜颜色。
26.本发明还提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
27.按照设计配比称取各组分，将所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂、成膜助剂、颜
填料、ph调节剂、分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和防闪锈助剂加入所述去离子水中，搅拌均匀，研磨至细度小于20μm，得所述硅胶污染金属基材用水性涂料。
28.优选的，所述搅拌速率为800-1000r/min，所述搅拌时间为20min-30min。
29.本发明提供的硅胶污染金属基材用水性涂料制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，具有广阔的市场前景。本发明设计合理，解决了现有硅胶污染金属基材用水性涂料流平性能差、附着力差、润湿性差、耐腐蚀性能差等问题。
具体实施方式
30.下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，应当理解，此处所描述的具体实施例可以使本领域的技术人员更全面的理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之内。
31.实施例1
32.一种硅胶污染金属基材用水性涂料，包括以下重量份数的组分：有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂32份，成膜助剂4.5份，颜填料38.42份，ph调节剂0.9份，分散剂0.9份，消泡剂0.6份，流平剂0.45份，基材润湿剂0.9份，防闪锈助剂1份和去离子水34份；
33.颜填料包括炭黑、wd-d-800复合铁钛粉和质量比13:4.2的沉淀硫酸钡和磷钼酸锌；成膜助剂的体积比为0.95:3的乙二醇单丁醚和丙二醇甲醚的混合物；
34.有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂的固含量为76％；
35.硅胶污染金属基材用水性涂料的颜基比为1.58:1。
36.一种硅胶污染金属基材用水性涂料的制备方法，其特征在于，按照设计配比称取各组分，将所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂、成膜助剂、颜填料、ph调节剂、分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和防闪锈助剂加入所述去离子水中，以800r/min速率搅拌20min，研磨至细度为18μm，得所述硅胶污染金属基材用水性涂料。
37.实施例2
38.一种硅胶污染金属基材用水性涂料，包括以下重量份数的组分：有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂34份，成膜助剂3.5份，颜填料40.2份，ph调节剂0.7份，分散剂1.1份，消泡剂0.4份，流平剂0.55份，基材润湿剂1.1份，防闪锈助剂1.4份和去离子水26份；
39.颜填料包括炭黑、wd-d-800复合铁钛粉和质量比13:3.8的沉淀硫酸钡和磷钼酸锌；成膜助剂的体积比为1.05:3的乙二醇单丁醚和丙二醇甲醚的混合物。
40.有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂的固含量为73％。
41.涂料的颜基比为1.62:1。
42.一种硅胶污染金属基材用水性涂料的制备方法，其特征在于，按照设计配比称取各组分，将所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂、成膜助剂、颜填料、ph调节剂、分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和防闪锈助剂加入所述去离子水中，以1000r/min速率搅拌30min，研磨至细度为17μm，得所述硅胶污染金属基材用水性涂料。
43.实施例3
44.一种硅胶污染金属基材用水性涂料，包括以下重量份数的组分：有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂33份，成膜助剂4份，颜填料38.5份，ph调节剂0.8份，分散剂1份，消泡剂0.5
份，流平剂0.5份，基材润湿剂1份，防闪锈助剂1.2份和去离子水30份；
45.颜填料包括铁黄、wd-d-800复合铁钛粉和质量比13:4的沉淀硫酸钡和磷钼酸锌；成膜助剂的体积比为1:3的乙二醇单丁醚和丙二醇甲醚的混合物。
46.有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂的固含量为73％。
47.涂料的颜基比为1.6:1。
48.一种硅胶污染金属基材用水性涂料的制备方法，其特征在于，按照设计配比称取各组分，将所述有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂、成膜助剂、颜填料、ph调节剂、分散剂、消泡剂、流平剂、基材润湿剂和防闪锈助剂加入所述去离子水中，以1000r/min速率搅拌30min，研磨至细度为16μm，得所述硅胶污染金属基材用水性涂料。
49.对比例1
50.本对比例提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：将有机硅聚氨酯复合改性醇酸树脂替换为kwz-11树脂，其余组分、用量、步骤与实施例1完全相同。
51.对比例2
52.本对比例提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：将成膜助剂的体积比为0.95:3的乙二醇单丁醚和丙二醇甲醚的混合物的体积比改为1.3:3，其余组分、用量、步骤与实施例1完全相同。
53.对比例3
54.本对比例提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：将wd-d-800复合铁钛粉替换为wd-d-500复合铁钛粉，其余组分、用量、步骤与实施例1完全相同。
55.对比例4
56.本对比例提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：将涂料的颜基比为1.58:1替换为涂料的颜基比为1.7:1，颜填料为41.3份，其余组分、用量、步骤与实施例1完全相同。
57.对比例5
58.本对比例提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：将涂料的颜基比为1.58:1替换为涂料的颜基比为1.55:1，颜填料为37.7份，其余组分、用量、步骤与实施例1完全相同。
59.对比例6
60.本对比例提供一种硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法，与实施例1的区别在于：将成膜助剂的体积比为0.95:3的乙二醇单丁醚和丙二醇甲醚的混合物的体积比改为0.8:3，其余组分、用量、步骤与实施例1完全相同。
61.对实施例1-3及对比例1-6进行各项指标的性能检测，检测结果如表1所示：
62.表1性能检测结果
[0063][0064][0065]
本发明提供的硅胶污染金属基材用水性涂料及其制备方法，其各组分能够协同作用，使漆膜外观平整，具有优异的附着力、硬度、抗冲击性和耐柴油和机油性能，同时耐盐雾性还达到了360h，综合性能优异；操作方法简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，具有广阔的市场前景。
[0066]
以上所述各实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。