一种水性防腐工业漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑涂料技术领域,且公开了一种水性防腐工业漆及其制备方法。


背景技术：

2.腐蚀是金属和周围环境发生化学或电化学反应而造成的一种破坏侵蚀，同地震、台风等“惊天动地”的自然灾害相比，由于腐蚀是在悄然无息的情况下发生的，容易让人忽视其危害性，其实，腐蚀的破坏力远比自然灾害造成的损失更为严重，腐蚀不仅消耗资源，还会造成环境污染，甚至危害人类的健康和安全。据宏观统计和调查，每年因腐蚀造成的经济损失约占gdp的3-4％，腐蚀造成的经济损失是各种自然灾害造成损失总和的数倍。防腐涂料由于其优异的防腐防锈功能而被大范围的应用在钢结构建筑、船舶运输等众多领域，有效避免了金属腐蚀造成严重的资源和能源浪费。而在普通水性涂料中，一般只起到装饰的作用，并没有其他什么特定功能，其中的水分甚至加速钢材料的腐蚀，更无法起到防腐防锈的功能。但随着涂料行业水性化的进程水性防腐涂料已经收到越来越多人的重视。因此，研制出一款性能优异水性防腐防锈涂料具有很大的市场前景和社会价值。
3.现有授权的水性防腐工业漆相对较少，如申请公布号cn 104789104a公开的高机械性能含羟基聚氨酯共聚丙烯酸水性工业漆，所称该涂料为双组份，主剂为含羟基聚氨酯/丙烯酸乳液、消泡剂、颜料、润湿剂和水的成分组成，而固化剂为亲水改性hdi三聚体。该发明虽然提到其硬度可达到1h，耐冲击性能可达到50kg，附着力1级等较高的机械性能，但其为双组份涂料且需要在150℃下烘烤15-30min，使用较为不便。


技术实现要素：

4.本发明是为了克服上述的技术缺陷,提供了一种水性防腐工业漆，具有耐水、耐候、耐腐蚀、耐沾污性能优异，兼防火、低voc和使用寿命长等优点。
5.本发明提供的一种水性防腐工业漆，其配方按质量比：水
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20～30份颜填料
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20～30份氟硅改性苯丙乳液
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10～20份无机硅酸钾
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20～30份增稠剂
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0.1～1份分散剂
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0.1～1份消泡剂
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0.1～1份润湿剂
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0.1～1份稳定剂
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0.1～1份。
6.优选的，上述的颜填料按重量份配比为钛白粉：氧化铁红：绢云母：硅微粉：重钙=1～2:0.5～1:0.5～1:1.5～2。
7.优选的，上述硅酸钾溶液为硅溶胶、硅酸盐溶液和改性硅酸盐溶液其中至少一种。
8.优选的，上述稳定剂为季铵盐化合物，如明佳a60、荷叶化工wj-100、信守助剂 crosfect-cs1和crosfect-cs2中至少一种。
9.优选的，上述氟硅改性苯丙乳液按重量份配比为：苯乙烯5～10份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、丙烯酸丁酯20～30份、八氟戊基丙烯酸酯5～10份、甲基丙烯酰氧基硅烷5～10份、乳化剂0.1～2份、引发剂0.1～2份、去离子水50～80份。
10.优选的，上述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂按重量比1:1～2复配而成；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠其中至少一种。
11.上述的水性防腐工业漆的制备方法，包括以下依序进行的步骤：1）按重量份将去离子水、乳化剂、反应单体加入反应釜，高速搅拌10～30min，将引发剂加去离子水配制6wt%的溶液，缓慢滴加至反应釜中，继续在高温下反应2～4h后，停止反应，待乳液降至室温，即得氟硅改性苯丙乳液；2)按重量份依次把去离子水、分散剂、润湿剂、增稠剂、1/2消泡剂、稳定剂加入分散釜中，在搅拌均匀;然后加入钛白粉、氧化铁红、绢云母、硅微粉、重钙，制成细度≤60μm的预制浆；再加入步骤1）所得氟硅改性苯丙乳液、无机硅酸钾分散均匀即得水性防腐工业漆。
12.相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：1.采用硅酸盐稳定的无机物作为辅助成膜物质，提高了涂层硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能和耐候性能；2.通过含氟单体改性苯乳液，使得涂层具有更好的的耐水耐污性能；3.在乳液中聚合中加入有机硅氧烷作交联剂，使乳液具有自交联能力，减少了成膜助剂的添加；4.本发明为水性产品，较传统的防腐涂料更为绿色环保。
具体实施方式
13.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
14.实施例1：1）按重量份将80份去离子水、0.2份乳化剂、5份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、5份八氟戊基丙烯酸酯、5份甲基丙烯酰氧基硅烷加入反应釜，高速搅拌10～30min，将0.1份引发剂加去离子水配制6wt%的溶液，缓慢滴加至反应釜中，继续在高温下反应2～4h后，停止反应，待乳液降至室温，即得氟硅改性苯丙乳液；2)按重量份依次把25份去离子水、0.5份分散剂、0.2份润湿剂、0.6份增稠剂、0.2份消泡剂、0.5份稳定剂加入分散釜中，在搅拌均匀;然后加入10份钛白粉、5份氧化铁红、6份绢云母、5份硅微粉、15份重钙，制成细度≤60μm的预制浆；再加入步骤1）所得10份氟硅改性苯丙乳液、20份改性硅酸钾溶液分散均匀即得水性防腐工业漆。
15.实施例2：1）按重量份将80份去离子水、0.2份乳化剂、5份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、5份八氟戊基丙烯酸酯、5份甲基丙烯酰氧基硅烷加入反应釜，高速搅拌10～30min，将0.1份引发剂加去离子水配制6wt%的溶液，缓慢滴加至反应釜中，继续在高温下反应2～4h后，停止反应，待乳液降至室温，即得氟硅改性苯丙乳液；
2)按重量份依次把25份去离子水、0.5份分散剂、0.2份润湿剂、0.6份增稠剂、0.2份消泡剂、0.5份稳定剂加入分散釜中，在搅拌均匀;然后加入10份钛白粉、5份氧化铁红、6份绢云母、5份硅微粉、15份重钙，制成细度≤60μm的预制浆；再加入步骤1）所得15份氟硅改性苯丙乳液、15份改性硅酸钾溶液分散均匀即得水性防腐工业漆。
16.实施例3：1）按重量份将80份去离子水、0.2份乳化剂、5份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、5份八氟戊基丙烯酸酯、5份甲基丙烯酰氧基硅烷加入反应釜，高速搅拌10～30min，将0.1份引发剂加去离子水配制6wt%的溶液，缓慢滴加至反应釜中，继续在高温下反应2～4h后，停止反应，待乳液降至室温，即得氟硅改性苯丙乳液；2)按重量份依次把25份去离子水、0.5份分散剂、0.2份润湿剂、0.6份增稠剂、0.2份消泡剂、0.5份稳定剂加入分散釜中，在搅拌均匀;然后加入10份钛白粉、5份氧化铁红、6份绢云母、5份硅微粉、15份重钙，制成细度≤60μm的预制浆；再加入步骤1）所得5份氟硅改性苯丙乳液、25份改性硅酸钾溶液分散均匀即得水性防腐工业漆。
17.实施例4：1）按重量份将80份去离子水、0.2份乳化剂、5份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、5份八氟戊基丙烯酸酯、5份甲基丙烯酰氧基硅烷加入反应釜，高速搅拌10～30min，将0.1份引发剂加去离子水配制6wt%的溶液，缓慢滴加至反应釜中，继续在高温下反应2～4h后，停止反应，待乳液降至室温，即得氟硅改性苯丙乳液；2)按重量份依次把25份去离子水、0.5份分散剂、0.2份润湿剂、0.6份增稠剂、0.2份消泡剂、0.5份稳定剂加入分散釜中，在搅拌均匀;然后加入10份钛白粉、6份氧化铁红、8份绢云母、5份硅微粉、15份重钙，制成细度≤60μm的预制浆；再加入步骤1）所得10份氟硅改性苯丙乳液、20份改性硅酸钾溶液分散均匀即得水性防腐工业漆。
18.对比例：1）按重量份将80份去离子水、0.2份乳化剂、5份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酰氧基硅烷加入反应釜，高速搅拌10～30min，将0.1份引发剂加去离子水配制6wt%的溶液，缓慢滴加至反应釜中，继续在高温下反应2～4h后，停止反应，待乳液降至室温，即得自交联苯丙乳液；2)按重量份依次把25份去离子水、0.5份分散剂、0.2份润湿剂、0.6份增稠剂、0.2份消泡剂、0.5份稳定剂加入分散釜中，在搅拌均匀;然后加入10份钛白粉、5份氧化铁红、6份绢云母、5份硅微粉、15份重钙，制成细度≤60μm的预制浆；再加入步骤1）所得10份自交联苯丙乳液、20份改性硅酸钾溶液分散均匀即得水性防腐工业漆。
19.将上述实施例1～4和对比例1参照行业标准hg／t 5176-2017《钢结构用水性防腐涂料》的相关技术指标进行检测。经测试，本发明产品符合相关规定的自清洁涂料标准要求，具有优异的漆膜性能，其主要性能指标如表1所示。
20.从表1可知，未添加氟硅改性苯丙乳液的对比例1具有优异的附着力和耐人工气候老化性能，但由于硅酸钾较强的亲水性，导致漆膜的耐水和耐盐雾性能不佳。而添加了氟硅改性苯丙乳液的实施例1-4，由于c-f键和si-o键的引入使得漆膜具有较低表面能，能够有效地阻碍腐蚀介质向基材渗入，使得其耐水性和耐盐雾性能有了大大的提高。而且本发明产品为水性涂料，通过特殊的制备方法减少了成膜助剂、防冻液等有机溶剂的添加，有机挥发物含量远低于hg／t 5176-2017《钢结构用水性防腐涂料》规定。
21.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变化，这均属于本发明的保护范围。