一种水性丙烯酸防锈涂料及其制备方法与流程

1.本技术涉及涂料的领域，尤其是涉及一种水性丙烯酸防锈涂料及其制备方法。

背景技术：

2.与溶剂型涂料相比，水性涂料依靠其高环保性、高作业安全性得到越来越多的关注，在汽车修补涂料、防腐蚀涂料、道路标示涂料等领域中得到越来越高的开发占比。
3.由水性丙烯酸制成的涂料具有较好的耐热性和耐光性，具有良好的储存稳定性，在储存过程中较少发生变质的情况。在实施应用中，水性丙烯酸涂料具备良好的使用性能，具备无污染等特点，同时还能够配制成施工性能优良的涂料，使用安全性得到了有效保证。
4.基于目前对水性丙烯酸涂料的研究，本技术另外提供一种防锈蚀的水性丙烯酸涂料。

技术实现要素：

5.为了提高丙烯酸涂料的防锈蚀性能，本技术提供一种水性丙烯酸防锈涂料及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供供一种水性丙烯酸防锈涂料，采用如下的技术方案：一种水性丙烯酸防锈涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液45-55份，成膜助剂1-3份，消泡剂0.2-0.4份，蒙脱土0.5-0.7份，增稠剂0.4-0.6份，防闪锈剂0.4-0.6份，杀菌剂0.1-0.3份，分散剂0.7-0.9份，硫酸钡4-6份，云母粉8-12份，氧化铁红10-15份，三聚磷酸铝5-8份，二甲基乙醇胺0.1-0.2份，水10-15份。
7.通过采用上述技术方案，将三聚磷酸铝加入到涂料中，三聚磷酸铝释放出来的三聚磷酸根离子与金属离子之间具有较强的鳌合力，从而在被涂的金属基材表面能够形成稳定的络合钝化膜，从而在金属表面形成隔离层，达到了防锈功能。
8.氧化铁红具有较高的遮盖力，其细微的颗粒结构在涂膜形成过程中，可以提高涂膜的致密性，起到屏蔽和降低涂膜渗透性的作用，从而可达到防锈效果；云母粉结构为片状，在涂膜中呈现平行排列，在提高涂膜的机械性能和抗伸缩性能的同时，可以提高涂膜的致密性，起到屏蔽作用，从而进一步提高涂膜的防锈效果。
9.蒙脱土在涂料体系中能够形成絮凝状物质，达到增稠作用，同时，也可以增强涂膜的耐水性；硫酸钡在一定程度上可以提高涂膜的耐磨性、耐水性和耐冲击性能，同时其具有的反射性可以增强涂膜的耐光老化效果。
10.在一个具体的可实施方案中,所述云母粉经过预处理，具体处理如下：按照水溶性酚醛树脂与水的质量比为1∶(5-6)，将水溶酚醛树脂与水混匀，制成混合液，再按照云母粉与混合液的质量比为1∶(3-4)，将云母粉投入混合液中，然后过滤干燥，得表面包裹有酚醛树脂膜的云母粉。
11.通过采用上述技术方案，利用酚醛树脂对云母粉进行包裹，酚醛树脂具有粘结性可以提高云母粉在涂料体系中与其他组分之间的粘结效果，使得云母粉能够在基材表面形
成稳定的致密层，从而有效确保了涂膜的防锈蚀效果。
12.在一个具体的可实施方案中,还包括5-8重量份的硅溶胶。
13.通过采用上述技术方案，硅溶胶加入涂料体系中后，在涂膜固化时，硅溶胶中的水分子蒸发，胶体粒子能够牢固的附着在基材表面，从而可提高涂膜的附着力。
14.在一个具体的可实施方案中,将硅烷偶联剂与水混合，制成浓度为3-5％的硅烷偶联剂溶液，再按照经过预处理的云母粉与硅烷偶联剂与的质量比为1∶(2-3)，将硅烷偶联剂溶液喷在经过预处理的云母粉表面。
15.通过采用上述技术方案，云母粉表面覆着有硅烷偶联剂和酚醛树脂薄膜，在涂料体系中，硅烷偶联剂可同时与硅溶胶、酚醛树脂发明偶联反应，从而在涂膜形成过程中，三聚磷酸铝先在金属基材表面形成络合钝化膜，然后云母粉在钝化膜一侧形成致密层，由于硅烷偶联剂的存在，在云母粉形成的致密层和钝化膜之间硅溶胶可再形成一层牢固层，在云母粉形成的致密层另一侧硅溶胶也可形成一层牢固层，从而在金属基材表面形成多层防护结构，有效确保了涂膜对金属基材的防锈效果。
16.在一个具体的可实施方案中,所述云母粉目数为800-1250目。
17.通过采用上述技术方案，有助于云母粉能够均匀分散于涂料体系中。
18.第二方面，本技术提供一种水性丙烯酸防锈涂料的制备方法，采用如下的技术方案：一种水性丙烯酸防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤s1、按配比，将水、分散剂、蒙脱土、二甲基乙醇胺和三分之二的消泡剂混匀；步骤s2、加入氧化铁红、三聚磷酸铝、硫酸钡和云母粉，混匀；步骤s3、加入丙烯酸乳液、成膜助剂、剩余的消泡剂、防闪锈剂、杀菌剂和增稠剂，混匀，得水性丙烯酸防锈涂料。
19.在一个具体的可实施方案中,所述步骤s2中，将物料混匀后，研磨细度至30μm以下。
20.通过采用上述技术方案，有助于涂料在基材表面形成均匀平整的涂膜。
21.在一个具体的可实施方案中,步骤s1中，搅拌速度为600-800rpm，搅拌20-30min；步骤s2和步骤s3中，搅拌速度均为300-500rpm，搅拌20-30min。
22.通过采用上述技术方案，有助于原料组分在涂料体系中能够分散均匀。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术利用三聚磷酸铝在涂料在金属基材表面形成及的基础的防护膜，利用云母粉在基础的防护膜外再形成致密的防护层，并利用氧化铁红提高涂膜的致密性，从而有效提高了涂膜的防锈蚀性能；2.本技术利用酚醛树脂对云母粉进行包裹，可提高云母粉与其他组分之间的粘结性，从而可增加云母粉形成的致密层在涂膜中的稳定性，有助提高涂抹的防锈蚀效果；3.本技术在涂料体系中加入硅溶胶，并利用在包裹有酚醛树脂膜的云母粉上喷涂硅烷偶联剂，使得涂膜中自金属基材表面起具有由三聚磷酸铝形成的络合钝化膜、由硅溶胶形成的防护层、由云母粉形成致密层和由硅溶胶形成的防护层，从而可达到多重防护的效果，大大提高了涂料的防锈蚀性能。
具体实施方式
24.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
25.本技术中，丙烯酸乳液型号为万华wantipro 0613；成膜助剂型号为sh-2651425；消泡剂型号为tego-830；增稠剂型号为rm-2020npr；防闪锈剂型号为sn-9779；杀菌剂型号为kathon lx150；水溶性酚醛树脂型号为济南山海化工2402；硅烷偶联剂型号为kh-560；硅溶胶型号为zc-823-06。
26.云母粉的制备例制备例1按照水溶性酚醛树脂与水的质量比为1∶5，将水溶酚醛树脂与水混匀，制成混合液，再按照云母粉与混合液的质量比为1∶3，将云母粉投入混合液中，然后过滤干燥，得表面包裹有酚醛树脂膜的云母粉。
27.制备例2按照水溶性酚醛树脂与水的质量比为1∶6将水溶酚醛树脂与水混匀，制成混合液，再按照云母粉与混合液的质量比为1∶4，将云母粉投入混合液中，然后过滤干燥，得表面包裹有酚醛树脂膜的云母粉。
28.制备例3将硅烷偶联剂与水混合，制成质量浓度为3％的硅烷偶联剂溶液，再按照制备例1中的云母粉与硅烷偶联剂的质量比为1∶2，将硅烷偶联剂溶液喷在制备例1中的云母粉表面。
29.制备例4将硅烷偶联剂与水混合，制成质量浓度为3％的硅烷偶联剂溶液，再按照制备例2中的云母粉与硅烷偶联剂的质量比为1∶2，将硅烷偶联剂溶液喷在制备例1中的云母粉表面。
30.制备例5将硅烷偶联剂与水混合，制成质量浓度为5％的硅烷偶联剂溶液，再按照制备例1中的云母粉与硅烷偶联剂的质量比为1∶3，将硅烷偶联剂溶液喷在制备例1中的云母粉表面。
31.制备例6将硅烷偶联剂与水混合，制成质量浓度为5％的硅烷偶联剂溶液，再按照制备例2中的云母粉与硅烷偶联剂的质量比为1∶3，将硅烷偶联剂溶液喷在制备例2中的云母粉表面。实施例
32.实施例1一种水性丙烯酸防锈涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液450g，成膜助剂10g，消泡剂2g，蒙脱土5g，增稠剂4g，防闪锈剂4g，杀菌剂2g，分散剂7g，硫酸钡40g，云母粉80g，氧化铁红100g，三聚磷酸铝50g，二甲基乙醇胺1g，水100g。本实施例中分散剂选用byk-190分散剂，云母粉的目数为800目。
33.水性丙烯酸乳液由以下方法进行制备：步骤s1、按配比，将分散剂、蒙脱土、二甲基乙醇胺和三分之二的消泡剂混合，按照
搅拌速度为600rpm持续搅拌20min；步骤s2、向步骤s1中的混合物中加入氧化铁红、三聚磷酸铝、硫酸钡和云母粉，按照搅拌速度为300rpm持续搅拌20min，混匀后，物料的细度经检测为40μm；步骤s3、向步骤s2中的混合物中加入丙烯酸乳液，成膜助剂、剩余的消泡剂、防闪锈剂、杀菌剂和增稠剂，按照搅拌速度为300rpm持续搅拌20min，得水性丙烯酸防锈涂料。
34.实施例2一种水性丙烯酸防锈涂料，包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液500g，成膜助剂20g，消泡剂3g，蒙脱土6g，增稠剂5g，防闪锈剂5g，杀菌剂1g，分散剂8g，硫酸钡50g，云母粉100g，氧化铁红130g，三聚磷酸铝70g，二甲基乙醇胺1g，水130g。本实施例中分散剂选用byk-190分散剂。
35.水性丙烯酸乳液由以下方法进行制备：步骤s1、按配比，将分散剂、蒙脱土、二甲基乙醇胺和三分之二的消泡剂混合，按照搅拌速度为800rpm持续搅拌30min；步骤s2、向步骤s1中的混合物中加入氧化铁红、三聚磷酸铝、硫酸钡和云母粉，按照搅拌速度为500rpm持续搅拌30min；步骤s3、向步骤s2中的混合物中加入丙烯酸乳液，成膜助剂、剩余的消泡剂、防闪锈剂、杀菌剂和增稠剂，按照搅拌速度为500rpm持续搅拌30min，得水性丙烯酸防锈涂料。
36.实施例3本实施例与实施例1的区别仅在于各原料组分的用量不用，具体为：丙烯酸乳液550g，成膜助剂30g，消泡剂4g，蒙脱土7g，增稠剂6g，防闪锈剂6g，杀菌剂3g，分散剂9g，硫酸钡60g，云母粉120g，氧化铁红150g，三聚磷酸铝80g，二甲基乙醇胺2g，水150g。本实施例中分散剂选用byk-190分散剂。
37.实施例4本实施例与实施例2的区别仅在于，分散剂选用tego 740w润湿分散剂。
38.实施例5本实施例与实施例2的区别仅在于，分散剂由质量比为5∶3的tego 740w润湿分散剂和byk-190分散剂组成。
39.实施例6本实施例与实施例1的区别仅在于，云母粉的目数为1250目。
40.实施例7本实施例与实施例1的区别仅在于，云母粉采用制备例1中制备的云母粉。
41.实施例8本实施例与实施例1的区别仅在于，云母粉采用制备例2中制备的云母粉。
42.实施例9本实施例与实施例7的区别仅在于，步骤s2中还添加有50g的硅溶胶。
43.实施例10本实施例与实施例7的区别仅在于，步骤s2中还添加有60g的硅溶胶。
44.实施例11本实施例与实施例7的区别仅在于，步骤s2中还添加有80g的硅溶胶。
45.实施例12本实施例与实施例9的区别仅在于，云母粉采用制备例3中制备的云母粉。
46.实施例13本实施例与实施例9的区别仅在于，云母粉采用制备例4中制备的云母粉。
47.实施例14本实施例与实施例9的区别仅在于，云母粉采用制备例5中制备的云母粉。
48.实施例15本实施例与实施例9的区别仅在于，云母粉采用制备例6中制备的云母粉。
49.实施例16本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤s2中，将混匀后的物料研磨至细度为30μm。
50.实施例17本实施例与实施例1的区别仅在于，步骤s2中，将混匀后的物料研磨至细度为25μm。
51.对比例对比例1本对比例与实施例1相比，将氧化铁红替换为等量的水。
52.对比例2本对比例与实施例1相比，将三聚磷酸铝替换为等量的水。
53.对比例3本对比例与实施例1相比，将云母粉替换为等量的水。
54.性能检测试验测试一、参照gb 1720-1979《漆膜附着力测定法》测定各实施例和各对比例中漆膜的附着力。结果评定按照1-7级评定，1级为附着力最优，7级为附着力最差。
55.测试二、参照gb/t 1732-1993《漆膜耐冲击法测定法》测定各实施例和各对比例中漆膜的耐冲击性能，记录重锤下落导致漆膜出现裂纹或剥落的最小高度。
56.测试三、参照gb/t 1733-1993《漆膜耐水性测定法》测定各实施例和各对比例中漆膜的耐水性(24h)，结果评定：1级：无气泡、无脱落；2级：有很少的几个泡，有脱落，脱落大小小于1mm；3级：有少量的泡，有脱落，脱落大小在1-3mm之间；4级：有较多的泡，有脱落，脱落大小在3-10mm之间；5级：有很多的泡，有脱落，脱落大小在10-30mm之间；6级：有比较密集的泡，有脱落，脱落大小大于30mm。
57.测试四、参照gb/t 1771-2007《漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》进行测试，结果评定：1级：无气泡、无锈点；2级：有很少的几个泡，有锈点，锈点数量小于5个；3级：有少量的泡，有少量锈点，锈点数量在6-10个之间；4级：有中等数量的泡，有中等数量的锈点，锈点数量在11-15个之间；5级：有较多的泡和锈点，锈点数量在16-20个之间；6级：有密集型的泡和锈点，锈点数量大于20个。
58.表1性能检测试验结果
参照表1，与对比例1-对比例3相比，实施例1至实施例3中涂料表现出更佳的附着力和防锈蚀性能，表明本技术通过添加三聚磷酸铝、氧化铁红和云母粉，可使涂料在金属基材表面形成致密的隔离防护层，从而使涂膜表现出具有优良的防锈蚀性能。
59.结合实施例2、实施例4和实施例5，通过将tego 740w润湿分散剂和byk-190分散剂复配使用，更加有助于原料组分在涂料体系中的分散均一性，从而有助于涂料在金属基材表面形成致密的涂膜，以起到防锈效果。
60.结合实施例1、实施例7和实施例8，实施例7和实施例8中的涂料表现出更好的附着力、耐冲击力和防锈蚀性能，表明利用水溶性酚醛树脂对云母粉进行包裹，可提高云母粉与其他原料之间的粘结力，使涂料更好的发挥防锈蚀效果。
61.结合实施例7、实施例9至实施例11，实施例9至实施例11中的涂料表现出更优的附着力，表明在涂料体系中添加的硅溶胶能够有效提高涂膜对金属基材的附着力。
62.结合实施例9、实施例12至实施例15，实施例12至实施例15中的涂料表现出更佳的附着力，表明将硅烷偶联剂喷在水溶性酚醛树脂包裹的云母粉上，在涂膜固化过程中，硅烷
偶联剂可使硅溶胶中的胶体粒子在云母粉层形成的致密层的两侧再形成一层牢固层，从而在金属基材的表面可依次形成有三聚磷酸铝形成隔离层、硅溶胶形成的牢固层、云母粉形成的致密层和硅溶胶形成的牢固层，进而大大提高了涂膜的防锈蚀性能和对金属基材的附着力。
63.结合实施例1、实施例16和实施例17，实施例16和实施例17中的涂料表现出更优的附着力，表明适当调低涂料的细度后，有助于涂料在金属基材表面形成均一平整的涂膜，在一定程度上也可以改善涂料在金属基材表面上的附着效果。
64.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种水性丙烯酸防锈涂料，其特征在于：包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液45-55份，成膜助剂1-3份，消泡剂0.2-0.4份，蒙脱土0.5-0.7份，增稠剂0.4-0.6份，防闪锈剂0.4-0.6份，杀菌剂0.1-0.3份，分散剂0.7-0.9份，硫酸钡4-6份，云母粉8-12份，氧化铁红10-15份，三聚磷酸铝5-8份，二甲基乙醇胺0.1-0.2份，水10-15份。2.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸防锈涂料，其特征在于：所述云母粉经过预处理，具体处理如下：按照水溶性酚醛树脂与水的质量比为1∶（5-6），将水溶酚醛树脂与水混匀，制成混合液，再按照云母粉与混合液的质量比为1∶（3-4），将云母粉投入混合液中，然后过滤干燥，得表面包裹有酚醛树脂膜的云母粉。3.根据权利要求2所述的一种水性丙烯酸防锈涂料，其特征在于：还包括5-8重量份的硅溶胶。4.根据权利要求3所述的一种水性丙烯酸防锈涂料，其特征在于：将硅烷偶联剂与水混合，制成浓度为3-5%的硅烷偶联剂溶液，再按照经过预处理的云母粉与硅烷偶联剂与的质量比为1∶（2-3），将硅烷偶联剂溶液喷在经过预处理的云母粉表面。5.根据权利要求1所述的一种水性丙烯酸防锈涂料，其特征在于：所述云母粉目数为800-1250目。6.权利要求1-5任一项所述的一种水性丙烯酸防锈涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、按配比，将水、分散剂、蒙脱土、二甲基乙醇胺和三分之二的消泡剂混匀；步骤s2、加入氧化铁红、三聚磷酸铝、硫酸钡和云母粉，混匀；步骤s3、加入丙烯酸乳液、成膜助剂、剩余的消泡剂、防闪锈剂、杀菌剂和增稠剂，混匀，得水性丙烯酸防锈涂料。7.根据权利要求6所述的一种水性丙烯酸防锈涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，将物料混匀后，研磨细度至30μm以下。8.根据权利要求6所述的一种水性丙烯酸防锈涂料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，搅拌速度为600-800rpm，搅拌20-30min；步骤s2和步骤s3中，搅拌速度均为300-500rpm，搅拌20-30min。

技术总结

本申请涉及一种水性丙烯酸防锈涂料及其制备方法，水性丙烯酸防锈涂料包括以下重量份的原料：丙烯酸乳液45-55份，成膜助剂1-3份，消泡剂0.2-0.4份，蒙脱土0.5-0.7份，增稠剂0.4-0.6份，防闪锈剂0.4-0.6份，杀菌剂0.1-0.3份，分散剂0.7-0.9份，硫酸钡4-6份，云母粉8-12份，氧化铁红10-15份，三聚磷酸铝5-8份，二甲基乙醇胺0.1-0.2份，水10-15份。本申请中的水性丙烯酸防锈涂料具有较优的防锈蚀效果。烯酸防锈涂料具有较优的防锈蚀效果。