一種防鏽塗料乳液及其製備方法
2023-05-02 00:59:06
專利名稱：一種防鏽塗料乳液及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於鋼鐵構件的防鏽塗料乳液及其製備方法。
背景技術：
為了保護鋼鐵構件不生鏽，常採用塗料的方法。以往在使用塗料之前，必須對基材徹底除鏽，除鏽工作的勞動強度很大，並且對大型和結構複雜的鋼鐵構件來說，全面徹底除鏽幾乎是不可能的。目前已經有了帶鏽塗料，它使用前無需徹底除鏽，可以直接在鋼鐵構件的鏽面上， 同樣能收到防鏽的效果。特開昭57-18766和GB2160877號專利中敘述了一種由乳液、成膜助劑、轉化劑、轉化促進劑、凍融穩定劑、消泡劑、增粘劑和水等組成的抗腐蝕塗料，這是目前較好的一類防鏽塗料乳液。但是也還有成膜溫度高、貯存穩定性差的缺點。
發明內容
本發明的目的，就是針對上述問題而提供一種防鏽塗料乳液，更確切說，提供一種成膜溫度低，貯藏穩定性好，不含磷酸的轉化型防鏽塗料乳液。本發明的另外一個目的在於提供一種製備本發明防鏽塗料乳液的方法。本發明為達目的所採用的技術方案是本發明的一種防鏽塗料乳液，以重量百分含量計，該防鏽塗料乳液的組成成分為
乙丙乳液60~75%
轉化劑3~10%
轉化促進劑1 ~ 5%
增稠劑5~10%
成膜助劑1 ~ 5%
凍融穩定劑2~3%
消泡劑0. 5~1%
防腐劑0. 5~1%
水其餘；所述乙丙乳液為乙酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液；所述轉化劑選自丹寧酸或沒食子酸；所述轉化促進劑為鄰苯二酚或三酚；所述增稠劑選自羥甲基纖維素、精緻瓊脂、海藻酸鹽或聚丙烯酸鹽；所述成膜助劑選自乙二醇乙醚或乙二醇丁醚；
所述凍融穩定劑選自乙二醇、1，2-丙二醇或己二醇；所述消泡劑選自磷酸三丁酯或水性矽油；所述防腐劑選自苯甲酸鈉或亞硝酸鈉。上述本發明的原料均由市場採購而得。本發明採用分布聚合法合成具有層狀結構粒子的乙丙乳液，所謂層狀結構乳液， 就是由兩種以上組分不同的聚合物，呈不均相存在於同一粒子之中，以一種聚合物為核心， 另一種聚合物也包在核心外層，所以，也稱核殼結構乳液。用這種乳液製備的塗料，具有如下優點其一，使硬質聚合物處於中心，軟質聚合物包在外面，這樣有利於粒子融著，有利於對被塗物的表面粘接或附著。而且成膜溫度低，成膜後，可同時獲得硬度高，綜合性能好的塗膜；其二，使不易分散的親水性差的聚合物居於中心，親水性能強的聚合物包在外圍，可提高乳液的分散穩定性。成膜後，又呈現出疏水性，因此可提高塗膜的耐水性。本發明還提供了一種防鏽塗料乳液的製備方法，包括以下步驟將轉化劑、轉化促進劑、水、成膜助劑和凍融穩定劑混合，加熱至50°C，攪拌1小時後，以恆定速度添加至乙丙乳液中，然後再依次加入增稠劑、消泡劑、防腐劑，攪拌均勻後即得到所述防鏽塗料乳液。上述的一種防鏽塗料乳液的製備方法，其中，所述恆定速度為每分鐘100 120毫升。上述的一種防鏽塗料乳液的製備方法，其中，所述依次加入增稠劑、消泡劑、防腐劑的添加間隔為1 1. 5小時，且添加時的攪拌轉速為450 500轉/分鐘。上述的一種防鏽塗料乳液的製備方法，其中，所述乙丙乳液為乙酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液，其製備方法如下A、將定量去離子水、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、碳酸氫鈉和陰離子表面活性劑加入到反應釜中，升溫至70°C，再加入定量過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，保溫攪拌80分鐘、轉速控制在660 680轉/分鐘後得到混合乳液；B、將定量丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸混合均勻，作為預混合組分備用；C、在步驟A中的反應釜中，以第一恆定速度滴加預混合組分，滴加1小時後，緩慢降溫直至45 55°C，並控制溫度在50 60°C，繼續以第二恆定速度每分鐘100 120毫升的速度滴加預混合組分，直至滴完，再升溫至80°C，並控制溫度在80 85°C保溫反應5 小時，再降溫到室溫，製備得到乙丙乳液。上述乙丙乳液的製備方法中，所述乙丙乳液的乳膠膠束粒徑分布在60 150納米，從粒徑分布分析，乳膠粒徑呈現雙峰分布，其中，乳膠膠束粒徑為80納米的佔總量20 30%，且在60 100納米區間呈現正態分布；乳膠膠束粒徑為130納米的佔總量50 60%，且在110 150納米區間呈現正態分布。上述乙丙乳液的製備方法中，步驟A中所述去離子水為240重量份、乙酸乙烯酯為 35重量份、丙烯酸丁酯為85重量份、碳酸氫鈉為1重量份、陰離子表面活性劑為2. 2重量份、過硫酸銨為0. 17重量份以及亞硫酸氫鈉為0. 2重量份；步驟B中所述丙烯酸丁酯為108 重量份、乙酸乙烯酯為20重量份、丙烯酸為12重量份。上述乙丙乳液的製備方法中，步驟A中所述反應釜的攪拌漿為開啟彎葉式，葉片數為5葉，其直徑與反應釜直徑之比為0. 78，其葉片直徑與葉片高度之比為4. 6。
上述乙丙乳液的製備方法中，步驟A中所述去離子水電導率控制在0. 1 μ s/cm 0. 5 μ s/cm。上述乙丙乳液的製備方法中，步驟C中所述第一恆定速度為每分鐘20-30毫升，所述第二恆定速度為每分鐘100-120毫升。由於採用了上述技術方案，本發明防鏽塗料乳液具有成膜溫度低、貯存穩定性和塗膜性能好、塗膜耐水性高等特點，完全滿足船舶製造工業、石油工業、機械工業、建築行業及其他需要鋼鐵防鏽保護的各個行業的防鏽保護要求。
具體實施例方式以下通過具體實施例對本發明進行一步闡述，但不應以任何方式限制本發明。實施例1乙丙(乙酸乙烯酯-丙烯酸酯)乳液的製備把240份(按重量，下同)去離子水、1. 0份碳酸氫鈉和2. 2份陰離子表面活性劑加入反應器中，再將第一步單體即85份丙烯酸丁酯和35份乙酸乙烯酯分散於上述水溶液中，升溫至70°C，加入引發劑即0. 17份過硫酸銨和0. 20份亞硫酸氫鈉，保溫攪拌80分鐘後得到混合乳液；然後以每分鐘20 30毫升的速度滴加第二步單體，即108份的丙烯酸丁酯、20份的乙酸乙烯酯和12份丙烯酸合均勻後的混合液，滴加1小時後，緩慢降溫直至45 55°C，並控制溫度在50 60°C，繼續以每分鐘100 120毫升的速度滴加組分1，直至滴完。再升溫至80°C，並控制溫度在80 85°C 保溫反應5小時，再降溫到室溫。防鏽塗料乳液的製備把5. 0份的轉化劑(丹寧酸)、2. 0份的轉化促進劑(苯三酚)、10. 0份的水、2. 0份的成膜助劑(乙二醇丁醚)和2. 2份凍融穩定劑(乙二醇)混合在一起，加熱至50°C攪拌1小時後，以每分鐘100毫升的速度加入到70. 2份的乙丙乳液之中，維持溫度50 60°C，全部加完後，再加入0. 8份的消泡劑(磷酸三丁酯)，攪拌1小時， 再加入7. 0份增稠劑(14. 2%的聚丙烯酸鈉水溶液)，攪拌1小時，再加入0. 8份的防腐劑 (5%的苯甲酸鈉)，攪拌1小時，即得到所述水性帶鏽塗料。該實施例製備得到的防鏽塗料乳液，其各項性能如下乳白色水性分散體，不分層，無沉澱，無結皮，攪拌後呈均勻狀態；粘度200士50mpa. s ；pH值8士 1。實施例2乙丙乳液的製備同實施例1。防鏽塗料乳液的製備把8. 0份的轉化劑(沒食子酸)、2. 0份的轉化促進劑(苯三酚)、13. 0份的水、3. 0份的成膜助劑(乙二醇乙醚)和2. 5份凍融穩定劑(乙二醇)混合在一起，加熱至50°C攪拌1小時後，以每分鐘100毫升的速度加入到65. 0份的乙丙乳液之中，維持溫度50 60°C，全部加完後，再加入0. 5份的消泡劑(磷酸三丁酯)，攪拌1小時，再加入5. 0份增稠劑(14. 2%的聚丙烯酸鈉水溶液)，攪拌1小時，再加入1. 0份的防腐劑(5%的苯甲酸鈉)，攪拌1小時，即得到所述水性帶鏽塗料。該實施例製備得到的防鏽塗料乳液，其各項性能如下乳白色水性分散體，不分層，無沉澱，無結皮，攪拌後呈均勻狀態；粘度180士50mpa. s ；pH值8士 1。以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬於本發明的範疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
1.一種防鏽塗料乳液，其特徵在於，以重量百分含量計，該防鏽塗料乳液的組成成分為乙丙乳液60~75%轉化劑3~10%轉化促進劑1 ~ 5%增稠劑5~10%成膜助劑1 ~ 5%凍融穩定劑2~3%消泡劑0. 5~1%防腐劑0. 5~1%水其餘；所述乙丙乳液為乙酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液； 所述轉化劑選自丹寧酸或沒食子酸； 所述轉化促進劑為鄰苯二酚或三酚；所述增稠劑選自羥甲基纖維素、精緻瓊脂、海藻酸鹽或聚丙烯酸鹽； 所述成膜助劑選自乙二醇乙醚或乙二醇丁醚； 所述凍融穩定劑選自乙二醇、1，2_丙二醇或己二醇； 所述消泡劑選自磷酸三丁酯或水性矽油； 所述防腐劑選自苯甲酸鈉或亞硝酸鈉。
2.一種如權利要求1所述的防鏽塗料乳液的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 將轉化劑、轉化促進劑、水、成膜助劑和凍融穩定劑混合，加熱至50°C，攪拌1小時後，以恆定速度添加至乙丙乳液中，然後再依次加入增稠劑、消泡劑、防腐劑，攪拌均勻後即得到所述防鏽塗料乳液。
3.如權利要求2所述的一種防鏽塗料乳液的製備方法，其特徵在於，所述恆定速度為每分鐘100 120毫升。
4.如權利要求2所述的一種防鏽塗料乳液的製備方法，其特徵在於，所述依次加入增稠劑、消泡劑、防腐劑的添加間隔為1 1. 5小時，且添加時的攪拌轉速為450 500轉/ 分鐘。
5.如權利要求2所述的一種防鏽塗料乳液的製備方法，其特徵在於，所述乙丙乳液為乙酸乙烯酯-丙烯酸酯乳液，其製備方法如下A、將定量去離子水、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、碳酸氫鈉和陰離子表面活性劑加入到反應釜中，升溫至70°C，再加入定量過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，保溫攪拌80分鐘、轉速控制在 660 680轉/分鐘後得到混合乳液；B、將定量丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸混合均勻，作為預混合組分備用；C、在步驟A中的反應釜中，以第一恆定速度滴加預混合組分，滴加1小時後，緩慢降溫直至45 55°C，並控制溫度在50 60°C，繼續以第二恆定速度每分鐘100 120毫升的速度滴加預混合組分，直至滴完，再升溫至80°C，並控制溫度在80 85°C保溫反應5小時，再降溫到室溫，製備得到乙丙乳液。
6.如權利要求5所述的一種防鏽塗料乳液，其特徵在於，所述乙丙乳液的乳膠膠束粒徑分布在60 150納米，從粒徑分布分析，乳膠粒徑呈現雙峰分布，其中，乳膠膠束粒徑為 80納米的佔總量20 30%，且在60 100納米區間呈現正態分布；乳膠膠束粒徑為130 納米的佔總量50 60%，且在110 150納米區間呈現正態分布。
7.如權利要求5所述的一種防鏽塗料乳液，其特徵在於，步驟A中所述去離子水為MO 重量份、乙酸乙烯酯為35重量份、丙烯酸丁酯為85重量份、碳酸氫鈉為1重量份、陰離子表面活性劑為2. 2重量份、過硫酸銨為0. 17重量份以及亞硫酸氫鈉為0. 2重量份；步驟B中所述丙烯酸丁酯為108重量份、乙酸乙烯酯為20重量份、丙烯酸為12重量份。
8.如權利要求5所述的一種防鏽塗料乳液，其特徵在於，步驟A中所述反應釜的攪拌漿為開啟彎葉式，葉片數為5葉，其直徑與反應釜直徑之比為0. 78，其葉片直徑與葉片高度之比為4.6。
9.如權利要求5所述的一種防鏽塗料乳液，其特徵在於，步驟A中所述去離子水電導率控制在 0. 1 μ s/cm 0. 5 μ s/cm。
10.如權利要求5所述的一種防鏽塗料乳液，其特徵在於，步驟C中所述第一恆定速度為每分鐘20-30毫升，所述第二恆定速度為每分鐘100-120毫升。
全文摘要
本發明涉及一種防鏽塗料乳液，主要由轉化劑、轉化促進劑、水、成膜助劑、凍融穩定劑、乙丙乳液、增稠劑、消泡劑和防腐劑組成，還提供了一種本發明的製備方法。本發明防鏽塗料乳液具有成膜溫度低、貯存穩定性和塗膜性能好、塗膜耐水性高等特點，完全滿足船舶製造工業、石油工業、機械工業、建築行業及其他需要鋼鐵防鏽保護的各個行業的防鏽保護要求。
文檔編號C09D7/12GK102533018SQ20111044100
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者周盛忠 申請人:上海奇想青晨新材料科技股份有限公司