專利名稱：一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆的制作方法
技術領域：
本發明屬涂料技術領域，特別涉及的是一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，該底漆具有較好的防腐性能。
背景技術：
鋼鐵腐蝕每年給社會帶來了巨大的經濟損失，為了防止鋼鐵腐蝕，人們發明了多種方法用于鋼結構的防腐，在眾多防腐方法中涂裝防腐涂料是最為經濟，且簡單易行的方法。為了獲得優良的防腐性能，涂裝前必須把鋼材上的鐵銹清除干凈，否則由于鐵銹的存在使得漆膜的防腐效果變得很差。因此，鋼鐵的除銹處理是涂裝工藝的重要組成部分，對于防腐蝕涂裝的成敗起著決定性作用。現在許多大型鋼結構建筑、橋梁、船舶等具有非常復雜的表面結構，涂裝防腐涂料 的過程中由于受施工條件的限制，難以采用機械化方法做到整體除銹，只能采用手工或電動工具進行除銹。其結果是必然有鐵銹殘留，從而導致除銹質量難以得到保證，涂裝之后的整體防腐性下降。在鋼結構的后期防腐維護中，這種現象更是避免不了。而且對于防腐涂料來講，在維修施工費用中，除銹占45%左右，如果能減少或省去除銹的表面處理，可以大幅降低涂裝成本。為了解決帶銹鋼結構表面的涂裝問題，人們研發了帶銹涂料和銹蝕轉化涂料，這兩種涂料可以直接刷涂在帶銹鋼鐵表面，起到穩定鐵銹或是轉化鐵銹的作用。本發明所研制的水性鐵銹轉化底漆正是這樣一種涂料，它可以將鐵銹轉化成穩定的化合物，鐵銹在轉化劑作用下變為防腐底漆的組成部分，最終牢固地黏附在鋼鐵基體表面形成保護性密閉層，防止鋼鐵氧化銹蝕，起到除銹防銹的雙重作用。由于使用丙烯酸類的乳液、含氯乳液或是其它改性的丙烯酸乳液時，最終涂膜的防腐性能一般。為了提高防腐性，本發明在該底漆中加入了一種可以常溫自交聯的水性環氧，在涂膜的干燥過程中，水性環氧發生交聯反應，使得涂膜變得致密，從而提高了涂料的耐水性、耐鹽霧等性能。又因為所加入的水性環氧是單組分的，交聯固化反應只是發生在涂裝之后，故在施工時減少了雙組份涂料配漆所帶來的不便。

發明內容
為了解決在帶銹鋼鐵表面的涂裝問題，本發明研制了一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，這種底漆由水性混合乳液、消泡劑、流平劑、分散劑、PH調節劑等組成。水性混合乳液是由一種可以常溫自交聯的單組份水性環氧和含氯乳液混合搭配而成，常溫自交聯單組份水性環氧的加入，提高了涂膜的交聯密度從而使得該底漆具有較好的防腐性能。含氯乳液具有較好的耐磨損性、耐化學藥品性、低的溶脹性。這兩者乳液的搭配使得底漆具有較好的性能。單寧酸能夠與銹層中的鐵離子形成非常穩定的分子內絡合物，既增強涂膜的附著力，又能抑制銹層的生長，起到穩定鐵銹的作用。本發明一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆為單組分水性涂料，按質量百分數計，涂料配方為
常溫Fl交聯單組份水性環氧25 韶%
含氯乳液15 21 !
丹寧酸3 80
丙 Il2 41
三聚磷酸鋁5 7%
磷酸鋅2 4%
沉淀硫酸鋇3 6%
絹云母2 樓
ΒΥΚ-190I 2%
ΒΥΚ-021O, I O.:
ΒΥΚ-346O. I O. 5%
pH調節劑1 《 去離子水20 25%含氯乳液為氯乙烯、偏二氯乙烯單體通過本體乳液聚合或和其它乙烯基單體共聚而得的乳液中的一種或幾種的混合，乳液的固體含量> 40%O可選用的產品如南通瑞普埃爾生物工程有限公司的氯偏乳液，上海雙達化工有限公司的氯偏乳液，杭州廣和化工有限公司的氯醋乳液；pH調節劑優選甲酸、乙酸中的一種或兩種的混合液；單寧酸固含量為819TlOO%。常溫自交聯單組份水性環氧由水性環氧樹脂乳液、水性環氧固化劑和乙酸(或甲酸)構成。所述可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，按上所述組分及其配比進行備料，其制備步驟為首先稱取配方量的去離子水，在攪拌狀態下依次加入ΒΥΚ-190、ΒΥΚ-021和ΒΥΚ-346，攪拌均勻后再加入三聚磷酸鋁、磷酸鋅、沉淀硫酸鋇和絹云母，待分散均勻后研磨至細度小于50微米，得到顏料漿，在攪拌狀態下依次將乙酰丙酮、常溫自交聯單組份水性環氧和含氯乳液加入到顏料漿中，攪拌30分鐘以上，再將單寧酸緩慢撒入，攪拌30分鐘以上，加入pH調節劑，制得可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆。所述常溫自交聯單組份水性環氧的制備工藝如下在攪拌狀態下在乙酸或甲酸中加入水性環氧固化劑，攪拌30分鐘，再加入環氧樹脂乳液，攪拌均勻即得到常溫自交聯單組份水性環氧。 其中乙酸或甲酸的加入量按公式I進行計算。乙酸或甲酸的加入量計算式I :m=NXM/56100XA(I)I式中m為乙酸或甲酸的加入量，g ;
N為水性環氧固化劑的胺值，mgKOH/g ；M為こ酸或甲酸的分子量；A的取值范圍為I. 05-1. 20。所述常溫自交聯單組份水性環氧的反應原理如下水性環氧固化劑當中所有的一NH或一NH2與甲酸或是こ酸反應后中和生成鹽，從而使得固化劑喪失反應活性，可以加入到水性環氧乳液中而不發生反應。涂料施工后，在涂膜的干燥過程中反應的甲酸或是こ酸從固化劑中脫出，固化劑恢復反應活性，與環氧基發生交聯固化反應。水性環氧乳液為環氧樹脂經機械法、相反轉法或自乳化法制備的水性環氧乳液中的ー種或幾種的混合物，其固體含量為40-65%，優選固體含量為50-55%。水性環氧固化劑為可以為ー種或幾種水性環氧固化劑的混合液，經こ酸或甲酸中和反應后在水中稀釋到< 5%的濃度時呈透明液體。
可以選的水性環氧乳液有北方涂料エ業研究設計院生產的BF-608水性環氧乳液，浙江安邦新材料發展有限公司的AB-EP-20水性環氧乳液，氰特公司的VEP386水性環氧乳液；可以選的水性環氧固化劑有北方涂料エ業研究設計院的BF-609水性環氧固化劑，浙江安邦新材料發展有限公司的AB-HGT水性環氧固化劑，氰特公司的VEH2188水性環氧固化齊 。上述常溫自交聯單組份水性環氧的制備中，水性環氧乳液和水性環氧固化劑的用量比是按公式II進行計算的。G=RXHXB ( II )公式II中G為水性環氧固化劑的用量，g ；R為水性環氧乳液中的環氧基摩爾數，mo I ；H為水性環氧固化劑的活潑氫當量，g/mol ；B的取值范圍為0. 5-1. I ；如IOOg環氧當量為1200 g/mol的水性環氧乳液所需的活潑氫當量為380 g/mol水性環氧固化劑的用量為G=RXHXB=100/1200 X 380 X0. 8=25. 33 g
具體實施例方式本實施例示范了本發明ー種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆的制備方法。實施例I:在燒杯中加入22. Og去離子水，在攪拌下依次加入I. O g ΒΥΚ-190、0· 2g BYK-021和0. 4 g BYK-346，攪拌均勻后再依次加入7. 3 g三聚磷酸鋁、3. I g磷酸鋅、
4.0g沉淀硫酸鋇和2. O g絹云母分散均勻后在設備上研磨至細度小于50微米，所得為顏料漿。在攪拌狀態下依次將2 .Ogこ酰丙酮、29. O g常溫自交聯單組份水性環氧和19. Og含氯乳液加入到顏料漿中，攪拌30分鐘以上，再將4. O g單寧酸緩慢撒入，攪拌30分鐘以上，加入2. O g pH調節劑。制得可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆。實施例2:在燒杯中加入23. Og去離子水，在攪拌下依次加入I. O g ΒΥΚ-190、0· 2g BYK-021和0.4 g 8￥1(-346，攪拌均勻后再依次加入6.3 g三聚磷酸鋁、3. I g磷酸鋅、3.0g沉淀硫酸鋇和3. O g絹云母分散均勻后在設備上研磨至細度小于50微米，所得為顏料漿。在攪拌狀態下依次將2. O gこ酰丙酮、29. O g常溫自交聯單組份水性環氧和18.0 g含氯乳液加入到顏料漿中，攪拌30分鐘以上，再將4. O g單寧酸緩慢撒入，攪拌30分鐘以上，加入2. O g pH調節劑。制得可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆。實施例3:在燒杯中加入22. Og去離子水，在攪拌下依次加入I · Og ΒΥΚ_190、0· 2g BYK-021和O. 3 g 8￥1(-346，攪拌均勻后再依次加入7.0 g三聚磷酸鋁、3· O g磷酸鋅、3.5 g沉淀硫酸鋇和3 .Og絹云母分散均勻后在設備上研磨至細度小于50微米，所得為顏料漿。在攪拌狀態下依次將2. O gこ酰丙酮、29. O g常溫自交聯單組份水性環氧和18. O g含氯乳液加入到顏料漿中，攪拌30分鐘以上，再將4. O g單寧酸緩慢撒入，攪拌30分鐘以上，加入2. O g pH調節劑。制得可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆。實施例4:在燒杯中加入22. Og去離子水，在攪拌下依次加入I. O g ΒΥΚ-190、0· 2g BYK-021和O. 3 g BYK-346，攪拌均勻后再依次加入7.0 g三聚磷酸鋁、3. 2 g磷酸鋅、
4.0g沉淀硫酸鋇和2. O g絹云母分散均勻后在設備上研磨至細度小于50微米，所得為顏料漿。在攪拌狀態下依次將2. O gこ酰丙酮、29. O g常溫自交聯單組份水性環氧和19. O g含氯乳液加入到顏料漿中，攪拌30分鐘以上，再將4. 5 g單寧酸緩慢撒入，攪拌30分鐘以上，加入I. 8 g pH調節劑。制得可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆。本發明中對該鐵銹轉化底漆的性能做了對比，結果見表I表示。表I中樣板1#的是未加入常溫自交聯單組份水性環氧的測試結果，樣板2#的是加入常溫自交聯單組份水性環氧的測試結果，從表I當中的數據可以看出，常溫自交聯單組份水性環氧的加入，涂料的防腐性能得到明顯的改善。表I鐵銹轉化底漆的性能
權利要求
1.一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于按質量百分數計算該底漆包括如下組分 常溫H交聯單組份水性環氧25 35% 含氯乳液15 21% Λ寧酸3 8% 乙酰丙酬2-4% 三聚磷酸鋁5 7% 磷酸鋅2 4% 沉淀硫酸頓3~6% 絹云母2 4% BYK-190I 2%BYK-0210.1-0.3%BYK-3460.1-0.5% pH調節割I 4%去離子水20-25% ο
2.根據權利要求I所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于所述含氯乳液為氯乙烯、偏二氯乙烯單體通過本體乳液聚合或是和其它乙烯基單體共聚而得的乳液中的一種或幾種，乳液的固體含量> 40%。
3.根據權利要求I所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于所述常溫自交聯單組份水性環氧由水性環氧樹脂乳液、水性環氧固化劑、甲酸或乙酸組成。
4.根據權利要求3所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于水性環氧乳液為環氧樹脂經機械法、相反轉法或自乳化法制備的水性環氧乳液中的一種或幾種，其固體含量為40-65%，優選固體含量為50-55%。
5.根據權利要求3所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于所述水性環氧固化劑為一種或幾種水性環氧固化劑的混合液，經乙酸或甲酸中和反應后在水中稀釋到< 5%的濃度時呈透明液體。
6.根據權利要求I所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于所述常溫自交聯單組份水性環氧的制備工藝如下在攪拌狀態下在乙酸或甲酸中加入水性環氧固化齊U，攪拌30分鐘，再加入水性環氧乳液，攪拌均勻即得到常溫自交聯單組份水性環氧。
7.根據權利要求6所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于水性環氧乳液和水性環氧固化劑的用量可以按下式進行計算而得； G=RXHXB式中G為水性環氧固化劑的用量，g ； R為水性環氧乳液中的環氧基摩爾數，mol ； H為水性環氧固化劑的活潑氫當量，g/mol ； B的取值范圍為0. 5-1. 1，優選取值范圍為O. 65-0. 85。
8.根據權利要求6所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于所述乙酸或甲酸的加入量按下式進行計算， m=NXM/56100XA 式中m為乙酸或甲酸的加入量，g ； N為水性環氧固化劑的胺值，mgKOH/g ； M為乙酸或甲酸的分子量； A的取值范圍為1.05-1.20。
9.根據權利要求I所述的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆，其特征在于所述單寧酸固含量為81% 100%，底漆的pH值為3 5。
10.根據權利要求I所述一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆的制備方法，其特征在于包含下述步驟首先稱取配方量去離子水，在攪拌狀態下依次加入BYK-190、BYK-021和BYK-346，攪拌均勻后再加入三聚磷酸鋁、磷酸鋅、沉淀硫酸鋇和絹云母，待分散均勻后研磨至細度小于50微米，得到顏料漿，在攪拌狀態下依次將乙酰丙酮、常溫自交聯單組份水性環氧和含氯乳液加入到顏料漿中，攪拌30分鐘以上，再將單寧酸緩慢撒入，攪拌30分鐘以上，加入PH調節劑制得可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆。
全文摘要
本發明屬涂料技術領域，特別涉及的是一種可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆。本發明研制的可以帶銹涂裝的水性鐵銹轉化底漆由水性混合乳液、消泡劑、流平劑、分散劑、pH調節劑等組成。水性混合乳液是由一種可以常溫自交聯的單組份水性環氧和含氯乳液混合搭配而成。本發明通過在水性鐵銹轉化底漆中引入一種可以常溫自交聯的單組份水性環氧，在涂膜的干燥過程中，水性環氧發生交聯反應，提高了涂膜的交聯密度，從而大大提高了水性鐵銹轉化底漆的防腐性能。本發明制備的水性鐵銹轉化底漆可以在帶銹的和不帶銹的金屬表面進行涂裝，無需將鐵銹徹底清除，使用該底漆可以降低涂裝成本，簡化涂裝過程，且對涂裝之后的整體防腐性能有提高。同時該底漆具有一定的防腐性能，并且與其它溶劑型涂料具有良好的配套性。
文檔編號C09D5/08GK102838914SQ20121033245
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者李志寶, 席發臣, 王國煒, 吳津成, 車生宗, 陳小慶, 王立 申請人:北方涂料工業研究設計院