CN104530911A - 一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法，按重量份甲组份中水性环氧固化剂30～45、非重金属防锈颜料10～15、去离子水11～28、填料15～30、增稠剂2～7、分散剂0.3～1.3、流平剂0.1～0.5、消泡剂0.1～0.4、PH调节剂0.1～0.8、成膜助剂1～4，乙组份中水性环氧树脂85～95、贻贝粘附蛋白5～15，之后按甲组份∶乙组份=1∶{0.3～1.2}进行勾兑即可制备出高性能水性环保防腐涂料，利用涂料中贻贝粘附蛋白与非重金属防锈颜料中的离子进行强配位络合作用，提高涂层对金属基材的附着力达到10MPa，25℃时耐水性达1400h，耐盐雾性达2000h，涂膜不起泡、不生锈。

Description

一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体地说是一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法。

背景技术

溶剂型涂料中可挥发的有机化合物对于环境和人体的危害日益引起人们的关注，而水性涂料相对于溶剂型涂料则较大减少了VOC的排放，能有效的降低对环境的影响，还有助于降低职业病发生的潜在几率，减少火灾风险和储存隐患，简化及降低企业通风，水处理等方面的流程和成本。

水性防腐涂料是水性涂料中很重要的成员，被广泛用于轮船舱室、储罐、集装箱、桥梁和建筑钢结构等领域，相对于溶剂型防腐涂料，水性防腐涂料由于成膜机理不同而存在成膜不均一、致密性差、对腐蚀介质的屏蔽性能差等缺点，致使涂层的使用寿命短。

针对水性防腐涂料屏蔽性能差等问题，通常通过添加填料和提高涂层交联密度来提高其屏蔽性能，如中国专利CN101921532A是通过添加纳米二氧化硅来提高涂层致密性，但是纳米填料粒径小、表面能大易团聚，因此存在不好润湿分散等问题。

通过添加反应型乳化剂来提高涂膜的交联密度，但是乳化剂中含有大量亲水基团，虽然涂层的致密性得到提高，但却引入了大量亲水基团，为腐蚀介质如水等在涂层中快速渗透提供了可能。

发明内容

针对目前水性涂层屏蔽性能差等问题，本发明提供了一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法，该方法通过在涂料中添加贻贝粘附蛋白和非重金属，制备出的高性能水性环保防腐涂料能够与金属基材表面形成不可逆致密疏水有机金属络合物，不但提高涂膜与金属基材的附着力，而且还能提高涂层的致密性，提高涂层对腐蚀介质的抗渗透性能，大大提高防护性能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法，该制备方法中涉及到甲组份的制备、乙组份的制备，甲组份含有水性环氧固化剂、非重金属防锈颜料、去离子水、填料、增稠剂、分散剂、流平剂、消泡剂、PH调节剂、成膜助剂，乙组份含有水性环氧树脂、贻贝粘附蛋白；本发明的特征如下：

Ⅰ、甲组份的制备：

取30～45重量份的水性环氧固化剂放在分散机中，在转速500～1500r/min的低速分散下依次加入11～28重量份的去离子水、0.1～0.5重量份的流平剂、0.3～1.3重量份的分散剂、0.1～0.4重量份的消泡剂、0.1～0.8重量份的PH调节剂、2～7重量份的增稠剂、1～4重量份的成膜助剂，低速分散15min后得到混合均匀的甲组混合物A；

在所述甲组混合物A中再依次加入10～15重量份的非重金属防锈颜料、15～30重量份的填料并在分散机中进行高速分散30min，之后得到混合均匀的甲组混合物B，高速分散的转速控制在1500～3500r/min，将所述甲组混合物B移至研磨机中进行研磨，当检验所述甲组混合物B的粒度≤40μm时再进行过滤，过滤后即可制备出甲组份，密封包装甲组份待用；

上述水性环氧固化剂是水性胺类环氧固化剂，水性胺类环氧固化剂中的固含量要求达到40～60%，水性胺类环氧固化剂中的活泼氢当量要求达到250～300；

上述非重金属防锈颜料或是铁系防锈颜料，或是铝系防锈颜料，或是钛系防锈颜料，其中铁系防锈颜料或是氧化铁红，或是氧化铁黑；其中铝系防锈颜料是三聚磷酸铝；其中钛系防锈颜料是复合铁钛粉；

上述颜料是钛白粉、云母粉、滑石粉中的任两种，或是其三种的组合物；

上述增稠剂是气相二氧化硅、水性膨润土中的任一种，或是其两种的组合物；

上述分散剂是BYK-190、BYK-155、BYK-187、BYK-184中的任一种；

上述流平剂是surfynol420、perenal-3、BYK-320中的任一种；

上述消泡剂是BYK-045；

上述PH调节剂是AMP-95；

上述成膜助剂是醇酯十二；

Ⅱ、乙组份的制备：

将85～95重量份的水性环氧树脂放入搪瓷反应釜中，之后加入5～15重量份的贻贝粘附蛋白并在低速搅拌条件下搅拌5min即可制备出乙组份，密封包装乙组份待用；

使用时按甲组份∶乙组份=1∶1的重量比例进行勾兑即可制备出高性能水性环保防腐涂料；

上述水性环氧树脂是非离子型水性环氧树脂乳液，水性环氧树脂乳液的分子结构如下：

在水性环氧树脂乳液分子结构中：R为聚醚或聚乙烯醇亲水连段，环氧值为0.2～0.5；

上述贻贝粘附蛋白的分子结构如下：

 

在贻贝粘附蛋白分子结构中主链为氨基酸，侧链R为苯酚或是邻苯二酚，要求贻贝粘附蛋白的浓度达到10mg/ml，要求贻贝粘附蛋白的纯度达到80%。

使用时按重量比：甲组份∶乙组份=1∶{0.3～1.2}进行勾兑即可制备出高性能水性环保防腐涂料。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明制备出高性能水性环保防腐涂料，以水性环氧树脂为基料并添加贻贝粘附蛋白，利用涂料中的贻贝粘附蛋白与非重金属防锈颜料中的离子进行强配位络合作用，提高涂层对金属基材的附着力，经测算附着力可达到10MPa以上，25℃时的耐水性可达1400h，耐盐雾性可达2000h，涂膜不起泡、不生锈。

2、本发明制备出高性能水性环保防腐涂料，在涂层中可以形成致密的络合物膜，提高了水性防腐涂层的致密性，从而大大提高涂层的耐水和耐盐雾性能。

3、本发明使用的贻贝粘附蛋白属于无毒天然产物，具有很强的金属螯合能力，贻贝粘附蛋白本身为水溶性且在水性涂料中易分散，高性能水性环保防腐涂料也属于无毒、环保型涂料。

具体实施方式

本发明是一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法，制备出的高性能水性环保防腐涂料经测算其附着力可达到10MPa以上，其25℃时的耐水性可达1500h以上，其耐盐雾性可达1500h以上，涂膜不起泡、不生锈。

本发明涉及到甲组份的制备、乙组份的制备，甲组份含有水性环氧固化剂、非重金属防锈颜料、去离子水、填料、增稠剂、分散剂、流平剂、消泡剂、PH调节剂、成膜助剂，乙组份含有水性环氧树脂、贻贝粘附蛋白。

上述非重金属防锈颜料能够与贻贝粘附蛋白产生有机络合物，增加涂层的致密性，提高涂膜的防护性能。

分散剂中的BYK-190、BYK-155、BYK-187、BYK-184均由德国毕克公司生产。

流平剂中的surfynol420由美国气体公司生产，perenal-3由德国汉高公司生产，BYK-320由德国毕克公司生产。

消泡剂BYK-045由德国毕克公司生产。

PH调节剂AMP-95由美国陶氏化学公司生产。

甲乙组分配比按照甲组分中环氧值与乙组份中活泼氢当量进行计算获得。

本发明的高性能水性环保防腐涂料可采用辊涂、刷涂、高压有气、无气喷涂等进行涂装。

四个实施例的具体配比见下表。

根据上表并按重量比：甲组份∶乙组份=1∶{0.3～1.2}进行勾兑即可制备出高性能水性环保防腐涂料。

四个实施例的检测参考参数见下表。

通过上表可以明显看出：上述各项参考参数充分说明本发明的高性能水性环

保防腐涂料在附着力、柔韧性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐盐水方面的性能表现是非常优异的，本发明较好地解决了成膜不均一、致密性差、对腐蚀介质的屏蔽性差等缺陷。

Claims (1)

1.一种用于金属基材的高性能水性环保防腐涂料制备方法，该制备方法中涉及到甲组份的制备、乙组份的制备，甲组份含有水性环氧固化剂、非重金属防锈颜料、去离子水、填料、增稠剂、分散剂、流平剂、消泡剂、PH调节剂、成膜助剂，乙组份含有水性环氧树脂、贻贝粘附蛋白；其特征是：

Ⅰ、甲组份的制备：

取30～45重量份的水性环氧固化剂放在分散机中，在转速500～1500r/min的低速分散下依次加入11～28重量份的去离子水、0.1～0.5重量份的流平剂、0.3～1.3重量份的分散剂、0.1～0.4重量份的消泡剂、0.1～0.8重量份的PH调节剂、2～7重量份的增稠剂、1～4重量份的成膜助剂，低速分散15min后得到混合均匀的甲组混合物A；

在所述甲组混合物A中再依次加入10～15重量份的非重金属防锈颜料、15～30重量份的填料并在分散机中进行高速分散30min，之后得到混合均匀的甲组混合物B，高速分散的转速控制在1500～3500r/min，将所述甲组混合物B移至研磨机中进行研磨，当检验所述甲组混合物B的粒度≤40μm时再进行过滤，过滤后即可制备出甲组份，密封包装甲组份待用；

上述水性环氧固化剂是水性胺类环氧固化剂，水性胺类环氧固化剂中的固含量要求达到40～60%，水性胺类环氧固化剂中的活泼氢当量要求达到250～300；

上述非重金属防锈颜料或是铁系防锈颜料，或是铝系防锈颜料，或是钛系防锈颜料，其中铁系防锈颜料或是氧化铁红，或是氧化铁黑；其中铝系防锈颜料是三聚磷酸铝；其中钛系防锈颜料是复合铁钛粉；

上述颜料是钛白粉、云母粉、滑石粉中的任两种，或是其三种的组合物；

上述增稠剂是气相二氧化硅、水性膨润土中的任一种，或是其两种的组合物；

上述分散剂是BYK-190、BYK-155、BYK-187、BYK-184中的任一种；

上述流平剂是surfynol420、perenal-3、BYK-320中的任一种；

上述消泡剂是BYK-045；

上述PH调节剂是AMP-95；

上述成膜助剂是醇酯十二；

Ⅱ、乙组份的制备：

将85～95重量份的水性环氧树脂放入搪瓷反应釜中，之后加入5～15重量份的贻贝粘附蛋白并在低速搅拌条件下搅拌5min即可制备出乙组份，密封包装乙组份待用；

使用时按甲组份∶乙组份=1∶1的重量比例进行勾兑即可制备出高性能水性环保防腐涂料；

上述水性环氧树脂是非离子型水性环氧树脂乳液，水性环氧树脂乳液的分子结构如下：

在水性环氧树脂乳液分子结构中：R为聚醚或聚乙烯醇亲水连段，环氧值为0.2～0.5；

上述贻贝粘附蛋白的分子结构如下：

 

在贻贝粘附蛋白分子结构中主链为氨基酸，侧链R为苯酚或是邻苯二酚，要求贻贝粘附蛋白的浓度达到10mg/ml，要求贻贝粘附蛋白的纯度达到80%；

使用时按重量比：甲组份∶乙组份=1∶{0.3～1.2}进行勾兑即可制备出高性能水性环保防腐涂料。