一种适用于水性涂料的缓蚀剂乳胶液的制备及应用制造技术

本发明专利技术属于水性涂层缓蚀自修复领域，具体为一种适用于水性涂料的缓蚀剂乳胶液的制备及应用。该方法的制备步骤为：将甲醛和尿素混合后，加入乳化剂搅拌均匀后加入水溶性的缓蚀剂，进行乳化。在乳化好的溶液中加入适量溶剂，进行搅拌升温。反应完成后取出，冷却、静止、分层。用分液漏斗除去溶剂，得到包含缓蚀剂的乳胶液。将制备好的乳胶液可直接加入到水性树脂中，并加入涂料助剂及颜料，在处理好的金属表面进行涂覆，即可到具有的缓蚀自修复作用的防护涂层。本发明专利技术所合成的缓蚀剂乳胶液可直接应用于水性涂料中，解决了缓蚀剂无法加入或涂层中直接添加缓蚀剂导致涂层屏蔽性等型能降低的问题，同时可使水性涂料具有一定的防腐自修复性能，提高了涂层的防护作用。

Preparation and application of a corrosion inhibitor emulsion for Waterborne Coatings

The invention belongs to the field of corrosion inhibition and self-repairing of waterborne coatings, in particular to the preparation and application of an inhibitor emulsion suitable for waterborne coatings. The preparation steps of the method are: mixing formaldehyde with urea, adding emulsifier to stir evenly, adding water-soluble corrosion inhibitor to emulsify. Add proper amount of solvent to the emulsified solution and stir it up. After the reaction is finished, remove, cool, static and stratified. A liquid emulsion containing a corrosion inhibitor was obtained by removing the solvent from the liquid funnel. The prepared emulsion can be directly added to the waterborne resin, and coatings additives and pigments are added to coat the treated metal surface, and the corrosion inhibition and self-repairing protective coating can be obtained. The corrosion inhibitor emulsion synthesized by the invention can be directly applied to waterborne coatings, which solves the problem that the shielding property of the coatings can be reduced because the corrosion inhibitor can not be added or the corrosion inhibitor can be directly added to the coatings, and at the same time, the waterborne coatings have certain anti-corrosion and self-repairing properties, and the protective effect of the coatings is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水性涂料的缓蚀剂乳胶液的制备及应用
本专利技术属于水性涂层缓蚀自修复领域，具体为一种适用于水性涂料的缓蚀剂乳胶液的制备及应用。
技术介绍
有机涂料由于施工工艺简单、技术经济性良好等优点是最常用的金属防腐方法。但是随着人们环保意识的增强、各项法律法规的不断完善，传统的危害人们身体健康和环境的溶剂型涂料将逐步被绿色的水性涂料所代替。但水性涂层在使用过程中较易因机械损伤而导致涂层出现缺陷，这不但降低涂层的保护效果和使用寿命，有时还会加速金属的腐蚀。如在涂层中添加缓蚀剂，通过缓蚀自修复可有效解决这一问题。目前市场上虽然缓蚀剂的品种多样，但很多缓蚀剂有很强的酸碱性，无法实现在涂层中的直接添加。部分可直接掺杂在涂层中的缓蚀剂，在存在成膜材料发生相互作用的可能，这不但破坏膜的粘结性和屏蔽阻挡性，而且使缓蚀剂的活性降低，给防腐带来负面影响。
技术实现思路
本专利技术针对以上技术问题，提供一种适用于水性涂料的缓蚀剂乳胶液的制备及应用。本专利技术利用反向微乳液合成技术，将缓蚀剂包覆在树脂形成的乳胶离子中后，可直接添加在水性涂料中，并随着水性涂料的固化成膜以微胶囊的形式将缓蚀剂封装在涂层内。当涂层受到损伤时，缓蚀剂通过发挥缓蚀作用而提高涂层的防护性能。为了实现以上专利技术目的，本专利技术的技术方案为：一种适用于水性涂料包含缓蚀剂的乳胶液的制备方法，其包括以下步骤：（1）将甲醛和尿素以质量比0.5:1~50:1的比例进行混合，待尿素完全溶解后，（以甲醛和尿素的总质量计）加入0.5%~10%的乳化剂搅拌均匀后再加入水溶性的缓蚀剂，在搅拌速度为50~600转/min下进行乳化，乳化时间为15~120分钟。所述的乳化剂为阴离子型及非离子型表面活性剂的一种或几种混合，比如十二烷基苯磺酸钠或OP-10。（2）在乳化好的溶液中加入适量二甲苯或液体石蜡后，控制pH值在5.5~6.5范围内，进行搅拌升温。搅拌速度为50~800转/min，升温速度为0.5℃/min~10℃/min，升温至60℃~90℃后，保温1~8小时。（3）反应完成后取出，冷却、静止、分层，用分液漏斗除去二甲苯或液体石蜡，得到包含缓蚀剂的乳胶液。将采用以上方法制备的到的乳胶液进行应用，其步骤为：将制备好的乳胶液按比例可直接加入到水性树脂中，并加入一定的助剂及颜料，在处理好的金属表面进行涂覆，即可到具有的缓蚀自修复作用的防护涂层。以上方法中所述甲醛可用糠醛代替，尿素可用苯酚或三聚氰胺代替。本专利技术具有以下有益效果：（一）、乳胶液的制备方法操作简单、适用性强。（二）、所得到的乳胶液可直接分散在水中，更可直接添加在水性涂料中。（三）、合成后的乳胶液在水性涂料的固化过程中通过凝胶将缓蚀剂进行封装。从而解决了缓蚀剂不能直接添加或添加后影响涂层性能的问题，同时，在涂层受到损伤后可实现缓蚀自修复。因此，本专利技术不但扩大了缓蚀剂在涂层中的应用范围，同时也为提高水性涂层的防护性能提供一种新的有效方法。（四）、本专利技术所合成的缓蚀剂乳胶液可直接应用于水性涂料中，解决了缓蚀剂无法加入或涂层中直接添加缓蚀剂导致涂层屏蔽性等型能降低的问题，同时可使水性涂料具有一定的防腐自修复性能，提高了涂层的防护作用。附图说明图1为本专利技术实施例1中合成乳胶液的OM图。图2为所制备的涂层的截面照片。图3是待缺陷的清漆涂层和加入缓蚀剂微乳液在3.5%NaCl溶液中浸泡48小时的电化学阻抗谱图。图4是带缺陷的清漆涂层和加入缓蚀剂微乳液在3.5%NaCl溶液中浸泡240小时的电化学阻抗谱图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效果或具有类似目的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例1（1）将甲醛和尿素以质量比为5:1的比例进行混合，待尿素完全溶解后，以甲醛和尿素的总质量计，加入3%的OP-10乳化剂搅拌均匀后加入20%的水溶性的三聚磷酸钠，在搅拌速度为100转/min下进行乳化，乳化时间为30分钟。（2）以体积比1:1的比例在乳化好的溶液中加入液体石蜡后，调节pH=6，进行搅拌升温。搅拌速度为100转/min，升温速度为5℃/min，升温至60℃后，保温2小时。（3）反应完成后取出，冷却、静止、分层。用分液漏斗除去液体石蜡，得到包含缓蚀剂的乳胶液。将制备好的乳胶液按5wt%的比例加入到水性环氧树脂中，并加入TEGODispers760W、TEGOFoamex825、TEGOViscoPlus3030助剂及玻璃鳞片、绢云母，在打磨的碳钢表面进行涂覆，厚度范围控制在80±5μm，即可到具有的缓蚀自修复作用的防护涂层。图3是待缺陷的清漆涂层和加入缓蚀剂微乳液在3.5%NaCl溶液中浸泡48小时的电化学阻抗谱图，可以看到加入缓蚀剂微乳液后涂层的性能显著提高。实施例2:（1）将甲醛和尿素以质量比为2:1的比例进行混合，待尿素完全溶解后，以甲醛和尿素的总质量计，加入2%的十二烷基苯磺酸钠乳化剂搅拌均匀后加入25%水溶性的氯化铈，在搅拌速度为100转/min下进行乳化，乳化时间为30分钟。（2）以体积比1:1的比例在乳化好的溶液中加入二甲苯后，调节pH=6.5，进行搅拌升温。搅拌速度为100转/min，升温速度为5℃/min，升温至60℃后，保温2小时。（3）反应完成后取出，冷却、静止、分层。用分液漏斗除去二甲苯，得到包含缓蚀剂的乳胶液。将制备好的乳胶液按10wt%的比例直接加入到水性环氧树脂中，并加入TEGODispers760W、TEGOFoamex825、TEGOViscoPlus3030助剂及沉淀硫酸钡、气相二氧化硅，在处理好的铝合金表面进行涂覆，涂覆厚度控制在100±5μm，即可到具有的缓蚀自修复作用的防护涂层。图4是带缺陷的清漆涂层和加入缓蚀剂微乳液在3.5%NaCl溶液中浸泡240小时的电化学阻抗谱图，可以看到加入缓蚀剂微乳液后涂层的性能显著提高。对比例1:将甲醛和尿素以质量比为2:1的比例进行混合，待尿素完全溶解后，以甲醛和尿素的总质量计，加入2wt%十二烷基苯磺酸钠乳化剂混合均匀后加入水溶性的硝酸铈乳化30min，体积比1:1加入二甲苯，进行升温，滴加稀释后的磷酸调pH=2（2），滴加几滴后，发生团聚。其原因为磷酸酸性过强或滴加磷酸过快。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于水性涂料包含缓蚀剂的乳胶液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将甲醛和尿素以质量比为0.5:1~50:1的比例进行混合，待尿素完全溶解后，加入乳化剂搅拌均匀后再加入水溶性的缓蚀剂，在搅拌速度为50~600转/min下进行乳化，乳化时间为15~120分钟；（2）向步骤（1）乳化好的溶液中加入适量二甲苯或液体石蜡后，控制pH值为5.5~6.5后进行搅拌升温，并进行保温；（3）反应完成后取出，冷却、静止、分层；用分液漏斗除去二甲苯或液体石蜡，即得包含缓蚀剂的乳胶液。

【技术特征摘要】
1.一种适用于水性涂料包含缓蚀剂的乳胶液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将甲醛和尿素以质量比为0.5:1~50:1的比例进行混合，待尿素完全溶解后，加入乳化剂搅拌均匀后再加入水溶性的缓蚀剂，在搅拌速度为50~600转/min下进行乳化，乳化时间为15~120分钟；（2）向步骤（1）乳化好的溶液中加入适量二甲苯或液体石蜡后，控制pH值为5.5~6.5后进行搅拌升温，并进行保温；（3）反应完成后取出，冷却、静止、分层；用分液漏斗除去二甲苯或液体石蜡，即得包含缓蚀剂的乳胶液。2.如权利要求1所述适用于水性涂料包含缓蚀剂的乳胶液的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的乳化剂为阴离子型及非离子型表面活性剂的一种或几种混合，其添加量以甲醛和尿素的总质量计为0.5%~10%。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖君，王兆华，窦宝捷，崔学军，李明田，李婷，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51