稳定渗透复合型带锈涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稳定渗透复合型带锈涂料及其制备方法，它是由环氧树脂E‑44、二甲苯、无水乙醇、三聚磷酸铝、磷酸锌、氧化铁红、钼酸锌、渗透剂环氧磷酸酯、分散剂、消泡剂和固化剂混合而成的。本发明专利技术的防锈剂为三聚磷酸铝、磷酸锌、钼酸锌，三聚磷酸根离子能与各种金属离子有更强的螯合力，在被涂物表面形成钝化膜，磷酸锌与三价铁离子具有很强的缩合能力，磷酸根离子与铁阳极反应，可形成以磷酸铁为主体的坚固的保护膜，这种致密的纯化膜不溶于水、硬度高，附着力优异，钼酸锌能释放出钼酸离子在钢铁表面形成的复合不溶物，有防锈蚀作用，这样通过各组分的协同作用，使得本发明专利技术的涂料防腐性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于金属的防腐涂料，具体说是涉及一种适用于带锈金属基材的新型涂料。
技术介绍
受到现代金属工业迅猛发展的影响，各种金属工业开始着重关注金属材料的防腐与防护工作。据统计，每年全世界年金属总产量的五分之一因金属的腐蚀生锈而损坏，由锈蚀带来的经济损失约65000亿人民币。每年我国国民生产总值的二十五分之一因金属材料的锈蚀而损失，已经远远超过了自然灾害造成的损失总和。传统的涂层防腐必须先对金属表面进行严格处理除锈。但由于施工条件等影响，难以得到理想金属表面，且成本较高。但如果使用带锈防锈涂料，以上问题则迎刃而解。带锈防锈涂料是指可以直接涂刷在未经处理的锈蚀金属表面的一种防锈涂料，它除了具有一般防锈涂料的性能之外，还有两个特殊的性能。一是带锈防锈涂料对锈层有足够的渗透能力，能够充分润湿并渗透整个锈层，将锈层粘结成为连续的封闭性涂层，将钢铁表面和锈层完全封闭。二是带锈防锈涂料与锈层中有害的活性铁化合物能够通过化学反应使之钝化或转化，变成稳定的惰性填料。由于该带锈防锈涂料具有众多其它涂料无法比拟的优点(性能优异、施工方便、价格低等)，因此在选择防锈涂料时经常被作为最先考虑的涂料，到目前为止使用该带锈防锈涂料是最有效、最实用、最经济可行的防腐措施。带锈防锈涂料依据反应机理分为：转化型带锈防锈涂料和稳定型带锈防锈涂料两种转化型带锈防锈涂料的防锈机理是，涂料中的转化剂与锈层反应生成对基质无害的稳定物质既起到除锈的作用又起到加装涂层的作用。它能够涂刷在锈层较厚的金属表面，转锈速率比较快，但是缺点是本身呈现酸性，pH值小于3，因此会破坏配套使用的面漆，能使配套面漆龟裂和变脆，因此要求配套面漆应该耐酸。转化型带锈防锈涂料的转锈效果会受到钢铁表面锈蚀状态的影响，由于它呈现酸性能腐蚀无锈钢结构表面破坏钢结构并增快锈蚀速率，因此，转化型带锈涂料只有涂在均匀锈蚀表面上才能起到很好的效果，但涂在锈蚀不均匀的金属表面上会起到比较小的防锈作用甚至可能会产生不可修复的危害，锈层较厚的地方可能转化不彻底，锈层较薄的部位会因转化液太多而腐蚀金属表面，增快锈蚀的速率。这些都会使得耐腐涂层附着力和防锈蚀效果大幅度下降。稳定型带锈防锈涂料的防锈机理是涂料中的活性颜料与铁锈发生反应生成稳定的化合物沉淀、螯合物、络合物等从而使锈层钝化，这种涂料一般配有渗透性较好的树脂，能够使颜料充分渗透到锈层与基材之间。非特殊情况下稳定型带锈防锈涂料只能涂在铁锈层较薄的锈蚀金属表面，但由于稳定型带锈防锈涂料能更好的匹配表面涂层，没有特别的要求，所以几乎可以与各种面层涂料配合使用。另外，该种类型防锈涂料的使用与钢结构锈蚀状态无关，无论在锈蚀状况较差或者较好的钢结构表面均可取得很好的效果，在钢结构表面锈蚀较重处有很好的附着力，在锈蚀较轻处各种性能表现更出色。与本专利技术有关的技术是稳定型带锈防锈涂料。中国专利公开号CN1046344A公开了一种：它由除锈剂、防锈剂、成膜剂和助剂组成，由于配方中含有鞣制高分子化合物、铁的氧化物、锌的氧化物和磷的氧化物，其中鞣质为强还原剂，在整个体系中，鞣制高分子化合物的作用不但是将锈层中的金属氧化物还原成金属实现除锈，而且它也会和上述铁、锌和磷的氧化物反应，影响其除锈效果。所以说，在实际应用中，该文献公开的技术除锈效果大打折扣。
技术实现思路
为了克服现有带锈防锈涂料除锈效果差的技术缺陷，本专利技术提供一种防腐性能优良的稳定渗透复合型带锈涂料。为了达到上述目的，本专利技术的稳定渗透复合型带锈涂料是由以下组分按照所述的质量百分比混合而成的。上述渗透剂环氧磷酸酯的制备方法：用环氧树脂E-44与磷酸在环烷酸盐作为催化剂的条件下，加热到60℃反应制得，制备时，环氧树脂E-44与磷酸按照重量比为25:4.23进行反应。其反应方程式为：上述的分散剂、消泡剂和固化剂均为制备涂料常用的助剂，为市售产品。制备工艺为：第一步：将环氧树脂E-44隔水加热融化，水温不超过50℃，加热过程中不断搅拌；第二步：在加热融化的环氧树脂E-44中依次加入二甲苯和无水乙醇搅拌均匀后冷却至室温；加入二甲苯和无水乙醇的目的溶解氧树脂E-44；第三步：在溶解后的环氧树脂E-44中依次加入三聚磷酸铝、磷酸锌、氧化铁红、钼酸锌、渗透剂、分散剂和消泡剂，边加边搅拌，加完后再在密封状态下隔水加热形成A组分，隔水加热水温不超过50℃，加热过程中不断搅拌；加热搅拌时间优选半小时；密封加热的目的是防止反应过程中溶剂因温度过高而快速挥发，造成大量损失，対漆膜最终性能造成影响；其次，防止外界其他污染物杂质的干扰；另外，密封加热状态可以形成一个良好的保温环境，可以促进无机填料在树脂中的分散性。第五步：将A组分冷却至室温后，在其中加入固化剂，室温下搅拌均匀即可，搅拌时间优选15分钟。本专利技术涂料的施工方法是：将生锈的钢材打磨平整，涂刷上配好的涂料在60℃条件下固化即可。需要说明的是：本专利技术涂料需在2小时以内进行涂装。如需长时间存放，A组份应与固化剂分开存放，现场混合调配均匀即可使用。本专利技术涂料性能经测试：漆膜硬度以铅笔硬度表示为3H，附着力级别为0级，抗冲击强度按照GB/T1732-1993标准测试重锤下落高度为50CM而漆膜无裂纹皱纹及脱落等现象，耐盐水性测试室温下在5％的NaCl溶液中浸泡48h不起泡。上述漆膜硬度测试采用铅笔法测硬度,铅笔划痕法，铅笔对漆膜而成45°倾角，在二公斤载荷下进行划痕。把漆膜上最初有刮痕时所用的铅笔硬度(6B-6H)，作为被测漆膜的硬度，用于该试验的铅笔须事先进行鉴定。其实质在于用和漆膜同样硬度的物体划漆膜。而铅笔芯有多种的硬度，可以自由选择。每个样本刮三次，以用橡皮擦拭后没有刮痕为准。此时所用铅笔硬度可为涂膜硬度。上述附着力级别采用漆膜的划格试验,采用国际标准ISO2409:1992《色漆和清漆——划格试验》(第二版)标准规定了以直角网格图形切割涂层穿透至底材时来评定涂层从底材上脱离的抗性的一种试验方法。该标准规定在涂膜上划6条或11条正交切口的格子图形，将胶带贴在切口上撕下后评定附着力。结果分0～5级，0级最好，完好无损。上述冲击强度根据中国国家标准GB就是1KG砝码从某个CM高度落下，砸在定制的冲击头上，冲击头再冲击漆膜正面，看冲击后有没有脱落\\开裂。下面从各组分作用机理说明本专利技术优点1、本专利技术的磷酸锌能和锈蚀金属表面的Fe3+(铁锈)发生化学反应，形成能牢固附着在金属表面的络合物Fe[Zn3(PO4)3]沉淀层而抑制阳极反应，这种沉淀层是一种坚固的保护膜，不溶于水、硬度高，附着力优异，同时磷酸锌能与漆料中的羟基络合，使颜料-漆料-底材之间形成化学结合而提高涂层的附着力和抗渗性，且无毒。当磷酸锌用量超过12％时漆膜防腐性能下降，主要是由于磷酸锌固体加入太多致使溶液混合不够均匀，涂覆时出现不均匀的毛细管现象。考虑到磷酸锌固体加入量影响环氧树脂溶液的粘度从而影响下一步实验的进行，因此本专利技术选用7-9％的用量，用量相对较少防腐效果最好且对树脂溶液粘度影响较小。2、本专利技术的三聚磷酸铝防锈基团为P3O105-本身具有很好的化学活性，三聚磷酸根能与Fe2+、Fe3+有很强的络合能力，形成Fe-P＝O键，将锈转化成涂层中的一个颜料组份，在金属表面形成坚韧的以MexFey(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定渗透复合型带锈涂料，其特征在于，它是由以下组分按照所述的质量百分比混合而成的：上述渗透剂环氧磷酸酯的制备方法为：用环氧树脂E‑44与磷酸在环烷酸盐作为催化剂的条件下，加热到60℃反应制得，制备时，环氧树脂E‑44与磷酸按照重量比为25:4.23进行反应，其反应方程式为：

【技术特征摘要】
1.一种稳定渗透复合型带锈涂料，其特征在于，它是由以下组分按照所述的质量百分比混合而成的：上述渗透剂环氧磷酸酯的制备方法为：用环氧树脂E-44与磷酸在环烷酸盐作为催化剂的条件下，加热到60℃反应制得，制备时，环氧树脂E-44与磷酸按照重量比为25:4.23进行反应，其反应方程式为：2.一种制备权利要求1所述的稳定渗透复合型带锈涂料的方法，其特征在于，制备工艺为：第一步：将环氧树脂E-44隔水...

【专利技术属性】
技术研发人员：何海峰，刘欣，种崇秀，卢飞，于子琦，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37