一种水性聚氨酯防腐金属底漆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性聚氨酯防腐金属底漆，按重量份计，其基本配方是：含希夫碱结构聚氨酯水性树脂35.0～55.0份、纳米水性丙烯酸树脂15.0～25.0份、纳米填料10.0～30.0份、三乙胺1.5～4.0份、助剂4.0～10.0份、去离子水10.0～25.0份；其中，含希夫碱结构聚氨酯水性树脂由多异氰酸酯、多元醇、水杨醛类希夫碱、低聚物多元醇、二羟甲基丙酸和中和剂通过反应制得；本发明专利技术制得的一种水性聚氨酯防腐金属底漆，结合了希夫碱结构与聚氨酯树脂的特性，无需外加防腐蚀剂与杀菌剂，防腐效果良好，可适应与多种不同的环境，加入纳米水性丙烯酸树脂与纳米填料，防腐涂料具有良好的自我修复能力。

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚氨酯防腐金属底漆及其制备方法
本专利技术涉及一种水性涂料，更涉及一种水性聚氨酯防腐金属底漆，属于水性功能涂料

技术介绍
为了保护金属表面、延长金属工件的使用寿命，实际生产过程中需要对金属表面进行处理，现有技术中中涂漆防护效果较好，但是现有的金属底漆与金属基材或涂覆于金属底漆外的金属中涂漆的结合性能一般，耐水性能差，长时间使用容易导致防腐失效。目前金属防腐中多采用溶剂型防腐涂料，一般性工业防腐仍采用油性醇酸漆、调和漆、热塑性丙烯酸漆、醇酸磁漆等产品，此类产品特点为：价格低、附着力差、防腐性能差、施工工艺要求不高等，同时致命的缺陷是：污染环境(有毒有害气体)、耐候性差、不具备自我修复能力，只能作为临时性或者低防腐性能要求的涂装体系。水性涂料是上世纪六十年代发展起来的技术，其以水作溶剂，节省大量资源，水性涂料消除了施工时火灾危险性，降低了对大气污染，改善了作业环境条件，水性防腐涂料，它是现代防腐工业的发展方向之一，也是未来石油石化等高火险、重防腐领域防腐蚀涂装的发展方向之一。由于水性涂料具有VOC含量较低、无异味、不燃烧且毒性低等优点，已有逐步取代有机溶剂型涂料的趋势，但是，水性涂料也存在导电率高，易使金属腐蚀，在涂膜干燥过程中易发生闪锈问题。因此，对于金属用的水性涂料，大多需要添加防锈剂。中国专利CN105440876A公开了防腐蚀的金属底漆，按重量份包括：氨基树脂10～23份、聚酯树脂14～42份、1，2-丙二醇-1-一丁醚10～18份、碳酸二乙酯11～28份、2，2-双（4-羟基苯基）丙烷35～52份、溴化十六烷基三甲基铵9～21份、异戊二烯13～27份、硬脂酸铵2～13份、乙酰基柠檬酸三乙酯8～20份、四亚乙基五胺5～10份、顺丁烯二酸酐5～15份、二丙酮醇14～22份、乙醇8～27份。制得的涂漆绿色无毒、对人体无害，能够较好的与金属底漆和面漆结合，耐水性能好，能够防止金属表面变色，提高漆层剥离强度，保证了防腐效果，防腐时间长。中国专利CN108129967A公开一种水性聚氨酯防腐涂料，包括以下按质量份数计的原料：纳米改性水性聚氨酯树脂42～49份、消泡剂0.07～0.21份、润湿流平剂0.07～0.28份、成膜助剂3.5～5.6份、分散剂0.35～0.49份、防闪锈剂0.07～0.21份、防腐颜填料21～28份、增稠流平剂0.14～0.7份、离子水3.5～14份、固化剂20～30份。产品低VOC、附着力强、成膜温度低、涂膜耐碱耐酸腐蚀性能强、具有超强的自修复能力。中国专利103911026A公开了一种水性防腐涂料，由以下重量份的组分组成：钛白粉40份、立德粉40份、硅灰粉40份、灰钙粉40份、异辛酯400份、水440份、防腐剂3.5份、增稠剂0.3份、分散剂0.2份、多功能助剂0.5份、流平剂0.2份、乳酯60份、防霉剂0.3份。其以水作溶剂，减少施工中大量挥发性有机溶剂的使用，有益于保护环境及施工人员的身体健康，附着力强，流动性好，涂膜耐碱耐酸腐蚀。上述专利技术均采用外加防腐蚀剂，而防腐蚀剂存在分散不均匀、易降解、易脱落等缺点，因此，开发一种环境友好的、无需外加防腐蚀剂的水性防腐底漆显得尤为重要。
技术实现思路
为了解决上述所述的技术问题，本专利技术克服物理外加防腐蚀剂的缺点，将具有良好防腐功能的芳香族希夫碱结构固定在成膜物质上，其能与金属底材形成稳定的络合物，且聚氨酯树脂具有优异的耐侯及耐化学性、高光泽、耐磨性，具有高的交联密度，能形成致密的保护膜，同时引入纳米水性丙烯酸树脂，增强自修复功能。为了解决易生物腐蚀的技术问题，本专利技术的底漆基料含希夫碱结构聚氨酯水性树脂具有良好的杀菌性，无需外加杀菌剂，涂料具有持久抗菌防腐性能。为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的旨在提供一种无毒、环保，且具有防腐蚀功能的水性聚氨酯防腐金属底漆。本专利技术的另一目的旨在提供一种水性聚氨酯防腐金属底漆的制备方法。为了解决上面所述的技术问题，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术涉及一种水性聚氨酯防腐金属底漆及其制备方法，按重量份计，其基本配方是：含希夫碱结构聚氨酯水性树脂35.0～55.0份、纳米水性丙烯酸树脂15.0～25.0份、纳米填料10.0～30.0份、三乙胺1.5～4.0份、助剂4.0～10.0份、去离子水10.0～25.0份。所述的含希夫碱结构聚氨酯水性树脂，按重量份计,其组成为：多异氰酸酯8.0～15.0份、多元醇2.0～4.0份、水杨醛类希夫碱2.5～5.0份、低聚物多元醇6.0～12.0份、二羟甲基丙酸1.5～3.0份、丙酮7.0～15.0份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、中和剂1.0～2.5份、去离子水50.0～68.0份。所述的纳米填料为粒径为纳米级的气相二氧化硅、云母粉、滑石粉、膨润土、高岭土、碳酸钙、钛白粉一种或几种的组合。所述的助剂至少包括润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、pH调节剂、成膜助剂的四种或四种以上的组合。所述的一种含希夫碱结构聚氨酯水性树脂，其制备工艺如下：a、在装有温度计、搅拌器的四口反应釜中，按配方的重量份依次加入多元醇、低聚物多元醇和二羟甲基丙酸，加热升温至90～105℃之间真空脱水1.5～2.0h；b、降温至65～70℃，装上冷凝管，加入多异氰酸酯与配方量二月桂酸二丁基锡，通入氮气，保温反应1.0h，然后升温至80～82℃反应2.0～2.5h，加入适量丙酮调节粘度，然后升温至85～88℃，缓慢加入水杨醛类希夫碱，加入时间为3～3.5h，然后继续保温反应1～1.5h，检测，当NCO值与设计值一致为止；c、继续搅拌将温度降至45℃以下，缓慢滴加中和剂，继续搅拌反应10～20min，加入计算量去离子水，继续搅拌15min，即得含希夫碱结构聚氨酯水性树脂。本专利技术所述的含希夫碱结构聚氨酯水性树脂，基于申请的专利技术专利“一种含希夫碱结构聚氨酯水性树脂及其制备方法”，并作了详细描述。本专利技术还提供了这种水性聚氨酯防腐金属底漆制备步骤如下：A、按设定的重量份，把去离子水、湿润剂、分散剂、消泡剂混合搅拌均匀，加入纳米填料，以1500～2000rpm高速搅拌分散0.5h，得到均匀水性分散体；B、在600～800rpm搅拌下将含希夫碱结构聚氨酯抗菌水性树脂、纳米水性丙烯酸树脂，加入到上述水性分散体中，再加入成膜助剂、流平剂、增稠防沉剂、pH调节剂搅拌分散均匀；C、加入去离子水与三乙胺，将其调至规定的pH值与固含，搅拌均匀，即制得水性聚氨酯防腐金属底漆。本专利技术制得的水性聚氨酯防腐金属底漆与其它防腐涂料相比，具有如下优势：（1）结合了希夫碱结构与聚氨酯树脂的特性，此专利技术无需外加防腐蚀剂与杀菌剂，防腐效果良好持久，可适应与多种不同的环境。（2）本专利技术结合了聚氨酯树脂的特性，其具有良好的附着力、施工简单、交联密度高、耐久稳定性好等性能。（3）本专利技术加入纳米水性丙烯酸树脂，填料采用纳米填料，使防腐涂料具有良好自我修复能力，防腐蚀性能更持久。具体实施方式本专利技术结合以下实例对水性聚氨酯防腐金属底漆及其制备方法做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。实施例1一种含希夫碱结构聚氨酯水性树脂X，其制备工艺如下：a、在装有温度计、搅拌器的四口反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性聚氨酯防腐金属底漆，其特征在于：所述的水性聚氨酯防腐金属底漆，按重量份计，其组成为：含希夫碱结构聚氨酯水性树脂35.0～55.0份、纳米水性丙烯酸树脂15.0～25.0份、纳米填料10.0～30.0份、三乙胺1.5～4.0份、助剂4.0～10.0份、去离子水10.0～25.0份；其中，所述的含希夫碱结构聚氨酯水性树脂，按重量份计,其组成为：多异氰酸酯8.0～15.0份、多元醇2.0～4.0份、水杨醛类希夫碱2.5～5.0份、低聚物多元醇6.0～12.0份、二羟甲基丙酸1.5～3.0份、丙酮7.0～15.0份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、中和剂1.0～2.5份、去离子水50.0～68.0份。

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯防腐金属底漆，其特征在于：所述的水性聚氨酯防腐金属底漆，按重量份计，其组成为：含希夫碱结构聚氨酯水性树脂35.0～55.0份、纳米水性丙烯酸树脂15.0～25.0份、纳米填料10.0～30.0份、三乙胺1.5～4.0份、助剂4.0～10.0份、去离子水10.0～25.0份；其中，所述的含希夫碱结构聚氨酯水性树脂，按重量份计,其组成为：多异氰酸酯8.0～15.0份、多元醇2.0～4.0份、水杨醛类希夫碱2.5～5.0份、低聚物多元醇6.0～12.0份、二羟甲基丙酸1.5～3.0份、丙酮7.0～15.0份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、中和剂1.0～2.5份、去离子水50.0～68.0份。2.如权利要求1所述的一种水性聚氨酯防腐金属底漆，其特征在于：所述的纳米填料为粒径为纳米级的气相二氧化硅、云母粉、滑石粉、膨润土、高岭土、碳酸钙、钛白粉一种或几种的组合。3.如权利要求1所述的一种水性聚氨酯防腐金属底漆，其特征在于：所述的助剂至少包括润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、pH调节剂、成膜助剂的四种或四种以上的组合。4.如权利要求1所述的一种含希夫碱结构聚氨酯水性树脂，其特征在于：所述的制备方法，其制备工艺如下：A、在装有温度计、搅拌器的四口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武，许钧强，康伦国，姚东生，阳京辉，
申请(专利权)人：韶关市合众化工有限公司，合众佛山化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44