一种水性金属防腐涂料及制备方法技术

本发明专利技术属于功能涂料的技术领域，具体提供了一种水性金属防腐涂料及制备方法。该方法通过将钡盐溶液和硫酸盐溶液分散在超支化聚磷酸酯浆料中，在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，形成球形硫酸钡复合微粒，然后与丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料。与传统方法相比，本发明专利技术的制备的水性金属防腐涂料，利用超支化聚磷酸酯优异的分散作用和与金属的界面结合作用，使硫酸钡分散在金属表面并与金属层紧密结合，克服了直接加入无机填料后，涂料与金属基体难以牢固附着的缺陷，并且使硫酸钡在金属表面形成牢固致密的保护层，具有优异的防腐性能，可有效阻碍酸、盐的腐蚀。

A kind of waterborne metal anticorrosive coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水性金属防腐涂料及制备方法
本专利技术属于功能涂料的
，提供了一种水性金属防腐涂料及制备方法。
技术介绍
金属腐蚀是由于金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属的腐蚀易造成设备老化，给国民经济带来了巨大的损失。因此，通常在金属设备器件表面均要使用涂层，以隔绝腐蚀介质与金属反应，阻止腐蚀。防腐涂料在金属防腐中扮演重要的角色。由于金属材质的特殊性，目前较多的金属防腐涂料使用油性涂料，但随着环保法规对挥发性有机物的限制越来越严格，在金属防腐领域，逐步尝试使用水性涂料。如聚氨酯、含氟聚合物、聚酯、有机硅树脂等逐步被应用于水性金属防腐涂料中。然而，由于金属极易与外界构成微电池发生电化学腐蚀，因此金属防腐涂料需要与金属基体产生牢固的附着力，并形成致密的保护层，以阻止金属基体与外界构成微电池。在实际中，水性涂料由于与金属基体粘合牢固性低，且形成的涂层阻水性差，因此防腐性能较差。为此，金属防腐的水性涂料，急需提升涂层附着牢固性和涂层致密性。目前国内外在防腐涂料技术，尤其是水性金属防腐涂料方面已取得了一定成效。其中李勇频等人专利技术了一种水性金属防腐涂料(中国专利技术专利申请号201210286657.X)，原料为：水性丙烯酸改性环氧树脂、中和剂、助剂、去离子水、防腐蚀颜料、体质颜料、着色颜料、增稠剂、催干剂，方法如下：(1)将水性丙烯酸改性环氧树脂和去离子水按60重量份取料，中和剂、助剂、防腐蚀颜料、体质颜料、着色颜料取全部组分，放入搅拌机混合均匀；(2)将混合均匀的原料研磨分散；(3)将研磨分散后的原料放入搅拌釜，加水性丙烯酸改性环氧树脂和去离子水的剩余40％组分和增稠剂、催干剂，搅拌调漆；(4)将搅拌后的半成品过滤，即为水性金属防腐涂料。另外，袁爽登等人专利技术了一种耐磨防腐涂料及其制备方法(中国专利技术专利申请号201810432144.2)，原料为：有机硅改性水性聚氨酯乳液、中空陶瓷纳米颗粒、二氧化硅气凝胶、石墨烯气凝胶、绢云母、聚吡咯、钒酸锌微球、硫酸钡，助剂、水；该专利技术的涂料具有无毒副作用、对环境无污染、耐磨性、隔热性和防腐性，可广泛应用于道路护栏、桥梁、船舶、石油化工储罐、塔架等金属表面的防护。可见，现有技术中的水性金属防腐涂料存在对金属基体附着力低，难以形成致密涂层的缺陷，导致防腐性能较差的问题。
技术实现思路
针对现水性金属防腐涂料对金属基体附着力低，难以形成致密涂层的缺陷，本专利技术提出一种水性金属防腐涂料及制备方法，显著提高了涂料对于金属的附着力高，涂层致密均匀，防腐性能优异。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种水性金属防腐涂料的制备方法，先在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，形成球形硫酸钡复合微粒，然后与丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料，制备的具体步骤如下：(1)将超支化聚磷酸酯加入去离子水中，混合研磨，制得浆料；各原料的重量份为，超支化聚磷酸酯40～50重量份、去离子水50～60重量份；(2)将步骤(1)制得的浆料调整pH值至8～9，然后加热至80～100℃，以300～500r/min的速度进行搅拌，同时缓慢加入摩尔浓度相同的钡盐溶液和硫酸盐溶液，然后将搅拌速度降低至50～80r/min，继续搅拌60～120min，然后喷雾干燥，水洗，再干燥，在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，制得球形硫酸钡复合微粒；各原料中，超支化聚磷酸酯、钡盐、硫酸盐的摩尔比例为1:3:3；(3)将步骤(2)制得的球形硫酸钡复合微粒、丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料；各原料的重量份为，球形硫酸钡复合微粒8～11重量份、丙烯酸酯乳液30～35重量份、聚氨酯乳液25～30重量份、消泡剂0.3～0.5重量份、颜料0.5-1重量份、分散剂1～2重量份、填料10～20重量份、去离子水5～26重量份。优选的，步骤(2)所述钡盐溶液为氯化钡溶液、硝酸钡溶液中的一种。优选的，步骤(2)所述硫酸盐溶液为硫酸钠溶液。优选的，步骤(3)所述丙烯酸酯乳液的固含量为30～40％。优选的，步骤(3)所述聚氨酯乳液的固含量为40～60％。优选的，步骤(3)所述消泡剂为有机硅消泡剂。进一步优选的，有机硅消泡剂为聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷中的至少一种。优选的，步骤(3)所述颜料为柠檬黄、酞青绿、钛白粉、钛锰棕、钴蓝、钛镍黄中的一种。优选的，步骤(3)所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。优选的，步骤(3)所述填料为纳米二氧化硅、重质碳酸钙、滑石粉、云母粉中的一种。本专利技术创造性地在超支化聚磷酸酯分散体系中制备硫酸钡微球，通过引入钡离子、硫酸根离子，在硫酸钡形成的过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，形成球形硫酸钡复合微粒。由于超支化聚磷酸酯优异的分散作用以及与金属界面良好的结合性，超支化磷酸酯硫酸钡镶嵌，从而利于促进硫酸钡分散，与金属表面的形成牢固致密的保护层，使得硫酸钡牢固附着金属层，不仅提高了涂层的附着力，并且可有效阻碍酸、盐对金属的腐蚀。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的水性金属防腐涂料。将超支化聚磷酸酯、去离子水混合，研磨制备成浆状，然后调整pH值，加热搅拌速度，在搅拌过程中缓慢加入摩尔浓度相同的钡盐水溶液和硫酸盐水溶液，然后将搅拌速度降低继续搅拌，喷雾干燥，在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，形成球形硫酸钡复合微粒；然后将球形硫酸钡复合微粒、丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀而得到。本专利技术提供了一种水性金属防腐涂料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、水性涂料由于与金属基体粘合牢固性低，且形成的涂层阻水性差；本专利技术在超支化聚磷酸酯分散体系中制备硫酸钡微球，形成球形硫酸钡复合微粒，利用聚磷酸酯与金属表面的良好结合性，使硫酸钡在金属表面易于形成牢固致密的保护层，克服了直接加入无机填料难以与金属基体牢固附着的缺陷。2、本专利技术使得硫酸钡易于在金属表面形成牢固致密的保护层，硫酸钡具有优异的防腐性能，可有效阻碍酸、盐的腐蚀。3、本专利技术制备方法简单易控，适合于规模化生产。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1将46kg超支化聚磷酸酯加入54kg去离子水中，混合研磨，制得浆料；然后利用碱液将浆料调整pH值至8.5，然后加热至88℃，以380r/min的速度进行搅拌，同时缓慢加入氯化钡溶液和硫酸钠溶液，支化聚磷酸酯、钡盐、硫酸盐的摩尔比例为1:3:3，然后将搅拌速度降低至70r/min，继续搅拌90min，然后在0.5MPa压力下喷雾干燥，形成微细微粒，水洗，再干燥，制得球形硫酸钡复合微粒；最后将9kg球形硫酸钡复合微粒、33kg丙烯酸酯乳液、27kg聚氨酯乳液、0.3kg聚二甲基硅氧烷、0.5kg柠檬黄、1kg六偏磷酸钠、10kg纳米滑石粉、18kg去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料。测试方法：(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性金属防腐涂料的制备方法，其特征在于，先在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，形成球形硫酸钡复合微粒，然后与丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料，制备的具体步骤如下：(1)将超支化聚磷酸酯加入去离子水中，混合研磨，制得浆料；各原料的重量份为，超支化聚磷酸酯40～50重量份、去离子水50～60重量份；(2)将步骤(1)制得的浆料调整pH值至8～9，然后加热至80～100℃，以300～500r/min的速度进行搅拌，同时缓慢加入摩尔浓度相同的钡盐溶液和硫酸盐溶液，然后将搅拌速度降低至50～80r/min，继续搅拌60～120min，然后喷雾干燥，水洗，再干燥，在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，制得球形硫酸钡复合微粒；各原料中，超支化聚磷酸酯、钡盐、硫酸盐的摩尔比例为1:3：3；(3)将步骤(2)制得的球形硫酸钡复合微粒、丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料；各原料的重量份为，球形硫酸钡复合微粒8～11重量份、丙烯酸酯乳液30～35重量份、聚氨酯乳液25～30重量份、消泡剂0.3‑0.5重量份、颜料0.5～1重量份、分散剂1～2重量份、填料10～20重量份、去离子水5～26重量份。...

【技术特征摘要】
1.一种水性金属防腐涂料的制备方法，其特征在于，先在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，形成球形硫酸钡复合微粒，然后与丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料，制备的具体步骤如下：(1)将超支化聚磷酸酯加入去离子水中，混合研磨，制得浆料；各原料的重量份为，超支化聚磷酸酯40～50重量份、去离子水50～60重量份；(2)将步骤(1)制得的浆料调整pH值至8～9，然后加热至80～100℃，以300～500r/min的速度进行搅拌，同时缓慢加入摩尔浓度相同的钡盐溶液和硫酸盐溶液，然后将搅拌速度降低至50～80r/min，继续搅拌60～120min，然后喷雾干燥，水洗，再干燥，在硫酸钡形成过程中使超支化聚磷酸酯与硫酸钡镶嵌，制得球形硫酸钡复合微粒；各原料中，超支化聚磷酸酯、钡盐、硫酸盐的摩尔比例为1:3：3；(3)将步骤(2)制得的球形硫酸钡复合微粒、丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、消泡剂、颜料、分散剂、填料、去离子水分散均匀，制得水性金属防腐涂料；各原料的重量份为，球形硫酸钡复合微粒8～11重量份、丙烯酸酯乳液30～35重量份、聚氨酯乳液25～30重量份、消泡剂0.3-0.5重量份、颜料0.5～1重量份、分散剂1～2重量份、填料10～20重...

【专利技术属性】
技术研发人员：林芬，
申请(专利权)人：林芬，
类型：发明
国别省市：浙江,33