一种水性涂料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水性涂料的制备方法，通过对水性涂料组分的适当选择，使其能够有效的涂覆于基材表面，获得高结合力和高稳定性的涂层材料。层材料。

【技术实现步骤摘要】
一种水性涂料的制备方法


[0001]本专利技术提供一种水性涂料的制备方法，具体涉及一种高结合力涂层涂料，具体为聚酯涂料。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，一些性能优良的新材料陆续涌现，质量轻、 强度高、 耐腐蚀等优越性能使得新材料应用于各个领域，包括有航空航天、建筑建材、家庭日用品。在新材料中，高性能复合材料表现最为突出，是新材料的重要发展趋势，它是由两种及以上的材料，通过某种工艺复合形成的新材料，不但具备原材料的优点，还可以通过复合效应获得新的性能。它与一般材料的简单混合有本质的区别，既保留了原组成相的重要特性。
[0003]水性涂料是指将成膜物质和颜填料分散在水介质中，形成的混合体系。按照分散状态大致可以分为两类：乳液型和溶液型。乳液型是指涂料中的成膜物质本身不溶于水，但在乳化剂或者其他助剂的促进下在水中形成树脂乳液，例如环氧乳液。溶液型是指由于水溶性树脂含有羧基和羟基等亲水基团，这种树脂在水溶液中可以溶解形成稳定的均相溶液，最具代表性的含有羧基和羟基的丙烯酸树脂，水性树脂的迅速发展促进了水性涂料，主要包括有水性无机富锌涂料、水性环氧涂料、水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料。
[0004]聚酯涂层具有优异的耐磨、抗冲击、抗空蚀、耐水、绝缘、耐腐蚀和减震等综合性能，且无VOC污染，是一种高防护性能的环保型金属防护涂层，广泛应用于水电、船舶、石油化工、矿山机械、桥梁、水力机械等各种领域。
[0005]本专利技术主要考擦金属与涂层的结合强度问题，现有技术中由于涂料涂层的干燥速度快，直接应用于金属表面时，润湿性能差，粘接强度低，在许多工况中如气蚀、冲刷和冲击条件下，易脱落而失去防护功能，限制了其在相关工况条件下的应用。

技术实现思路

[0006]基于现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种水性涂料的制备方法，通过对水性涂料组分的适当选择，使其能够高效的填充在铝合金的阳极氧化膜的孔道内，进而获得高结合力的铝合金聚酯涂层材料，所述铝合金为上宽下窄的锥形孔道结构，适合涂料的填充。
[0007]一种水性涂料，包括以下质量份数的原料组成：水性饱和聚酯树脂35
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40份交联剂氨基树脂 15
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20份；氧化铁黑 7
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13份；复合铁钛粉 0.4
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0.8份；分散润湿剂 0.3
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0.7份；
水性有机硅消泡剂 0.2
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0.35份；丁炔二醇渗透剂 0.3
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0.5份；丙二醇渗透助剂 0.2
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0.4份；pH调节剂 1
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1.6份；去离子水 50
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65份；其中水性饱和聚酯树脂和氨基树脂的质量比为1
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3.5:1；所述涂料涂覆于经过表面处理的铝合金表面，所述铝合金表面为锥形多孔氧化膜，通过如下方法获得（a）表面清洁处理：依次使用 400、800、1200、1500、2000#SiC 砂纸对基体表面进行打磨，把打磨后的铝合金样品置于丙酮中并在超声波下清洗除油，然后使用无水乙醇和去离子水冲洗，并使用氮气吹扫干燥待用；（b）表面阳极氧化处理：以磷酸、草酸、柠檬酸和草酸铝和乙二醇的混合液为电解液进行表面阳极氧化处理， 阳极氧化处理过程包括（b
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1）一次电压控制为三段电压，第一阶段为电压35V，时长为120s，第二阶段电压为29V，时长120s，第三阶段为23V，时长120s，温度5℃，切断电源后10s内放入5％的磷酸溶液中浸泡3min，取出，去离子水冲洗，浸入电解液；（b
‑
2）二次电压控制为三段电压，第一阶段为电压27V，时长为90s，第二阶段电压为21V，时长90s，第三阶段为16V，时长90s，温度10℃，切断电源后10s内放入5％的磷酸溶液中浸泡4min，取出，去离子水冲洗，浸入电解液；（b
‑
3）三次电压控制为三段电压，第一阶段为电压18V，时长为60s，第二阶段电压为15V，时长60s，第三阶段为12V，时长60s，温度15℃，切断电源后10s内放入5％的磷酸溶液中浸泡5min，取出，去离子水冲洗；其中磷酸的浓度为25
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30g/L， 草酸的浓度为20
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25g/L，柠檬酸的浓度为6
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8g/L，草酸铝2
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4/L，乙二醇为5
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7ml/L；（c）氮气吹扫干燥；所述涂料与铝合金基材的结合力为16.3
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22.5Mpa。
[0008]进一步的，所述交联剂氨基树脂选自高度烷基醚化苯代三聚氰胺树脂。
[0009]进一步的，分散润湿剂选自HT
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100琥珀酯嵌段共聚物。
[0010]进一步的，所述pH调节剂选自乙二醇胺。
[0011]进一步的，所述聚酯树脂包括但不限制于AR
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618、SK9070、WP
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535等进一步的，一种水性涂料的制备方法，包括如下步骤：按照质量配比称取氧化铁黑、复合铁钛粉、分散润湿剂、渗透剂、渗透助剂和一半的水，搅拌均匀，制成分散液待用，称取聚酯树脂置于搅拌釜中，加入交联剂氨基树脂固化剂、水性有机硅消泡剂、前述步骤制得的分散液和另外一半的水，再加入pH调节剂， 600
‑
1000rpm速度下分散10
‑
30分钟，过滤、包装即可获得所需水性涂料，所述水性涂料涂覆于经过表面处理的铝合金表面进一步的，所述锥形多孔氧化膜的锥形孔道的锥底直径尺寸为400
‑
500nm，锥形多孔氧化膜的厚度为2
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5μm。
[0012]进一步的，涂膜的厚度为10
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20μm。
[0013]一种水性涂料的使用方法，在于包括如下步骤：
（1）制备水性涂料：按照质量配比称取7
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13份氧化铁黑、0.4
‑
0.8份复合铁钛粉、0.3
‑
0.7份分散润湿剂、0.3
‑
0.5份丁炔二醇渗透剂、0.2
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0.4份丙二醇渗透助剂和一半的水，搅拌均匀，制成分散液待用，称取35
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40份聚酯树脂置于搅拌釜中，加入15
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20份交联剂氨基树脂固化剂、0.2
‑
0.35份水性有机硅消泡剂、前述步骤制得的分散液和另外一半的水，再加入pH调节剂， 600
‑
1000rpm速度下分散10
‑
30分钟，过滤、包装即可获得所需水性涂料；（2）预处理铝合金材料；其中所述预处理铝合金材料包括如下步骤：（a）表面清洁处理：依次使用 400、800、1200、1500、2000#SiC 砂纸对基体表面进行打磨，把打磨后的铝合金样品置于丙酮中并在超声波下清洗除油，然后使用无水乙醇和去离子水冲洗，并使用氮气吹扫干燥待用；（b）表面阳极氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：按照质量配比称取氧化铁黑、复合铁钛粉、分散润湿剂、渗透剂、渗透助剂和一半的水，搅拌均匀，制成分散液待用，称取聚酯树脂置于搅拌釜中，加入交联剂氨基树脂固化剂、水性有机硅消泡剂、前述步骤制得的分散液和另外一半的水，再加入pH调节剂， 600
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1000rpm速度下分散10
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30分钟，过滤、包装即可获得所需水性涂料，所述水性涂料涂覆于经过表面处理的铝合金表面，所述铝合金表面为锥形多孔氧化膜，通过如下方法获得：（a）表面清洁处理：依次使用 400、800、1200、1500、2000#SiC 砂纸对基体表面进行打磨，把打磨后的铝合金样品置于丙酮中并在超声波下清洗除油，然后使用无水乙醇和去离子水冲洗，并使用氮气吹扫干燥待用；（b）表面阳极氧化处理：以磷酸、草酸、柠檬酸和草酸铝和乙二醇的混合液为电解液进行表面阳极氧化处理，阳极氧化处理过程包括（b
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1）一次电压控制为三段电压，第一阶段为电压35V，时长为120s，第二阶段电压为29V，时长120s，第三阶段为23V，时长120s，温度5℃，切断电源后10s内放入5％的磷酸溶液中浸泡3min，取出，去离子水冲洗，浸入电解液；（b
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2）二次电压控制为三段电压，第一阶段为电压27V，时长为90s，第二阶段电压为21V，时长90s，第三阶段为16V，时长90s，温度10℃，切断电源后10s内放入5％的磷酸溶液中浸泡4min，取出，去离子水冲洗，浸入电解液；（b
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3）三次电压控制为三段电压，第一阶段为电压18V，时长为60s，第二阶段电压为15V，时长60s，第三阶段为12V，时长60s，温度15℃，切断电源后10s内放入5％的磷酸溶液中浸泡5min，取出，去离子水冲洗；其中磷酸的浓度为2...

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