一种水性钢结构防锈漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性钢结构防锈漆及其制备方法。

背景技术

为了迎合市场需求，符合国家环保政策，水性轻防腐涂料有了大量的应用市场需求。但是现有市场上的水性钢构漆在应用生产和施工等各个方面也存在一系列的问题，如低温高湿干性差、抗闪锈性能差，厚涂防流挂性能差，容易返锈，水性钢构漆容易分水分层浮色等问题需要解决。

发明内容

本发明旨在提供一种水性钢结构防锈漆及其制备方法。本发明制得的水性钢结构防锈漆能够克服现有技术中存在的缺陷，具有良好的储存稳定性、抗闪锈、厚涂防流挂、耐冲击性、耐老化等性能，同时配方原料组分易得，对环境无污染，更符合实际的应用需求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水性钢结构防锈漆，包括以下重量份计的组分：

环氧改性丙烯酸乳液350～450份、树脂50～100份、防闪绣助剂10～20份、助剂345～545份、水170～250份；所述树脂包括环氧酯树脂、醇酸树脂中的至少一种。

优选地，所述环氧改性丙烯酸乳液与树脂的质量比为(18～35)：(5～8)。

更优选地，所述环氧改性丙烯酸乳液与树脂的质量比为35：5。

优选地，所述环氧改性丙烯酸乳液采用环氧单体与丙烯酸单体共聚合成。

优选地，所述防闪绣助剂由含炔醇基的有机化合物、苯甲酸钠和磷酸盐混合组成。

本发明中的防闪锈助剂为含有单链和双链且长短不一的有机物，含有极性基团和非极性碳链，其极性基团能牢固吸附在金属基材表面，而非极性碳链能覆盖整个金属表面，形成一层疏水性保护膜，从而有效地解决在碳钢、铸铁和埋弧焊缝等金属基材易出现的闪锈问题，且不影响涂料的耐水性。

优选地，所述水性钢结构防锈漆的粘度为100～150KU。

优选地，所述助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、颜料、防锈剂、增稠剂、填料、杀菌剂中的至少一种。

更优选地，所述助剂包括以下重量份计的组分：消泡剂1～2份、颜料28～55份、防锈剂60～120份、增稠剂5～15份、填料250～350份、杀菌剂1～3份。

优选地，所述分散剂为钠盐分散剂、铵盐类分散剂、高分子分散剂中的至少一种。

优选地，所述润湿剂为为基材润湿剂、颜填料润湿剂、润湿流平剂中的至少一种。更优选地，所述润湿剂包括迪高245、迪高4100等。

优选地，所述消泡剂为水性有机硅消泡剂。

优选地，所述杀菌剂包括异噻唑啉酮。更优选地，所述杀菌剂为常州科立尔K-Bio556。

优选地，所述颜料包括钛白粉、铁黑粉等本领域的常规颜料组分。

优选地，所述防锈剂为缓蚀剂、磷锶酸锌、锶铬黄、磷酸锌、三聚磷酸铝中的至少一种。

优选地，所述缓蚀剂为钼酸盐和钨酸盐的混合物，其中钼酸盐、钨酸盐的质量比为4：6。

更优选地，所述防锈剂为缓蚀剂和磷酸锌的混合物，所述缓蚀剂和磷酸锌的质量比为(1～2)：(5～10)。

优选地，所述增稠剂为纤维素、聚氨酯增稠剂、碱溶胀增稠剂、气相二氧化硅、膨润土中的至少一种。

更优选地，所述增稠剂为碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂和膨润土的混合物，所述碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂和膨润土的质量比为(3～5)：(1～3)：(3～5)。选用聚氨增稠剂和碱溶胀增稠剂搭配使用，并添加少量的膨润土，使整个体系具有较好的悬浮性，在储存过程中不易分水和浮色发花，在施工过程中添加少量的水就可以开稀使用，并且有一定的防流挂效果，这样配方体系的流变效果可以得到改善(如降低流挂性)，同时增稠剂用量也可降到最低。当碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂和膨润土的质量比不在(3～5)：(1～3)：(3～5)的范围内时，其制得水性钢结构防锈漆所具有的性能变差。

优选地，所述填料为硫酸钡、重质碳酸钙的至少一种。

本发明中选用的环氧改性丙烯酸乳液，加上环氧酯树脂混合反应，与空气中的氧气接触反应达到自干成膜，所以在配方中不需要再添加成膜助剂，可降低有机挥发物的排放。本身大分子环氧树脂具有优异的润湿性，流平性，环氧酯树脂具有优异的润湿性和消泡性，所以在配方中不需要额外添加分散剂，润湿剂，流平剂。搭配防闪锈助剂、填料、防锈剂等组分提升涂膜的干燥速度，和防锈性能，整体结构构成涂膜的防锈性和耐候性及耐水性。

本发明还请求保护一种所述水性钢结构防锈漆的制备方法，包括以下步骤：

将水总量的80～90％水、消泡剂、颜料进行搅拌分散，在搅拌条件下依次加入防锈剂、填料、环氧改性丙烯酸乳液、树脂、总量5～10％的水，分散，得到混合液，将得到的混合液进行研磨，过滤，在滤液中加入增稠剂、防闪锈助剂、杀菌剂、余量的水，搅拌，制得所述水性钢结构防锈漆。

优选地，所述搅拌分散的转速为500～600rpm，时间为5～10min。

优选地，所述分散的转速为800～1000rpm，时间为10～15min。

优选地，所述研磨为研磨至细度≤30μm。

优选地，所述过滤为选用目数为80～100目的过滤网进行过滤；

优选地，所述搅拌的转速为700～800rpm，时间为10～20min。

乳液在搅拌时转速不能过快，容易造成容易破乳，气泡增多，无法消泡，添加增稠剂时需缓慢添加，确保充分搅拌均匀，更好的达到增稠效果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过各组分之间的相互作用，有效提高了制得水性钢结构防锈漆的储存稳定性、抗闪锈、厚涂防流挂、耐冲击性、耐老化等性能，同时配方原料组分易得，对环境无污染，更符合实际的应用需求。

附图说明

图1为本发明实施例2制得的水性钢结构防锈漆在低温高湿环境下的防锈情况。

图2为本发明实施例2制得的水性钢结构防锈漆在户外耐候90天的防锈情况。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例、对比例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例及对比例所用原料说明见表1。

表1

实施例1～5和对比例1～4

实施例1～5和对比例1～4的水性钢结构防锈漆，组分及重量份如表2所示。

实施例1～5和对比例1～4的水性钢结构防锈漆，包括以下步骤：

将水总量的80～90％水、消泡剂、颜料在转速为600rpm条件下进行搅拌分散8min，一边搅拌一边依次加入防锈剂、填料、环氧乳液、树脂、总量5～10％的水，在1000rpm下分散15min，得到混合液，将得到的混合液进行研磨，研磨至细度≤30μm，用100目的过滤网过滤，在滤液中加入增稠剂、防闪锈助剂、杀菌剂、余量的水，在800rpm条件下搅拌20min，制得所述水性钢结构防锈漆。

表2实施例和对比例中组分用量(重量份)

性能测试

将实施例和对比例制得的水性钢结构防锈漆进行相关的性能测试，测试项目和标准依照HG/5176-2017标准，其中“√”为合格，“×”为不合格。

性能测试结果如表3所示。

表3性能测试结果

从表3中的数据可以得知，本发明实施例制得的水性钢结构防锈漆具有良好的储存稳定性、抗闪锈、厚涂防流挂、耐冲击性、耐老化等性能。

对比例1中选用苯丙乳液替换环氧乳液，制得的水性钢结构防锈漆的性能变差；对比例2中选用树脂种类不合适，制得的水性钢结构防锈漆所具有耐水性、耐老化等性能均变差；对比例3中选用防闪锈助剂不合适，其防锈性能显著降低；对比例4中加入的乳液的重量份数过少，具有的耐水性、耐酸性能等差于实施例，同时施工过程中出现流挂的现象。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。