一种应用于重防腐水性可装罐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于新材料涂料领域，尤其涉及一种VOC低于50并且能运用于重防腐领域水性可装罐涂料，具体涉及一种应用于重防腐水性可装罐涂料及其制备方法。

背景技术

重防腐领域的维护一直是一项国际性的难题，尤其是严苛的海洋环境，产生的经济损失与安全隐患更是无法估计。目前最有效的方法之一就是涂佈防锈涂料。

由于环保要求，各国开始限缩涂料的VOC含量，传统的防腐涂料遇到极大的压力，由且传统防腐涂料成膜时会挥发有机溶剂，造成环境污染，并产生许多孔洞，使水、氧气等腐蚀气体渗透产生腐蚀的现象，因此开发环保的防腐涂料，有效降低有机溶剂的使用，目前成为大家的目标。

传统自喷罐因为溶剂的关系，VOC一直都无法降低，一直是一项难题，随着环保的要求与性能的要求，降低自喷罐VOC含量成为一项重要的目标。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实现一种能应用于重防腐领域的水性可装罐涂料，并且VOC含量低于50，实现一种易携带的涂装方式，能实现易携带易施工的重防腐领域维修。

本发明的第一个方面提供一种应用于重防腐水性可装罐涂料，所述涂料的原料包括，TGA聚氨脂改性树脂、AMP-95多功能调节剂、成膜助剂、金红石钛白粉、润湿剂、杀菌剂、增稠剂、消泡剂、亚硝酸钠、水。

作为本发明一种优选的技术方案，所述涂料的原料包括，按重量份计，TGA聚氨脂改性树脂50-100份、AMP-95多功能调节剂0.1-1份、成膜助剂1-8份、金红石钛白粉5-30份、润湿剂0.1-1份、杀菌剂0-1份、增稠剂0.1-1.5份、消泡剂0.1-1份、亚硝酸钠1-3份、水10-50份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述金红石钛白粉的平均粒径为0.22-0.27μm。

作为本发明一种优选的技术方案，所述润湿剂包括有机硅润湿剂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述润湿剂还包括烷氧基化炔二醇。

作为本发明一种优选的技术方案，所述消泡剂为改性聚硅氧消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚消泡剂中的一种或多种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述成膜助剂包括二丙二醇甲醚和/或二丙二醇丁醚。

作为本发明一种优选的技术方案，所述涂料的原料还包括片状硅酸盐和/或膨润土。

作为本发明一种优选的技术方案，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。

本发明的第二个方面提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料的制备方法，所述涂料的制备步骤包括：

(1)将AMP-95多功能调节剂、消泡剂、缓凝剂、成膜助剂混合搅拌均匀，得到混料A；

(2)向混料A中加入片状硅酸盐和膨润土、水、亚硝酸钠、润湿剂、杀菌剂混合搅拌均匀得到混料B；

(3)向混料B中加入金红石钛白粉混合搅拌均匀后再加入增稠剂混合搅拌均匀，过滤得到涂料。

本发明具有下述有益效果：

1.本发明的涂料能够应用于重防腐领域，其涂料耐盐雾性能≧720小时；

2.本发明通过TGA聚氨脂改性树脂与其他原料相互协同作用，能够有效减少有机物的含量，VOC含量低于50；

3.本发明的涂料具有良好的耐老化性能；

4.重防腐领域维修经常是高空等不易施作的场景，故需要一种易携带的涂装设备，本发明的涂料具有很好的稳定性，能实现易携带易施工的种防腐领域维修；

5.本发明的涂料对基材有良好的附着力。

具体实施方式

本发明的第一个方面提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，所述涂料的原料包括，TGA聚氨脂改性树脂、AMP-95多功能调节剂、成膜助剂、金红石钛白粉、润湿剂、杀菌剂、增稠剂、消泡剂、亚硝酸钠、水。

优选的，所述涂料的原料包括，按重量份计，TGA聚氨脂改性树脂50-100份、AMP-95多功能调节剂0.1-1份、成膜助剂1-8份、金红石钛白粉5-30份、润湿剂0.1-1份、杀菌剂0-1份、增稠剂0.1-1.5份、消泡剂0.1-1份、亚硝酸钠1-3份、水10-50份。

进一步优选的，所述涂料的原料包括，按重量份计，TGA聚氨脂改性树脂65-75份、AMP-95多功能调节剂0.4-0.6份、成膜助剂2-4份、金红石钛白粉15-18份、润湿剂0.3-0.6份、杀菌剂0.04-0.06份、增稠剂0.4-0.7份、消泡剂0.2-0.5份、亚硝酸钠1.8-2.2份、水27-32份。

更加进一步优选的，所述涂料的原料包括，按重量份计，TGA聚氨脂改性树脂70份、AMP-95多功能调节剂0.5份、成膜助剂3份、金红石钛白粉16份、润湿剂0.4份、杀菌剂0.05份、增稠剂0.5份、消泡剂0.3份、亚硝酸钠2份、水30份。

所述TGA聚氨脂改性树脂采购于澳大利亚TGA集团。

TGA聚氨脂改性树脂具有较大的支链结构，并且TGA聚氨脂改性树脂并有一定的耐老化性能，但是其单独使用时，涂料的防腐性能和耐老化并不佳。

AMP-95多功能调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，其不但可以调节体系的pH值，还可以在一定程度上提高涂料的稳定性，可能是因为AMP-95分子中的亲水基团-OH吸附可以吸附在体系中金红石钛白粉的表面上，在其表面形成NH3

所述AMP-95多功能调节剂为陶氏的AMP-95多功能调节剂。

所述金红石钛白粉的平均粒径为0.22-0.27μm。

理论上来说，金红石钛白粉的平均越小，其在紫外区的吸收作用将更好，但在本发明中，申请人发现，当金红石钛白粉的粒径小于0.22μm时，金红石钛白粉在体系中的容易发生团聚，这样影响力其在紫外区的吸收作用。

所述金红石钛白粉为杜邦R-902。

所述润湿剂包括有机硅润湿剂。

优选的，所述有机硅润湿剂为聚醚改性有机硅润湿剂。

可以列举的聚醚改性有机硅润湿剂有DOWSIL

进一步优选的，所述润湿剂还包括烷氧基化炔二醇；所述烷氧基化炔二醇的重量为润湿剂重量的35-45％。

可以列举的烷氧基化炔二醇有DYNOL 607、DYNOL 604、surfynol 465、surfynol440、surfynol 2502、surfynol FS-85等。进一步优选的，所述烷氧基化炔二醇为surfynol465。

当单独使用有聚醚改性有机硅润湿剂时涂料的耐老化性和附着力不佳，申请人意外发现，当使用一定量的烷氧基化炔二醇与聚醚改性有机硅润湿剂相互协同作用，可以增加涂料的耐老化性和附着力。申请人猜测，可能是因为烷氧基化炔二醇是具有高度支化的结构，这些支链能够较弱相邻分子间的吸引力，这些支化结构与聚醚改性有机硅润湿剂中的分子链相互穿插，形成一种网络状的结构，这些结构涂料的附着力，并且烷氧基化炔二醇可能在一定程度上改善了聚醚改性有机硅润湿剂的热稳定性不佳的缺点，两者相互协同作用，涂料的储存稳定性和耐老化性。

所述杀菌剂没有限制，本领域的任何杀菌剂均使用与本发明体系，本发明中的杀菌剂为TGA杀菌剂。

所述TGA杀菌剂采购于澳大利亚TGA集团。

所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。

所述聚氨酯增稠剂没有限制，本领域的任何聚氨酯增稠剂均使用与本发明体系，本发明中的聚氨酯增稠剂为TGA聚氨酯增稠剂。

所述TGA聚氨酯增稠剂采购于澳大利亚TGA集团。

所述消泡剂为改性聚硅氧消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚消泡剂中的一种或多种。

优选的，所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。

本实施方式中所用的聚醚改性有机硅消泡剂为DOW AFE-7610。

申请人发现，在本发明中选用聚醚改性有机硅消泡剂的消泡性能更好，得到的涂料的性能也更佳。可能是因为聚醚改性有机硅消泡剂中的分子结构使得其与聚醚改性有机硅润湿剂、烷氧基化炔二醇能够更好的相容，发生协同作用，促进涂料的良好性能。

在本体系中使用少量的亚硝酸钠与体系中其他原料协同作用在一定程度上增加了涂料的防腐蚀性。

所述水没有具体限制，可以为蒸馏水、自来水或去离子水等，在本发明中，使用的水为去离子水。

所述成膜助剂包括二丙二醇甲醚和/或二丙二醇丁醚。

优选的，所述成膜助剂包括二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚，所述二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的重量比为1：(1.1-1.3)。

申请人经过大量实验发现，在本发明中使用二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚时，涂料最后所得到的涂层性能更佳，可能是因为二丙二醇甲醚能够更好的与体系相容，但其沸点较低，而二丙二醇甲醚与体系的相容性不如二丙二醇甲醚，但其具有较高的沸点，两者相互协同作用，使得涂料的性能更佳。

进一步优选的，所述成膜助剂还包括醇酯成膜助剂；所述醇酯成膜助剂的重量为成膜助剂重量的20-30％。

进一步优选的，所述醇酯成膜助剂为C14-C18醇酯成膜助剂，更进一步优选的，所述醇酯成膜助剂为C16醇酯成膜助剂。

所述C16醇酯成膜助剂是十六碳醇酯。

申请人发现，在本发明体系中添加醇酯成膜助剂，尤其是C14-C18醇酯成膜助剂时，可以在一定程度上增加涂料的耐腐蚀性，可能是因为C14-C18醇酯成膜助剂能够更好的将金红石钛白粉、特种助剂包裹分散于体系中，增加了涂料的防腐蚀性。

所述十六碳醇酯为伊斯曼OE-300。

优选的，所述涂料的原料还包括缓凝剂；所述缓凝剂的重量为涂料的原料重量的3-5％。

申请人发现，在体系中添加醇酯成膜助剂会增加涂料的凝结速度，不变便于其灌装运输，在体系中加入换凝剂可以延缓涂料的凝结时间，使得涂料能够长时间的进行灌装运输。

所述缓凝剂为含有羟基的有机物，优选的，缓凝剂为一元醇或多元醇。

进一步优选的，所述缓凝剂为多元醇缓凝剂。

在本发明体系中，含有羟基的有机物使得涂料能够长时间的进行灌装运输，尤其是添加多元醇，其缓凝效果更好。

进一步优选的，所述多元醇缓凝剂为丙二醇和/或乙二醇。

更进一步优选的，多元醇缓凝剂为丙二醇和乙二醇，丙二醇和乙二醇的重量比为(2-2.5)：1。

优选的，所述涂料的原料还包括片状硅酸盐和/或膨润土。

进一步优选的，所述涂料的原料还包括片状硅酸盐和膨润土，所述片状硅酸盐和膨润土的重量比为1：1。

更进一步优选的，所述片状硅酸盐和膨润土的重量与金红石钛白粉的重量比为1：(75-85)。

所述片状硅酸盐为LAPONITE S482。

所述膨润土为

申请人发现，在本发明体系中能够加入一定量的片状硅酸盐和膨润土可以增加涂料的抗腐蚀性和稳定性，使得涂料更适合于灌装运输。可能是因为，片状硅酸盐和膨润土使得涂料的堆积密度变小，从而提高了其储存稳定性；并且膨润土是一种层状结构，金红石钛白粉可以与这种层状结构相互作用，再与片状硅酸盐相互协同作用对能够有效的阻止腐蚀粒子的电荷传递，但是随着片状硅酸盐和膨润土含量的增多，其不能很好的与金红石钛白粉发生作用，并且也不能够很好的分散于体系中，使得腐蚀剂更容易渗透。

本发明的第二个方面提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料的制备方法，所述涂料的制备步骤包括：

(1)将AMP-95多功能调节剂、消泡剂、缓凝剂、成膜助剂混合搅拌均匀，得到混料A；

(2)向混料A中加入片状硅酸盐和膨润土、水、亚硝酸钠、润湿剂、杀菌剂混合搅拌均匀得到混料B；

(3)向混料B中加入金红石钛白粉混合搅拌均匀后再加入增稠剂混合搅拌均匀，过滤得到涂料。

以下给出本发明的几个具体实施例，但本发明不受实施例的限制。

另外，如果没有特殊说明，本发明中的原料均可由市售得到。

实施例

实施例1

本发明的实施例1具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，所述涂料的原料包括，按重量份计，TGA聚氨脂改性树脂65份、AMP-95多功能调节剂0.4份、成膜助剂2份、金红石钛白粉15份、润湿剂0.3份、杀菌剂0.04份、增稠剂0.4份、消泡剂0.2份、亚硝酸钠1.8份、水27份；

所述金红石钛白粉的平均粒径为0.22μm；

所述润湿剂包括有机硅润湿剂；所述有机硅润湿剂为聚醚改性有机硅润湿剂；所述润湿剂还包括烷氧基化炔二醇；所述烷氧基化炔二醇的重量为润湿剂重量的35％；

所述杀菌剂为TGA杀菌剂；

所述增稠剂为聚氨酯增稠剂；所述聚氨酯增稠剂为TGA聚氨酯增稠剂；

所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂；

所述水为去离子水；

所述成膜助剂包括二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚，所述二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的重量比为1：1.1；所述成膜助剂还包括醇酯成膜助剂；所述醇酯成膜助剂的重量为成膜助剂重量的20％；所述醇酯成膜助剂为C16醇酯成膜助剂；所述C16醇酯成膜助剂是十六碳醇酯；

所述涂料的原料还包括缓凝剂；所述缓凝剂的重量为涂料的原料重量的3％；所述缓凝剂为多元醇缓凝剂；所述多元醇缓凝剂为丙二醇和乙二醇，丙二醇和乙二醇的重量比为2：1；

所述涂料的原料还包括片状硅酸盐和膨润土，所述片状硅酸盐和膨润土的重量比为1：1；所述片状硅酸盐和膨润土的重量与金红石钛白粉的重量比为1：75；

所述一种应用于重防腐水性可装罐涂料按照下述制备方法制备得到：

(1)将AMP-95多功能调节剂、消泡剂、缓凝剂、成膜助剂混合搅拌均匀，得到混料A；

(2)向混料A中加入片状硅酸盐和膨润土、水、亚硝酸钠、润湿剂、杀菌剂混合搅拌均匀得到混料B；

(3)向混料B中加入金红石钛白粉混合搅拌均匀后再加入增稠剂混合搅拌均匀，过滤得到涂料。

所述TGA聚氨脂改性树脂采购于澳大利亚TGA集团；所述AMP-95多功能调节剂为陶氏的AMP-95多功能调节剂；所述金红石钛白粉为杜邦R-902；所述聚醚改性有机硅润湿剂为DOWSIL

实施例2

本发明的实施例2具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，所述涂料的原料包括，按重量份计，TGA聚氨脂改性树脂75份、AMP-95多功能调节剂0.6份、成膜助剂4份、金红石钛白粉18份、润湿剂0.6份、杀菌剂0.06份、增稠剂0.7份、消泡剂0.5份、亚硝酸钠2份、水30份；

所述金红石钛白粉的平均粒径为0.27μm；

所述润湿剂包括有机硅润湿剂；所述有机硅润湿剂为聚醚改性有机硅润湿剂；所述润湿剂还包括烷氧基化炔二醇；所述烷氧基化炔二醇的重量为润湿剂重量的45％；

所述杀菌剂为TGA杀菌剂；

所述增稠剂为聚氨酯增稠剂；所述聚氨酯增稠剂为TGA聚氨酯增稠剂；

所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂；

所述水为去离子水；

所述成膜助剂包括二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚，所述二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的重量比为1：1.3；所述成膜助剂还包括醇酯成膜助剂；所述醇酯成膜助剂的重量为成膜助剂重量的30％；所述醇酯成膜助剂为C16醇酯成膜助剂；所述C16醇酯成膜助剂是十六碳醇酯；

所述涂料的原料还包括缓凝剂；所述缓凝剂的重量为涂料的原料重量的5％；所述缓凝剂为多元醇缓凝剂；所述多元醇缓凝剂为丙二醇和乙二醇，丙二醇和乙二醇的重量比为2.5：1；

所述涂料的原料还包括片状硅酸盐和膨润土，所述片状硅酸盐和膨润土的重量比为1：1；所述片状硅酸盐和膨润土的重量与金红石钛白粉的重量比为1：85；

所述一种应用于重防腐水性可装罐涂料的制备方法同实施例1。

所述TGA聚氨脂改性树脂采购于澳大利亚TGA集团；所述AMP-95多功能调节剂为陶氏的AMP-95多功能调节剂；所述金红石钛白粉为杜邦R-902；所述聚醚改性有机硅润湿剂为DOWSIL

实施例3

本发明的实施例3具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，所述涂料的原料包括，按重量份计，TGA聚氨脂改性树脂70份、AMP-95多功能调节剂0.5份、成膜助剂3份、金红石钛白粉16份、润湿剂0.4份、杀菌剂0.05份、增稠剂0.5份、消泡剂0.3份、亚硝酸钠2份、水30份；

所述金红石钛白粉的平均粒径为0.25μm；

所述润湿剂包括有机硅润湿剂；所述有机硅润湿剂为聚醚改性有机硅润湿剂；所述润湿剂还包括烷氧基化炔二醇；所述烷氧基化炔二醇的重量为润湿剂重量的40％；

所述杀菌剂为TGA杀菌剂；

所述增稠剂为聚氨酯增稠剂；所述聚氨酯增稠剂为TGA聚氨酯增稠剂；

所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂；

所述水为去离子水；

所述成膜助剂包括二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚，所述二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚的重量比为1：1.2；所述成膜助剂还包括醇酯成膜助剂；所述醇酯成膜助剂的重量为成膜助剂重量的25％；所述醇酯成膜助剂为C16醇酯成膜助剂；所述C16醇酯成膜助剂是十六碳醇酯；

所述涂料的原料还包括缓凝剂；所述缓凝剂的重量为涂料的原料重量的4％；所述缓凝剂为多元醇缓凝剂；所述多元醇缓凝剂为丙二醇和乙二醇，丙二醇和乙二醇的重量比为2.3：1；

所述涂料的原料还包括片状硅酸盐和膨润土，所述片状硅酸盐和膨润土的重量比为1：1；所述片状硅酸盐和膨润土的重量与金红石钛白粉的重量比为1：80；

所述一种应用于重防腐水性可装罐涂料的制备方法同实施例1。

实施例4

本发明的实施例4具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，金红石钛白粉的平均粒径为0.18μm。

实施例5

本发明的实施例5具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，金红石钛白粉的平均粒径为0.32μm。

实施例6

本发明的实施例6具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，无烷氧基化炔二醇。

实施例7

本发明的实施例7具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，无醇酯成膜助剂。

实施例8

本发明的实施例8具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，成膜助剂为伊斯曼的十二碳醇酯。

实施例9

本发明的实施例9具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，无片状硅酸盐和膨润土。

实施例10

本发明的实施例10具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，无片状硅酸盐。

实施例11

本发明的实施例11具体提供了一种应用于重防腐水性可装罐涂料，其具体实施方式同实施例3，不同之处在于，片状硅酸盐和膨润土的重量与金红石钛白粉的重量比为1：60。

1.耐盐水性：取部分实施例中的100组涂料作为试样按照标准CNS11607-1995测试其耐盐水性，测试条件为：试样在5w/v％Nacl溶液中浸泡840小时；评价标准：90-100组试样无气泡、生锈、开裂、剥落现象，耐盐水性为优；75-89组试样无气泡、生锈、开裂、剥落，耐盐水性为良；小于75组试样无气泡、生锈、开裂、剥落，耐盐水性为差。

2.耐碱性：取部分实施例中的100组涂料作为试样按照标准CNS11607-1995测试其耐耐碱性，测试条件为：试样在5w/v％Na

3.盐水喷雾试验：取部分实施例中的100组涂料作为试样按照标准CNS11607-1995进行盐水喷雾试验，测试条件为：35℃、5w/v％Nacl溶液，720小时；评价标准：90-100组试样无气泡、生锈、开裂、剥落现象，为优；75-89组试样无气泡、生锈、开裂、剥落现象，为良；小于75组试样无气泡、生锈、开裂、剥落现象，为差。

4.附着力测试，使用胶带法测试部分实施例中涂料的附着力，方格数共100格，试验板为150×50×0.3mm的钢板。

5.耐冲击性测试：取部分实施例中的100组涂料作为试样按照标准CNS10757-1995测定其耐冲击性，试验板为150×50×0.3mm的钢板，技术参数为：冲头:Φ12.7mm重锤质量:500g落距:500m；评价标准：90-100组试样无龟裂、无剥离现象，为优；65-89组试样无龟裂、无剥离现象，为良；小于65组试样龟裂、无剥离现象，为差。

6.按照标准CNS15039-2-2011标准测定实施例1-3中涂料的挥发性有机化合物(VOC)最大限量值(g/L)。

7.老化性能：取部分实施例中的100组涂料作为试样按照标准GB/T1865-2009测试耐人工老化性，老化时间为2000h；评价标准，90-100组试样无气泡、生锈、开裂、剥落、分化，耐人工老化性为优；65-89组试样无气泡、生锈、开裂、剥落、分化，耐人工老化性为良；小于65组试样无气泡、生锈、开裂、剥落、分化，耐人工老化性为差。

测试结果如表1所示：

表1

由涂料的性能测试及数据可知，本发明的涂料耐盐雾性能≧720小时，并且VOC含量低于50，可以很好的应用重防腐领域。