[发明专利]工业用水性无机聚磷酸酯防腐蚀涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别是一种工业用水性无机聚磷酸酯防腐蚀涂料及制备方法。

背景技术

传统溶剂型涂料在生产和使用过程中所释放的有机挥发性物质(VOC)产生的危害，已经表现在温室效应、破坏大气臭氧层、造成大气污染和污染水质、土壤等多个方面。溶剂型涂料在生产和使用中出现二大问题：一是由于有机溶剂的挥发，对环境污染面广量大，其中有毒有害成分直接影响人体健康。二是容易形成重大安全事故隐患，因有机溶剂一般闪点较低，生产和涂装现场空气中所挥发的溶剂含量较高，极易引起火灾或爆炸重大安全事故。因此溶剂型涂料在使用过程中对人类和环境都会造成相当严重的危害。

随着科技进步和经济的高速发展，资源和能源的匮乏已引起世界各国的重视，节资节能，保护环境，是世界涂料界面临的主要问题。作为溶剂型涂料替代品之一的水性涂料，已受到世界各国的重视。近几年世界涂料产量中，水性工业涂料在世界工业涂料中已占40％以上。即使在专用涂料领域，水性涂料也正以前所未有的速度向汽车修补涂料、防腐蚀涂料、道路标示涂料等领域渗透。我国从20世纪60年代开始研究水性涂料，进入21世纪后，国家大力扶持水性涂料的发展。目前市场占有率尽管不是很高，但是年增长率则快于其他环保型涂料，成为一种具有广阔市场前景的涂料。

水性涂料是以水作溶剂或分散介质的涂料。树脂经过乳化剂的处理并形成树脂在水中的分散体且分散的粒径在0.1mm以上的称为水乳化涂料；用水来稀释溶剂中的树脂并形成树脂在水中的分散体且分散体的粒径在0.01～0.1mm的称为水分散涂料；有机溶剂的胺盐溶液经水稀释后形成相当稳定的聚合物聚集体的分散溶液且粒径在0.1mm以下的称为水溶性涂料。

目前市场上水性防腐蚀涂料大体分为二类：

一类包括以水性醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯和聚酯等树脂为成膜物质，添加各种添加剂，如助溶剂、乳化剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂、催干剂、防霉杀菌剂、缓蚀剂等制成。这类涂料的特点是涂层表干时间长，早期耐水性较差，防腐能力较弱，在钢铁防腐领域，对钢铁起到轻防腐的作用。

另一类包括以无机硅酸盐溶液、无机磷酸盐溶液等为成膜物质，与锌粉搭配制成。

这类涂料的特点是涂层较脆、柔韧性较差，但防腐能力强，在钢铁防腐领域，对钢铁起到重防腐的作用。锌矿为不可再生性资源，随着不断地开采，将会变的越来越少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种工业用水性无机聚磷酸酯防腐蚀涂料及制备方法。水性磷酸酯聚合物与硅酸锂钾溶液的结合采用杂化交融技术，属单组分、自干型涂料，涂膜具有表干时间短、固化快、耐水性佳、对底材粘附力好、抗老化等特点，它是在钢铁防腐领域具有自转锈、防腐蚀、对环境友好型的防腐蚀涂料。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：该涂料为单组分，具有无机性、自转锈性，其特征在于：所述的组分是由硅酸锂钾溶液36～41重量份、水性磷酸酯聚合物29～34重量份、色浆10～20重量份、消泡剂0.5～0.8重量份、增稠剂0.8～1.0重量份、水8.5～18.4重量份组成。

所述的硅酸锂钾溶液，其中氧化硅与锂钾氧化物的分子之比的模数为18，锂钾的重量比为1:39。

所述的水性磷酸酯聚合物是由丙烯酸乳液60～75重量份、聚磷酸酯10～30重量份经加温聚合反应后，再加入中和剂（AMP-95）0.5～5重量份、缓冲剂碳酸氢钠1～3重量份及去离子水10～30重量份后制得。

所述的色浆为铁红或其它颜色色浆（如SM2844、SM2894等）。

所述的消泡剂为用水稀释50%的丙烯酸消泡剂（如H4211等）。

所述的增稠剂为用水稀释50%的碱溶胀型增稠剂（如TT-935等）。

所述的水为去离子水。

本发明所述的工业用水性无机聚磷酸酯防腐蚀涂料的制备方法为：按重量比，将硅酸锂钾溶液加入容器中，在800～1000r/min搅拌下，加入水性磷酸酯聚合物，待混合均匀，在400r/min～600r/min搅拌速率下加入色浆，混合均匀后，在300r/min～500r/min搅拌速率下再加入水，消泡剂和增稠剂，经20min熟化，80～100目筛网过滤后即得到工业用水性无机聚磷酸酯防腐蚀涂料。

所得涂料的涂膜常规性能指标如下表。