一种水性单组份防腐面漆及其制备方法与流程

本发明属于工程机械水性工业涂料领域，尤其涉及一种水性单组份防腐面漆及其制备方法。

背景技术：

水性漆是以水作为溶剂，在使用过程中挥发出水，对环境无害的环保涂料。随着社会的不断进步，人们对水性漆的要求不断提高，不仅要求水性漆环保无毒，还对水性漆的光泽度和硬度提出了更多的要求。目前，市场上高光的面漆多采用聚氨酯体系，价格相对较高。对于一些防腐要求不那么高的工程，丙烯酸体系因其价格相对较低的特点在制作高光面漆中具有很大的优势。因此近年来，较多水性涂料生产商，相继推出了高光的丙烯酸面漆。然而，高光丙烯酸面漆存在硬度不足的弱点，限制了其各种室内和室外机械设备领域中的广泛应用。

为改善高光丙烯酸面漆硬度不足的缺陷，加入高硬度树脂是一种理论上可行的方法。然而在实际应用中，由于高光丙烯酸乳液与高硬度树脂之间相容性差，会导致面漆的耐盐雾和耐水性降低。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水性单组份防腐面漆，该水性单组份防腐面漆同时具有高光泽和高硬度，还具有良好的耐盐雾和耐水性能。

本发明所提供的一种水性单组份防腐面漆包括如下重量百分比的原料：

其中，所述丙烯酸乳液的光泽度≥90gu，固含量为40％-45％，ph为7-8左右，tg在30-40℃之间；

所述高硬度树脂选自醇酸树脂和/或石油树脂，所述高硬度树脂的硬度在hb-h之间，光泽度≥80gu，固含量为60％-70％，ph为7-8。

所述醇酸树脂硬度为hb-h，光泽度≥80gu，固含量为65％-70％，ph为7-8；所述石油树脂硬度为hb-h，光泽度为≥90gu，固含量为60％-65％，ph为7-8。

所述丙烯酸乳液选自巴德富集团的102、101a，普为新材料的8196、8259，新光新材料的乳液902、906，保立佳化工的乳液899a，陶氏化学的乳液hg100中的一种或几种。这些产品均为市面上所售的高光聚丙烯酸乳液，清漆的光泽度都能达到95gu以上，有利于提高面漆的光泽度。

所述分散剂选自阴离子羧酸盐类、阳离子季胺盐类、非离子类型以及高分子型分散剂中的一种或几种。不同的分散剂，对体系分散效果不一样，水性面漆呈现的光泽度也会不一样，本发明优选高分子型分散剂，能使面漆达到最佳的光泽度。

所述润湿剂选自羧酸盐类润湿剂、有机硅类润湿剂、氟改性有机硅类润湿剂中的一种或几种。其中羧酸盐类润湿剂可用于润湿粉料，提高研磨效率；有机硅类润湿剂、氟改性有机硅类润湿剂则可以润湿用于喷涂面漆的基材，提高水性面漆的适用性。

所述消泡剂为有机硅类消泡剂与非硅类消泡剂的组合。矿物油类消泡剂价格便宜，但是会消光，不适合高光面漆体系。有机硅类消泡剂消泡能力很强，但是容易产生缩孔，非硅类消泡剂相对比较安全，不会产生缩孔，但消泡效率低，因此选择有机硅类和非硅类消泡剂搭配使用。

所述填料选自沉淀高光硫酸钡、滑石粉、碳酸钙。

所述增稠剂选自聚氨酯类增稠剂和碱溶胀类增稠剂中的一种或两种。纤维素类增稠剂和膨润土类增稠剂会有一定程度的消光，因此选择聚氨酯类和碱溶胀类中的一种或两种。

所述成膜助剂选自十二醇酯、dpnb(二丙二醇丁醚)、db(二乙二醇丁醚)、pgda(丙二醇二乙酸酯)中的一种或几种。

所述中和剂选自醇胺类中和剂，如乙醇胺。

所述水性单组份防腐面漆的原料还包括抗闪锈剂，所述抗闪锈剂选自亚硝酸钠，所述抗闪锈剂在水性单组份防腐面漆的原料中的重量百分比为0.3％-0.5％。

所述水性单组份防腐面漆的原料还包括颜料，所述颜料选自钛白粉、铁黄粉、酞青蓝粉、铁黑粉、中黄粉、大红粉等粉末颜料，或者采用色浆，色浆可采用科迪色彩、纳美新材以及科莱恩的各个色号色浆，用于调节颜色。所述颜料在水性单组份防腐面漆的原料中的重量百分比为0-7.0％，优选1.0％-7.0％。

所述水性单组份防腐面漆的原料还包括水，水在水性单组份防腐面漆的原料中的重量百分比为5％-20％。

优选地，本发明的一种水性单组份防腐面漆包括如下重量百分比的原料：

本发明还提供了上述水性单组份防腐面漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水、润湿剂、分散剂、消泡剂、颜料、填料、中和剂混合得到浆料；

(2)将步骤(1)的浆料与丙烯酸乳液、其他树脂混合，加入成膜助剂、增稠剂，混合得到水性单组份防腐面漆。

步骤(1)中，所述浆料细度不大于30μm。

相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：

本发明通过采用高光泽的丙烯酸乳液作为主要成膜材料，配合特定的具有高硬度的醇酸树脂、石油树脂，并结合特定配比的助剂，使高光泽的丙烯酸乳液和高硬度醇酸树脂、石油树脂具有良好相容性，从而使得水性单组份防腐面漆同时具有高光泽和高硬度，同时还具有良好的耐盐雾性和耐水性。

另外，通过对不同的分散剂、颜填料以及色浆进行筛选，能明显降低助剂对高光面漆产品光泽度的影响。

具体实施方式

以下结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例提供一种水性单组份防腐面漆，包括以下重量百分比的原料：

其中，所述丙烯酸乳液为巴德富集团的102，该乳液的光泽度≥90gu，固含量为45％左右，ph在8左右；大分子环氧乳液为阳光汇德的ep-142，硬度为2h，光泽度为80gu，固含量45％。

所述分散剂选用阴离子类分散剂，所述阴离子类分散剂为陶氏的371a；所述润湿剂为迪高的270；所述消泡剂为空气化学的md-20；所述抗闪锈剂为亚硝酸钠；所述着色颜料为钛白粉；所述填料为硫酸钡；所述增稠剂为海明斯德谦的wt-105a；所述成膜助剂由db、dpnb按照1比1比例混合而成；所述中和剂为乙醇胺。

所述水性单组份防腐面漆的制备方法包括如下步骤：

(1)浆料的预分散

将去离子水、润湿剂、分散剂、消泡剂、中和剂加入反应釜中搅拌10min左右，再加入着色颜料和填料高速搅拌10min，转速控制在2000r/min左右，最后研磨至细度30μm左右，即可得到浆料。

(2)调漆

将步骤(1)得到的浆料和丙烯酸乳液、大分子环氧乳液共混，为防止破乳转速控制在700r/min左右，再加入成膜助剂以及抗闪锈剂，最后用增稠剂将体系调节到合适的粘度，即得成品漆。将成品漆进行过滤后备用。

实施例2

本实施例提供一种水性单组份防腐面漆，与实施例1的不同之处在于：丙烯酸乳液采用新光新材料902，该乳液的光泽度≥90gu，固含量为45％左右，ph在8左右；将大分子环氧乳液替换成醇酸树脂，所述醇酸树脂为同德的3ae0402b，硬度为hb-h，光泽度为80gu，固含量70％。

实施例3

本实施例提供一种水性单组份防腐面漆，与实施例1的不同之处在于：丙烯酸乳液采用普为新材料的8196，该乳液的光泽度≥90gu，固含量为45％左右，ph在8左右；将大分子环氧乳液替换成石油树脂，所述石油树脂为佳孚城贸易的5080w，硬度为hb-h，光泽度为90gu，固含量为60％。

实施例4

本实施例提供一种水性单组份防腐面漆，与实施例1的不同之处在于：丙烯酸乳液采用普为陶氏化学的乳液hg100，该乳液的光泽度≥90gu，固含量为45％左右，ph在8左右；将大分子环氧乳液替换成高硬度丙烯酸乳液，所述高硬度丙烯酸乳液为普为新材料的8259，硬度h-2h，光泽度70gu，固含量40％

实施例5

本实施例提供一种水性单组份防腐面漆，与实施例3的不同之处在于：分散剂采用高分子类分散剂，具体为埃夫科钠化学的4560。

实施例6

本实施例与实施例3的不同之处在于：着色颜料重量百分比为6.0％，同时填料采用碳酸钙和滑石粉，碳酸钙和滑石粉的重量百分比分别为8.0％和4.0％。

实施例7

本实施例与实施例3的不同之处在于：将钛白粉替换成科迪254红色浆。

对比例1

本实施例与实施例3的不同之处在于：去掉石油树脂，仅仅用丙烯酸乳液。

对比例2

本实施例与实施例3的不同之处在于：将石油树脂替换成普为的丙烯酸树脂8190，该树脂的光泽度≤20gu，固含量为45％左右，ph在8左右。

对实施例1-7以及对比例1-2的水性单组份防腐面漆进行测试，结果如下表1所示：

表1.水性单组份防腐面漆性能测试结果

其中性能测试均按照hg/t5176-2017钢结构用水性防腐涂料面漆的标准执行。

根据表1的测试结果可以看出，除对比例以外，本发明的水性单组份防腐漆的光泽度均在60°以上，具有高光性能(光泽度大于60°即为高光)，同时漆膜硬度达到h、hb的级别，具有高硬度。而且，本发明的水性单组份防腐漆还具有良好的存储性能、附着力和较快的干燥时间，且实施例2-3和实施例5-7将高光泽度丙烯酸乳液和特定的醇酸树脂或石油树脂配合得到的水性单组分防腐面漆还具有良好的耐盐雾、耐水性能，能够满足生产需求。

相比之下，虽然实施例1采用硬度更高同时还具有高光泽度的大分子环氧乳液与丙烯酸乳液进行配合，但由于大分子环氧乳液和丙烯乳液的相容性差，导致耐盐雾和耐水性能较差。实施例4中，采用两种丙烯酸乳液混拼，丙烯酸乳液耐盐雾性能不好，即使二者具有高光泽或高硬度的性质，结果依然导致整体耐盐雾较实施例2-3和实施例5-7差，只有72h。从对比例1-2中可以看到，仅仅采用丙酸乳液或者使用光泽度不高的另一种树脂均不能达到高光高硬的性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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