[发明专利]铁基材料水溶性功能防腐涂料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于涂装技术领域，具体涉及一种水溶性功能防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术

传统的金属表面涂装领域中，由于溶剂型体系占绝对垄断地位，大量挥发性有机化合物（VOC）排入大气中，不仅造成空气与水环境的污染，而且不利于人体健康和节能减排。为此，减少挥发性有机化合物（VOC）在空气中的排放一直是涂料防蚀领域的首要议题之一。

涂料水性化是减少VOC含量的主要手段。因此，自20世纪80年代后期以来，水性防腐涂料得到了不断发展。目前，水性防腐蚀涂料已在建筑装饰、汽车、船舶、集装箱制造、铁路机车、航空航天、交通桥梁等领域广泛应用。然而，水性涂料目前仍存在一些无法克服的技术难题，如水性涂料普遍存在固含量低的缺点，固含量低将使生产厂家的成本加大；水性涂料在涂装过程中存在闪锈现象；水性涂料在生产加工与施工中，还易出现稳泡、絮凝等现象；水性涂料对抗强机械作用力时的分散稳定性差，分散微粒易被压缩成固态微粒，使涂层产生麻点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有良好的耐碱耐水性、涂层附着力好、韧性好、防腐性能优异、VOC含量低、环境友好的铁基材料水溶性功能防腐涂料，还相应提供一种能耗降低、环境污染小、步骤简单、成本低的铁基材料水溶性功能防腐涂料的制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种铁基材料水溶性功能防腐涂料，主要由以下质量份数的组分配制而成：

基料：25～30份，

填料（颜料）：38～42份，

防絮凝剂：  1～2份，

有机防锈剂：1～2份，

表面活性剂：0.5～1份，

增稠剂：0.5～1份，和

溶剂： 28～32份。

上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料，优选的，所述基料主要由水性环氧树脂E-44、水性聚氨酯树脂、改性丙烯酸的三组分混合体和固化剂组成。

上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料，优选的，所述填料包括主还原剂、辅助还原剂、增强相和功能性添加剂，主还原剂包括活性炭基纤维、富锌化合物和改性聚硅氧烷，辅助还原剂包括三聚磷酸铝、磷酸锌、锌粉中的一种或两种。选择与上述活性炭基纤维能构成增强体的无机通孔纤维（如硅灰石、氧化锌纤维等）共同构成增强相，可使涂层整体强度提升；选择片层状无机物（例如滑石粉与绢云母）配合使用作为功能性添加剂以提高涂层附着力。

上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料，优选的，所述防絮凝剂为萘磺酸盐甲醛缩合物。优选的防絮凝剂为填料辅助剂，可避免上述填料配制过程中，由于比重偏析造成的不均匀现象。

上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料，优选的，所述有机防锈剂为二壬基萘磺酸钡或苯甲酸钠。 

上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料，优选的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料，优选的，所述增稠剂为SJ-101。

上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料，优选的，所述溶剂为去离子水。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：在150r/min～400r/min搅拌条件下，依次将所述防絮凝剂、增稠剂和基料加入到部分（例如一半左右）的溶剂中，充分搅拌（一般5min～15min），然后加入所述的有机防锈剂和填料，分散后（一般20min）进行研磨，研磨至细度在50微米以下，最后加入所述表面活性剂和剩余的溶剂，充分搅拌（一般20min），然后过滤，得到铁基材料水溶性功能防腐涂料成品。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的铁基材料水溶性功能防腐涂料的应用，其特征在于，通过改变所述涂料中除基料以外的其他成分的组分配比得到不同功能的多种涂料，多种涂料包括底漆、面漆和过渡层，使用时依次分别涂装底漆、过渡层和面漆，所述底漆为富含还原助剂层（即富含上述的主还原剂和辅助还原剂），面漆为富含成膜质、填料和阻隔组分层，过渡层为附着力增强层，形成功能梯度复合涂层，以更好地提升复合涂层的综合性能，尤其是防腐能力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的核心成分是以复合改性后有机树脂作为基料（优选环氧树脂、丙烯酸改性的水性聚氨酯树脂 PUER 乳液作为基料），并优选具有活性微细炭基纤维与富锌粉料的混合体构成防腐涂料的填料的还原组成成分，使之与一种有机活性中间体（以改性聚硅氧烷类为选择对象）组成具有持续还原性气氛的絮状填料，分散在涂料中营造水溶性功能防腐涂料的持续还原环境。