[发明专利]一种低温固化水性环氧防腐涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新型化合物领域，涉及一种新的化合物及其制备方法，具体涉及一种低温固化水性环氧防腐涂料及其制备方法。

背景技术

金属腐蚀每年给我国乃至全世界带了不可估量的经济损失，涂料是目前公认的保护金属免受腐蚀最直接、最便利、最经济的方式。传统的溶剂型涂料具有众多的优势，在金属防腐蚀领域深受欢迎。但是，随着环境压力的继续增大，世界各国已经禁止溶剂型涂料的使用。寻找环保型涂料自然而然成为发展涂料的热点，而水性涂料成为了最有可能代替溶剂型涂料的新型环保涂料。水性涂料在乳胶漆、木器漆等领域已经成熟应用。但是水性涂料作为钢铁防腐涂料却达不到溶剂型涂料的防腐效果，所以目前发展重点在于提高水性涂料的防腐蚀效果，并且取得了良好的成果。

水性涂料是以水为溶剂的涂料，水来源广泛并且不会增加VOC的排放，所以，以水为溶剂不仅降低了生产成本，同时符合环保要求。但是，水作为溶剂却又有许多缺陷，比如水的熔点比传统溶剂甲苯、二甲苯要高得多；再者水的蒸发潜热大，所以水性涂料的固化需要较高的温度和延长保温时间。固化水性涂料所需要的能量是溶剂型涂料的几十倍，所以固化水性涂料就需要更多的能源。

水性涂料的固化是水性涂料中水性树脂的交联，水性树脂的交联通常是在固化剂作用下进行的。通常我们所用的固化剂在固化时均需要达到一定的活化能反应才能进行，所以在涂料固化时，通常需要升高固化温度和延长保温时间。寻找一种可以在较低活化能下即可进行的一种交联方式是降低涂料固化温度的首要任务。金属离子交联是溶剂型涂料中比较传统的交联方式，由于金属离子在水性涂料中及其不稳定，所以并没有引用的水性涂料之中。如何解决金属离子在水性涂料中的稳定性是解决低温固化的关键因素。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明使用金属离子交联实现水性涂料的低温固化，使用螯合剂首先将金属离子螯合，制备成金属离子螯合物，增加了金属离子的稳定性，同时又具有金属离子交联的作用。将所制得的金属离子螯合物作为防腐涂料的固化剂，可以明显提高防腐涂层的交联密度和交联速度，并且此交联反应在室温下就可以发生，可以明显降低水性涂料的交联固化温度，并且防腐性能优异，耐盐雾试验可达1200h。目前为止，此种交联方式在水性防腐涂料领域未见报道。

本发明采用如下技术方案：

一种低温固化水性环氧防腐涂料，按质量百分比由水性环氧树脂为40～45％，防腐颜料为5～6％，缓蚀剂为3～5％，填料为6～10％，水为25～28％，防闪锈剂为0.5～2％，金属离子交联剂为14～18％组成。其中，所述的金属离子交联剂的结构式为：

式中，X，Y，R，R₁分别为氨基、羟基、羧基活性基团中的任一种。

优选的，所述的防闪锈剂为含硝基的苯环化合物，其结构通式为：

其中R为H或C₁～C₁₀。

优选的，所述的缓蚀剂结构通式为：

其中，X为SH或甲基，R＝C₁～C₅。

优选的，所述的防腐颜料为复合磷酸锌、三聚磷酸铝、改性三聚磷酸铝、钼酸锌中一种或多种任意质量比组合物。

进一步的，所述的填料为重钙、硅灰石粉、云母、滑石粉、高岭土、白云石中一种或多种任意质量比的混合物。

一种低温固化水性环氧防腐涂料的制备方法，步骤如下：

1、在室温下，将水性环氧树脂、防腐颜料、缓蚀剂、填料、防闪锈剂、水混合，以转速为1000～2000r/min搅拌，得到匀浆，室温放置；

2、使用时，将步骤1制备的匀浆和金属离子交联剂进行混合、搅拌，得到水性环氧防腐涂料。

本发明的低温固化水性环氧防腐涂料的使用方法，将水性环氧防腐涂料涂装在冷轧钢板上，在20～50℃下固化3～5h，然后在50～70℃养护1～5h。

本发明具有的优点和有益效果：

(1)本发明的低温固化水性环氧防腐涂料，其使用新型金属离子螯合物作为交联剂，具有交联速度快、固化温度低等优点，可实现水性涂料的室温固化；

(2)本发明的低温固化水性环氧防腐涂料，其金属离子螯合物交联可以显著提高涂层的交联密度，提高涂层的防腐性能；

(3)本发明的低温固化水性环氧防腐涂料，金属离子交联是通过消耗水性环氧乳液中亲水基团实现涂料的固化，所以其所形成的涂层表面亲水性下降，防腐蚀能力提高，耐盐雾时间达到1200h。

具体实施方式