新型环保水性带锈防锈涂料的研制

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1、新型环保水性带锈防锈涂料的研制颜朝霞郭勇马和平张晓娜兰州工业研究院精细化工室研制了一种新型水性带锈转锈防腐涂料，用防腐性能优异的苯丙乳液为主要成膜物质，利用物理性能优异的水性聚氨酯树脂对其进行共混改性，合成出相对分子量较高、具有交联的树脂体系，交联结构稳定。并优选了无毒防锈颜填料和助剂，进行产品配方和工艺研允。产品是通过水性涂料中转锈剂与活性颜料和钢件中活泼有害成铁锈成分发生化学反应，生成惰性的致密稳定络合反应化合物，从而对钢件起到保护作用。水性涂料中各种适当配比的活性防锈颜料已及与填料的适当配合，保证带锈层能够具备较好的防锈性、耐久性和物理机械性能。K成分是环境友好型，成本低，且具有良好的耐

2、热性、耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性，还具有良好的耐水、耐酸碱性，而且节约能源、简化涂装工艺，不需要预先清除钢铁表面铁锈就可直接涂装。关键词：苯丙;聚氨酯;改性;带锈;转锈;水性涂料;基金：兰州市战略性新兴产业技术攻关专项“环保水性带锈转锈防腐涂料的研宄”（项目编号:2015-3-102）数据显示，每一年全世界由于钢铁锈蚀而造成高达8000亿美元经济损失，损失量占当年金属总产量的40%UL近来将环境与生态的保护问题引起了全人类高度重视，针对金属表面进行涂装是最有效的防腐保护措施，而溶剂型涂料因为是以有机物为溶剂，其不但毒性很大而II挥发性有机化合物（V0C）含量高、成本高、价格很贵等缺点，它的污染

3、问题己经引起了整个社会的高度重视。水溶性防腐转锈涂料本身是以无离子水力溶剂，没有毒害、、不会燃、对环境污染少、抗腐蚀、耐低温和老化等优点，在施工过程中还具有涂装容易、成本低关键是对环境不会造成污染等特点，符合当今涂料的健康、绿色环保发展方向m。所以研发对环境不会造成污染的绿色环保型功能性的防腐涂料予以取代污染严重溶剂型涂料一直是涂料领域的一个重要的课题，也是整个社会防腐涂料发展的必然趋势。本项0采用引入聚氨酯改性苯丙乳液作为水溶性带锈转锈涂料的成膜物与有机酸作为转化剂，研制出一种新型环保型水溶性带锈转锈涂料，较好地解决丫水溶性带锈涂料耐水性和装饰性差的问题，同时其耐腐蚀性及寿命也优于其它涂料。

4、涂装前无须彻底除锈，不用磷化、钝化处理，减少施工费用至少70%,使除锈成木大大降低，有利于对金属涂装防腐的保护推广。1实验本课题开发的新型带锈转锈涂料，是通过物理渗透作用进入铁锈层，采用转化剂与铁或铁锈（主要是氧化铁）络合反应，进行化学转化，把疏松多孔的锈层封闭，将铁锈转变为致密惰性络合物保护层，同时对底材进行钝化，得到均匀的涂膜，使铁锈转化为保护性膜层，牢固地与铁基体结合在一起，将材料与腐蚀环境相隔离，达到溶解铁锈、转化铁锈、稳定铁锈的目的［3-4］。首先通过活性单体、（甲基）丙烯酸和其酯类单体交联聚合反应生成一种具有交联结构具有防腐性能优异的苯丙乳液，再引入物理性能良好的水性聚氨酯，通过共

5、溶改性制备综合性能优异的水性防锈转锈涂料。由于成膜物质是经过交联W化和共溶改性，再精选出转化剂、稳定剂、分散剂、防锈颜填料和增稠剂等各种成分及合适比例、确定合理的工艺研制出涂膜硬度可大为提高、防腐性能也非常优异的新型改性带锈转锈水性涂料，使涂料乳液在成膜过程屮可以将活性的金属离子发生络合反应而转化成对涂膜无害的物质，从根本上解决问题。1.1涂料最佳配方经过几百个配方研宄及实验论证和使用效果检测，最后确定出具有在带锈钢材上不用清除直接涂装、转锈效果很好、膜致密性强、硬度很高，具冇涂装效果好、粘度适用于涂刷的水性除锈涂料，配方见表1。表1新型水性带锈转锈涂料最终基本配方1.2涂料制备工艺经过多次实

6、验论证和技术分析，最终确定一种科学、合理的制备工艺流程。水性防腐带锈转锈涂料体系很复杂，包括成膜物质、颜填料还要加入许多功能性助剂通过大量水溶剂共存于一体，涂料各种成分进行物理、化学作用，最终达到相互平衡的一个较完美的体系。如果制备工艺不合适，对漆膜的形成及涂料的性能将造成很大的危害。所以涂料配方确定，科学、合理工艺流程与工艺参数确保涂料生产的质量与涂膜性能。涂料配制工艺见图1。图1工艺流程图蒸馏水润湿剂分散剂萸原胶炭黑超细硅酸铝消泡剂杀菌剂磷酸锌氧化锌沉淀硫酸钡三聚磷酸铝高速分散30min研磨1h浆料乳液DMEA屮性乳液PH=7单宁酸蒸馏水DMEA单宁酸水溶液PH=7~8成膜助剂流平剂增稠剂

7、低速分散30min过滤成品，工艺流程图见图1。1.3在操作工艺时需要注意事项首先选择合适的防腐涂料的原材料，其次在制备过程中的每一步操作步骤和次序对涂料的性能都会产生很重要的影响。通过制定工艺流程，在水性防锈转锈涂料制备的过程中，须注意以下事项。1.3.1针对各成分的分散速度要注意分散速度要根据不同分散料进行变化。各种助剂增稠剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、流平剂等与溶剂水在低速下进行混合;在研磨颜填