水性自交联丙烯酸防腐涂料

氧化铁红、铁黄、铁黑、铁棕系列 联系电话: 021- 59508509 62864049
与水性助溶剂共同使用, 如乙二醇丁醚、异丙醇可 加快涂膜的干燥速度, 提高早期抗水性; 二乙二醇 丁醚、丙二醇等可延长涂膜开放时间, 同时可提高 水性涂料的抗冻性。
514 防闪锈助剂的选择 水性涂料 ( DT M 涂料) 直接涂覆在金属表面
分别浸入水中, 干膜厚度 450Lm 。
412 制备工艺 将配方中 1~ 10 依次加入搅拌混合均匀后, 在
砂磨机中高速研磨至细度 [ 70Lm, 再加入消泡剂、 成膜助剂、水、缓蚀剂, 搅拌均匀, 过滤包装。
从表 4 可以看出 L R8977 适合水性防腐涂料的 需求, 与 BASF 第三代产品 S760 相比具有更低的 吸水率、更好的抗回粘性。 512 颜填料体系的选择
在面漆配方的设计中, 主要考虑装饰性和户外 耐久性。如选用耐候性较好的金红石型钛白粉, 超 细体质填料, 同时可减少防锈颜料的用量。在调色 时最好使用粉末状的颜料而不是配置成的颜料浆, 因为水性色浆含有大量的水溶性添加剂, 对涂膜的 防腐性能影响较大。 513 成膜助剂的选择
Acrona L R8977 成膜温度在 37 e 以上, 因此加 入某种成膜助剂是非常必要的。
在底漆配方的设计中, 主要考虑 涂膜的功 能 性, 如: 附着力、耐盐水性、抗渗性等 ( 见参考配 方) 。其中氧化铁红为物理防锈颜料, 可以提高涂 膜的致密度, 降低可渗性; 云母为片状体质填料, 可降低成本, 同时可进一步提高涂膜的致密性; 三 聚磷酸铝和改性磷酸锌为主体防锈颜料, 与传统防 锈颜料相比, 具有无毒、防锈性强的优点, 其特点 在于他们能在金属表面形成附着牢固的络合物, 同 时与漆料的羟基、羧基络合, 使颜料 ) 漆料 ) 底材 之间形成化学结合而提高涂层的附着力和抗渗性。
2 水性防腐涂料的发展历史
第一阶段: 在水性防腐涂料发展的初期, 环保 需求并不是涂料化学师们研究的重点, 人们更关心 水性体系的不燃性、较低的气味及使用水清洗设备 的低成本; 另一方面适合这一领域的树脂较少, 防 锈颜料也较初级。
第二阶段: 20 世纪 60 年代中期, 苯丙共聚物 乳液开始出现, 这些树脂显著的特点是低吸水率; 另一方面与各种防锈颜料的相容性较好。这一时期 逐步形成典型的防腐涂装体系为: 二道底漆、二道 面漆或者三道无气喷涂 ( 干膜 80Lm @ 3) 。
表 4 不同树脂性能比较
产品 类型
MFT/ e
吸水率
防 闪锈
应用 领域
( 24h) / %
Acronal S760
22
无
917 底漆、面漆
Acronal L R 8977
37
无
418 底漆、面漆
注: 1. Acronal S760、Acronal LR 8977 为 BASF 公司产品; 2. 耐水性的测定: 涂膜制板后 60 e 干燥 3d, 室温再干 燥 3d,
改性硼 酸锌 改性磷 酸锌 离子交 换颜 料 三聚磷 酸铝
注: 以上产品均为 BA SF 公司产品。
EM U- PO WDER 12 0 FD
A cronal 29 6D
A cronal S 7 60 A cronal LR 89 77 Luhydran S9 37T
3 水性防腐涂料的优缺点
水性防腐涂料中由于用水替代溶剂型涂料中的 溶剂, 这样既可降低生产成本, 又大大降低 VOC 的含量, 所以水性涂料才得以迅猛发展。但水性防 腐涂料与溶剂 型防腐涂料之间的区别 是不容忽视 的, 主要表现在三方面: ( 1) 水的特殊性能 ( 如: 表面张力、蒸发潜热、导电性) ; ( 2) 水性体系中
表 1 水性防腐涂料发展历史
树脂 类型
使用的 防锈 颜料 类型
典 型产 品
第一代产品 苯乙烯共聚物
铬酸锌 、铬 酸铅
第 二代产 品
苯丙 共聚物 丁苯 共聚物 丙烯 酸共聚 物
铬酸锌 铬酸锶
第 三代产 品 第 四代产 品
自交 联苯丙 共聚 物 自交 联丙 烯 酸 分 散 体 双组 分 聚 氨 酯、 环 氧 水性 无机类
第三阶段: 70 年代末, 铅系 ( 如红丹) 、铬酸 系 ( 锌黄) 等传统防锈颜料被证明对人体及环境有 较大的危害, 新型低毒防锈颜料开始成为人们关注
的重点。自交联聚合物分散体在这一时期也开始出 现, 它表现出较好的防闪锈性、湿附着力及抗化学 品性。
第四阶段: 80 年代后期, 随着人们对产品性 能要求的不断提高, 水性树脂正向多元化发展, 出 现了水性双组分聚氨酯、环氧防腐涂料, 具有优异 耐化学、物理性能和湿附着力; 单组分丙烯酸乳液 性能进一步提高; 同时出现了水性硅烷基、水性氟 烷基 ( 如氟碳、氟硅等) 、水性硅酸盐纳米等新型 防腐涂料。水性防腐涂料发展历史见表 1。
表 6 各种增稠剂对涂膜吸水率的影响
添加比例 ( 增稠剂 L R8799 固体含量比) / % 吸水率/ %
PU 85 ( 聚氨酯类) HEC ( 纤维素类) ASE ( 碱溶胀类)
0 01 5 110 21 0
12 14 15 87 12 17 31 75 12 17 21 78
注: 比例为固体总 量比, 浸水 72h 涂 膜制板 后 60 e 干燥 3d, 室温再干燥 3d, 分别浸入水中, 干膜厚度 450Lm。
从表 6 可 以 看 出: ( 1) 在 低 用 量时 ( < 015% ) , 各种增稠剂对涂膜吸水性的影响较小, 但 仍以聚氨酯 类增稠剂 吸水率 最小; 在用量 1% 时 HEC、ASE 类增稠剂吸水性明显增高; 在 3% 用量 时吸水性都很严重, 防锈性能很差; ( 2) 在实际使 用时一般都选用聚氨酯类增稠剂, 最大用量控制在 1% 以下。形成这种结果的原因是 HEC、ASE 类增 稠剂会形成不均一的絮凝状涂膜, 成膜之后 H EC
时易造成涂层表面有闪锈, 特别在用于喷砂处理和 含碳量较高的金属表面时必须加入防闪锈助剂。目
前在国内常用的有亚硝酸钠、苯甲酸钠等, 虽然可 以解决闪锈问题, 但由于水溶性强, 残留在涂膜中
极大的影响涂膜的耐盐水 性; 同时由 于其离子特 性, 会影响乳液的稳定性。因此一般选用其他类型 的防闪锈助剂如: 有机锌络合物、烷基磷酸盐等, 通过实验 在配方中选用了 Ant icorrosion L - 1, 实 践证明其效果较好, 添加量不大 ( 013% 即可) , 对
总之, 水性涂料的配制远较溶剂型涂料复杂, 也存 在 一些 不 足 之处, 但 由于 它 能 大大 地 降 低 VOC 含量, 顺应环保趋势, 而且能够满足 许多场 合下的性能要求, 所以我们有理由相信水性涂料是 涂料发展的一大趋势。
413 丙烯酸防腐涂料主要性能指标 丙烯酸防腐涂料主要性能指标见表 3, 耐盐雾
配方解析
防锈颜料、复合颜料
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水性自交联丙烯酸防腐涂料
朱德勇 ( 上海圣黎贸易有限公司, 200003)
摘要: 介绍了水性防腐涂料的发展及自交联丙烯酸共聚体在水性防腐涂料中的应用, 讨论配 方中各种组分对涂膜性能的影响。
关键词: 丙烯酸; 水性防腐涂料; 配方设计
Acronal S760
Acronal LR 8977
盐雾试验 ISO 7253 480h, 喷砂钢板 80Lm ( 干膜)
图 1 L R8977 与 S760、Laroflex M P25 耐盐雾性对比
5 结果与讨论
511 基料体系的选择 树脂基料的功能在于粘结颜料和填料, 同时把
底材和面漆结合成牢固的整体, 阻挡防腐介质的侵 蚀。一般说来, 涂料与金属表面间的湿附着力对防 腐起着重要作用, 因此 应选用吸水率 较低的成膜 物, 同时由于水性防腐 涂料直接涂布 于金属表面 ( DT M ) , 因此也需要水性树脂有足够的防闪锈性。 不同树脂的性能比较见表 4。
39 #中 国 涂 料# #2004 年第 12 期#
水性颜料色浆
联系电话: 021- 59508509 62864049
配方解析
的稳定剂 ( 如: 乳化剂、分散剂) 和水溶性助剂。 例如溶剂型涂料的干燥速度可通过配方中各种溶剂 的比例调节, 然而在水性体系中这种性能在很大程 度上是受水制约, 即使可通过一些高沸点或者低沸 点的助溶剂进行调节; 另外水性体系中各种水溶性 助剂对涂膜的性能影响较大, 成膜之后它们都残留 在涂膜中, 增加了涂膜的吸水性, 严重影响涂层体 系的防腐性能; ( 3) 钢铁底材遇水 / 闪锈0。
质量分数/ % 2 50 80 3~ 5 21 0 21 0 11 0 75 1 50
75~ 150 50~ 100
1 50 15 适量 25 20 31 0 31 0 适量 约 1000
注: * A cronal LR- 8977 为德国 BA SF 自交联丙烯酸共聚物乳 液。
Laroflex M P25
表 5 成膜助剂对 Acr ona L R8977 成膜 温度的影响 ( 对乳液用量)
成膜助剂用量/ %
2
4
6
8
成膜温度/ e
醇酯- 12
30
19
8
0
丁基乙二醇
33
17
13
6
二乙醇丁醚
23
16
11
8
丙二醇ห้องสมุดไป่ตู้醚
25
21
16
9
二丙二醇丁醚
26
24
22
14
从表 5 中我们可以看出醇酯- 12 是成 膜效果 相当好的成膜助剂 ( 对 Acrona LR8977 而言) , 在 水性防腐涂料中我们选用成膜助剂时不仅仅考虑成 膜效果, 同时还要考虑涂膜的干燥速度, 一般常常