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水性金属防锈漆的配方及研制

精品资料
水性金属防锈漆的配方及研制
郝金雷
（临沂市振方化工原料有限公司）
摘要：通过对乳液、防锈颜料和助剂的深度筛选、合理搭配，制得了水性快干防锈漆，具有干燥快，耐水性和耐盐雾性优异，储存稳定性好等优点。
关键词：水性丙烯酸乳液、防锈颜料、金属防锈、耐盐雾
引言
随着全社会对低碳环保理念的不断推进，水性环保型的涂料势必将成为未来发展的趋势，据相关调查研究，水性防锈防腐漆具有极大的发展空间，从中国整体经济发展情况来看，未来三到五年内水性防锈涂料会出现一个跨越式的发展。
研究和开发用水性漆替代溶剂型油漆是节能减排的需要、也是保护环境、净化空气、保障人民身体健康的需要。本品可用水稀释，涂膜具有干燥速度快、耐水性、耐盐雾性好的优点，既能减少环境污染，又能提升产品的档次，提高企业的综合竞争力。
1、实验部分
1.1主要原材料
去离子水，自制；水性丙烯酸乳液，临沂振方化工公司；云母氧化铁，上海一品颜料；防闪锈助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、PH调节剂、其他功能助剂以及流变助剂LT，均为上海显硕化工公司产品；重质碳酸钙、磷酸锌、沉淀硫酸钡、三聚磷酸铝均为临沂振方化工公司产品。
1.2水性金属防锈漆的制备配方：
原材料名称          质量分
去离子水            15
流变助剂LT           0.1
分散剂            0.5—0.6
润湿剂            0.4—0.5
云母氧化铁           10
重质碳酸钙              5
沉淀硫酸钡              7
磷酸锌                 2.5
三聚磷酸铝              2.5
PH调节剂               0.15
丙烯酸乳液              50
消泡剂            0.25
其他助剂           1.0—2.0
助溶剂             0.5
防闪锈助剂          0.5-0.8
制备工艺
准确称一定量的去离子水加入至分散缸中；
开启搅拌（500r/min左右），依次加入流变助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、PH调节剂搅拌5-10分钟；再将颜填料依次加入，高速分散（1200r/min左右）30分钟；
砂磨机研磨至细度小于30微米，制备好漆浆；
500r/min左右转速下依次加入乳液、成膜助剂、助溶剂、抗闪锈助剂、增稠剂等，搅拌30--40分钟至充分混合；
检验性能合格后，过滤，包装。
1.3水性金属防锈漆的性能检测
执行标准  水性丙烯酸树脂料  HG/T4758—2014 本标准于2015年6月正式颁布,为水性金属防护漆提供了标准基础.
本水性金属防锈漆的性能检测结果：
 检测项目         检测结果
容器中的状态       搅拌后均匀，无絮凝颗粒
施工性能         喷涂2遍无障碍
表干时间/h                 1
实干时间/h                 20
附着力/级                 1
耐水测试          7d未气泡、未生锈
耐盐水测试       7d未气泡、未生锈
耐盐雾测试       7d未气泡、未剥落、未扩蚀
2、结果与讨论
2.1水性成膜物质的选择
本产品选用综合性能较好的单组份水性丙烯酸树脂乳液作为成膜物质。通过选择不同型号的水性丙烯酸乳液，配以相同量的颜填料进行对比试验，结果如下：

上图是在3%的盐水中浸泡7天后的效果。

上图是在盐水喷雾实验机里24H后的效果。
2.2防锈颜料的选择
    确定水性丙烯酸乳液作为成膜物质以后，防锈颜料及填料的选择至关重要。经过长时间的试验分析，本产品选择了无毒、环保的改性三聚磷酸铝与具有高效防锈性能的磷酸锌为防锈颜料，并添加少量有机缓蚀剂5—硝基间苯二酸酯锌，提高防锈能力。
    三聚磷酸铝是一种新型无害高效的防锈颜料，其解离出的三聚磷酸根离子可以与金属阳离子交叉螯合，具有极强的捕捉金属离子的能力，能有效地封闭金属离子形成无机高分子错合体，钝化金属表面，起到化学防锈的效果。然后它再慢慢分解为致密的正磷酸皮膜，避免水分、氧气等与金属表面接触，起到隔绝防锈的效果,因而它具有化学防腐和隔绝防锈的双重效果。
   磷酸锌能生成碱式络合物,增强涂膜的耐水性和附着力,也能与Fe 形成牢固的配位络合物沉淀层，从而抑制铁锈的形成和发展。
2.3涂膜耐水性的改进
    水性涂料由于其特殊的结构，其耐水性较差，添加云母氧化铁可提高漆膜的耐水性。云母氧化铁是一种物理性防锈颜料，其主要成分是三氧化二铁。由于这种氧化铁具有类似云母的片状结构，所以称为云母氧化铁。片状的云母氧化铁粒子交叉地分布在涂膜中，使涂膜的机械强度增加。基料树脂与云母氧化铁粒子能形成封闭性很好的致密涂层，对水汽的渗透有良好的抵御作用。同时这种致密的防锈涂层还能有效防止紫外线对漆膜的降解。
2.4产品特点
   （1）水性金属防锈漆能够用水直接稀释，而且VOC含量极少，有效减少VOC对环境的影响；
    （2）产品干燥速度快，常温下50-60分钟即可表干，解决了普通水性防锈漆干燥速度慢的问题，可有效提高生产效率；
    （3）产品选用三聚磷酸铝、改性磷酸锌和有机缓蚀剂作为防锈颜料，能有效提高耐盐雾效果；
3、结语
    通过对原材料的深度筛选，合理搭配，选用特殊的水性丙烯酸乳液作为成膜物质，研制出的金属防锈漆具有卓越的耐水性、耐盐雾性、耐磨性和良好的储存稳定性。目前江苏居安涂料有限公司、山东奥丁建材有限公司等多家涂料企业已经开始批量生产该产品并投入市场，得到了客户的广泛认可和好评，具有明显的节能优势和突出的社会效益。

 作者简介
郝金雷 ：工程师，主要从事建筑涂料、水性工业漆、胶粘剂的研发及产品应用工作。

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