專利名稱：水溶性防銹涂料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水溶性防銹涂料組合物。更詳細(xì)地，涉及將聚偏二氯乙烯共聚物用作有機(jī)粘合劑來(lái)與無(wú)機(jī)納米粘合劑進(jìn)行組合使用并含有上述成分的涂料，所述有機(jī)粘合劑對(duì)氧氣及濕氣起到高度保護(hù)膜(barrier)效果，所述無(wú)機(jī)納米粘合劑具有強(qiáng)韌的物理性能并且對(duì)各種金屬具有優(yōu)異的粘附性。所述涂料與現(xiàn)有的水溶性防銹涂料相比，具有顯著提高了的防銹性及耐水性，同時(shí)加強(qiáng)了涂膜的硬度(hardness)及耐擦傷性能，具有優(yōu)異的耐久性，能夠使揮發(fā)性有機(jī)化合物最少化，是一種有利于環(huán)境保護(hù)的涂料。
背景技術(shù)：
一般情況下，進(jìn)行涂裝不僅是為了滿足審美的需求，其目的還在于保護(hù)基底。尤其為了防止金屬結(jié)構(gòu)物或零部件、運(yùn)送工具等的腐蝕，開(kāi)展了大量的研究，通過(guò)這些研究，開(kāi)發(fā)出了多種油溶性防銹涂料，并成功使用。最近，隨著全世界對(duì)環(huán)境及能源越來(lái)越關(guān)心，在限制由化石原料衍生的有機(jī)溶劑 (或揮發(fā)性有機(jī)化合物)的應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)展了大量的行動(dòng)，包括韓國(guó)在內(nèi)多個(gè)國(guó)家正在實(shí)施強(qiáng)有力的限制措施。由于上述要求，對(duì)水溶性涂料的重視日益增加，雖然正在積極地開(kāi)展研究，但除了針對(duì)環(huán)境保護(hù)方面的效果之外，其實(shí)際上在防銹性、耐水性、粘附性等方面與現(xiàn)有的涂料相比還相差甚遠(yuǎn)。因此需要開(kāi)發(fā)出一種水溶性防銹涂料的制備技術(shù)，該水溶性防銹涂料既要具備與現(xiàn)有油溶性涂料相同水準(zhǔn)的耐水性及防銹性，還要有利于環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題因此，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題為提供一種水溶性防銹涂料組合物，該水溶性防銹涂料組合物既有利于環(huán)境保護(hù)，而且其優(yōu)異的防銹性、耐水性及粘附性達(dá)到了與現(xiàn)有油溶性防銹涂料類似的水平。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以組合物總量100重量份計(jì)，含有30 50重量份的聚偏二氯乙烯共聚物乳液及1 20重量份的無(wú)機(jī)(inorganic)納米粘合劑。下面，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計(jì)，含有作為有機(jī)聚粘合劑的30 50重量份的聚偏二氯乙烯共聚物乳液。本發(fā)明的聚偏二氯乙烯共聚物乳液為有機(jī)粘合劑，其特征在于，其為含有氯乙烯和偏二氯乙烯單體及丙烯酸單體的水系乳液樹(shù)月旨，其固體成分含量為50 60重量％，pH穩(wěn)定于1 3之間，乳液樹(shù)脂內(nèi)的氯含量為50 70重量％，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的范圍為5°C 15°C。所述聚偏二氯乙烯共聚物乳液能夠使揮發(fā)性有機(jī)化合物最少化，并且能夠獲得適合的涂膜強(qiáng)度。
本發(fā)明的組合物所含的聚偏二氯乙烯共聚物乳液低于30重量份時(shí)，與基底的粘附力及涂膜的耐久性會(huì)存在問(wèn)題，如果高于50重量份時(shí)，與相對(duì)于基底的粘附力相比，樹(shù)脂自身的粘合力過(guò)高，因此如果沒(méi)有附著力促進(jìn)劑的情況下，會(huì)存在剝離的危險(xiǎn)。本發(fā)明中的聚偏二氯乙烯共聚物乳液樹(shù)脂，例如可以使用DSM Neoresin公司的 Haloflex 202 (商品名)及 Halof lex 202S (商品名)、Solvay 公司的 DiofanP 510(商品名)、Lubrizol公司的Permax 803 (商品名)、Permax 805(商品名)等，但不限于此。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計(jì)，含有1 20重量份的無(wú)機(jī)納米粘合劑。本發(fā)明的無(wú)機(jī)納米粘合劑的特征在于，其為穩(wěn)定膠體相的金屬氧化物和硅烷化合物的混合形態(tài)，具有20 35重量％的固體成分，分散介質(zhì)為水，利用鈉或銨等離子在PH8 11下具有10 50nm左右的粒徑，形態(tài)穩(wěn)定。無(wú)機(jī)納米粘合劑可以根據(jù)溶膠-凝膠法形成涂膜，制備凝膠的方法有多種，本發(fā)明的無(wú)機(jī)納米粘合劑以因溶劑干燥而引起的濃度變化作為主要原理。本發(fā)明的無(wú)機(jī)納米粘合劑含量如果低于1重量份時(shí)，會(huì)存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)涂膜的硬度提高等優(yōu)點(diǎn)的問(wèn)題，如果含量高于20重量份時(shí)，涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性及涂膜的耐久性會(huì)存在問(wèn)題，在形成涂膜時(shí)會(huì)發(fā)生粉末化。本發(fā)明的無(wú)機(jī)納米粘合劑應(yīng)使用與上述有機(jī)粘合劑不存在相容性問(wèn)題的各種類型的硅膠及其它的本領(lǐng)域類似系列的膠體相金屬氧化物。相容性是指在常溫下進(jìn)行混合時(shí)不發(fā)生種化(seed)或凝聚、粒徑尺寸增加、沉淀、凝膠化等。水系分散物在特性方面發(fā)生的粘度或流變的輕微變化時(shí)，如果不是凝膠化可以忽略。本發(fā)明中可以使用的無(wú)機(jī)納米粘合劑例如有Grace公司的Ludox TM(商品名)、Ludox HS-30 (商品名)、Nissan化學(xué)制品公司的Snowtex N(商品名)等，但不限于此。以固體成分為基準(zhǔn)，本發(fā)明的上述作為有機(jī)粘合劑的聚偏二氯乙烯共聚物乳液和無(wú)機(jī)納米粘合劑在涂料內(nèi)的混合比優(yōu)選為100 5 30，如果無(wú)機(jī)納米粘合劑的含量低于上述范圍，會(huì)存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)涂膜的硬度提高等優(yōu)點(diǎn)的問(wèn)題，如果無(wú)機(jī)納米粘合劑的含量高于上述范圍時(shí)，硬化涂膜會(huì)因微細(xì)的裂縫而粉碎，還會(huì)阻礙涂料本身的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。本發(fā)明的粘合劑使用水作為主要溶劑。水用作為涂料內(nèi)各個(gè)顆粒的分散溶劑乃至用作各種化合物的溶劑，進(jìn)一步加入到涂料中時(shí)，用作稀釋劑。本發(fā)明的涂料在有利于環(huán)境保護(hù)的特性方面，將水用作主要溶劑是非常重要的因素。上述水優(yōu)選使用清水或去離子水。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計(jì)，優(yōu)選地含有2 10 重量份的無(wú)機(jī)防銹劑。本發(fā)明可以使用的無(wú)機(jī)防銹劑是指在涂布于金屬基底上的涂料內(nèi)部形成鈍化膜，切斷腐蝕的電化學(xué)通路，從而抑制基底腐蝕的物質(zhì)。本發(fā)明的無(wú)機(jī)防銹劑優(yōu)選使用磷酸鋅化合物或磷酸鋁等無(wú)毒防銹劑，在使用鈣離子交換氧化硅類的情況下，應(yīng)注意與無(wú)機(jī)納米粘合劑的相容性。本發(fā)明的無(wú)機(jī)防銹劑可以使用的物質(zhì)，例如有磷酸鋅、磷酸鋅水合物、磷酸鋁、磷酸氫鈣、磷酸鋅鋁、磷硅酸鍶鋅、磷酸鈣、鈣離子交換二氧化硅、磷硅酸鍶和硼硅酸鈣等，但不限于此。本發(fā)明的無(wú)機(jī)防銹劑的含量低于2重量份或高于10重量份時(shí)，會(huì)對(duì)防銹性及涂料的穩(wěn)定性帶來(lái)不好的影響。為了使各無(wú)機(jī)防銹劑的效果最大化，可以和其它的無(wú)機(jī)防銹劑以一定的比例混合使用。
本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計(jì)，優(yōu)選含有15 25 重量份的體質(zhì)顏料(extender pigment)。本發(fā)明的體質(zhì)顏料低于15重量份時(shí)，會(huì)降低涂膜的硬度，高于25重量份時(shí)，多少會(huì)降低粘附力，或者會(huì)使硬化涂膜發(fā)生微細(xì)的裂縫，對(duì)耐水性及防銹性也會(huì)帶來(lái)不好的影響。本發(fā)明的體質(zhì)顏料例如有，一般用于防銹涂料中的碳酸鈣、二氧化硅、白云石、滑石、硫酸鋇、高嶺土、云母、鈣硅石、綠泥石、硅酸鋁、氫氧化鋁等，但不限于此?？梢詥为?dú)或混合使用這些體質(zhì)顏料，以實(shí)現(xiàn)涂膜的硬度、物理性能等。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物以組合物總量100重量份計(jì)，優(yōu)選含有1 5重量份的成膜劑。本發(fā)明的成膜劑在形成涂膜時(shí)，有助于粘合劑的融合，使融合得更細(xì)密，對(duì)基底的潤(rùn)濕效率有利，能夠提高粘附性。并且，通過(guò)降低乳液粘合劑的最低涂膜形成溫度， 在低溫下有助于水溶性涂料的涂膜形成。本發(fā)明的成膜劑的含量低于1重量份時(shí)，在低溫(10°C以下)下進(jìn)行涂裝時(shí)會(huì)存在開(kāi)裂的問(wèn)題，高于5重量份時(shí)，干燥時(shí)間過(guò)慢，存在可加工性的問(wèn)題。本發(fā)明的成膜劑例如有festman公司的Texanol (商品名)、Dow公司的丁基卡必醇(Butyl carbitol)(商品名)、丁基溶纖劑(Butyl Cellosolve)(商品名)等，但不限于此。本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物可根據(jù)需要進(jìn)一步含有各種添加劑。例如可以含有分散劑及表面活性劑等，用于分散物的穩(wěn)定化及提高乳液樹(shù)脂和無(wú)機(jī)納米粘合劑的相容性。此外，還可以添加觸變改性劑，用于防止涂料儲(chǔ)存中的沉淀等，并確保可加工性。為了防止氣泡穩(wěn)定化，還可以含有消泡劑。這些添加劑的例子如下。分散劑例如有BI公司的Disperbyk-190 (商品名)、D0W 公司的0rOtan-1850E(商品名)等，表面活性劑例如有不含烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)物質(zhì)的Airproduct公司的Surfynol 104 (商品名)等，觸變改性劑例如有Hercules公司的 Natrosol+330(商品名)等，但不限于此。發(fā)明的效果本發(fā)明的水溶性防銹涂料組合物與現(xiàn)有的水溶性防銹涂料相比，具有顯著提高了的防銹性及耐水性，同時(shí)加強(qiáng)了涂膜的硬度(hardness)及耐擦傷性能，具有優(yōu)異的耐久性，能夠使揮發(fā)性有機(jī)化合物最少化，是一種有利于環(huán)境保護(hù)的涂料。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步具體說(shuō)明本發(fā)明。但這些實(shí)施例僅是為了幫助理解本發(fā)明而進(jìn)行的例示，并不能限制本發(fā)明的范圍。制備漆號(hào)在沒(méi)有生銹的容器中放入14g水、Ig表面活性劑(APEO free)、0. 3g增粘劑、0. 3g 消泡劑，攪拌約30分鐘，然后加入0. 5g濕潤(rùn)分散劑，再攪拌5分鐘。接著，緩慢加入無(wú)機(jī)防銹劑及體質(zhì)顏料，同時(shí)進(jìn)行攪拌，在無(wú)機(jī)防銹劑及體質(zhì)顏料的加入結(jié)束之后，提高每分鐘的轉(zhuǎn)速，以使攪拌機(jī)葉輪邊緣的線速度達(dá)到18 21m/s，進(jìn)行分散處理15分鐘。此時(shí)，實(shí)施例1的情況下，使用磷酸鋅(Zinc phosphate)作為無(wú)機(jī)防銹劑，使用滑石作為體質(zhì)顏料。實(shí)施例2的情況下，使用磷酸鋅和鈣離子交換二氧化硅作為無(wú)機(jī)防銹劑，
5使用滑石作為體質(zhì)顏料。實(shí)施例3的情況下，使用磷酸鋅作為無(wú)機(jī)防銹劑，使用重晶石作為體質(zhì)顏料。其含量如表1所示。實(shí)施例1在上述分散的漆漿中依次加入15g的無(wú)機(jī)納米粘合劑(Grace公司的Ludox HS-30 (商品名))和40g的聚偏二氯乙烯共聚物(Lubrizol公司的Permax-805 (商品名))， 攪拌10分鐘之后，加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時(shí)性防銹劑，攪拌約10分鐘， 制得水溶性防銹涂料組合物。實(shí)施例2在上述分散的漆漿中依次加入3g的無(wú)機(jī)納米粘合劑和40g的聚偏二氯乙烯共聚物，攪拌10分鐘之后，加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時(shí)性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。實(shí)施例3在上述分散的漆漿中依次加入15g的無(wú)機(jī)納米粘合劑和40g的聚偏二氯乙烯共聚物，攪拌10分鐘之后，加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時(shí)性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。比較例1 在上述分散的漆漿中加入40g的丙烯酸乳液(Dow chemical公司的Avanse MV-100 (商品名))，攪拌10分鐘，然后加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時(shí)性防銹齊IJ，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。比較例2在上述分散的漆漿中依次加入15g的無(wú)機(jī)納米粘合劑和40g的丙烯酸乳液，攪拌 10分鐘，然后加入Ig的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時(shí)性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。比較例3在上述分散的漆漿中加入40g的聚偏二氯乙烯共聚物，攪拌10分鐘，然后加入Ig 的著色劑、2g的成膜劑、0. 4g的暫時(shí)性防銹劑，攪拌約10分鐘，制得水溶性防銹涂料組合物。表 權(quán)利要求
1.水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以組合物總量100重量份計(jì)，含有30 50重量份的聚偏二氯乙烯共聚物乳液及1 20重量份的無(wú)機(jī)納米粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述聚偏二氯乙烯共聚物乳液樹(shù)脂為含有氯乙烯和偏二氯乙烯單體及各種丙烯酸單體的水系乳液樹(shù)脂，其固體成分含量為50 60重量％，pH穩(wěn)定于1 3之間，乳液樹(shù)脂內(nèi)的氯含量為50 70重量％， 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的范圍為5°C 15°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粘合劑為穩(wěn)定膠體相的金屬氧化物和硅烷化合物的混合形態(tài)，具有20 35重量％的固體成分，分散介質(zhì)為水，在PH8 11下具有10 50nm左右的粒徑，形態(tài)穩(wěn)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以固體成分為基準(zhǔn)，聚偏二氯乙烯共聚物乳液及無(wú)機(jī)納米粘合劑的混合比為100 5 30。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，以組合物總量100重量份計(jì)，還含有2 10重量份的無(wú)機(jī)防銹劑、15 25重量份的體質(zhì)顏料、1 5重量份的成膜劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述無(wú)機(jī)防銹劑選自磷酸鋅、磷酸鋅水合物、磷酸鋁、磷酸氫鈣、磷酸鋅鋁、磷硅酸鍶鋅、磷酸鈣、鈣離子交換二氧化硅、磷硅酸鍶、硼硅酸鈣中的一種或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，所述體質(zhì)顏料選自碳酸鈣、二氧化硅、白云石、滑石、硫酸鋇、高嶺土、云母、鈣硅石、綠泥石、硅酸鋁、氫氧化鋁中的一種或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性防銹涂料組合物，其特征在于，其還含有選自分散劑、 表面活性劑、觸變改性劑及消泡劑中一種以上的添加劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及水溶性防銹涂料組合物。更詳細(xì)地，涉及將聚偏二氯乙烯共聚物用作有機(jī)粘合劑來(lái)與無(wú)機(jī)納米粘合劑進(jìn)行組合使用并含有上述成分的涂料，所述有機(jī)粘合劑對(duì)氧氣及濕氣起到高度保護(hù)膜效果，所述無(wú)機(jī)納米粘合劑具有強(qiáng)韌的物理性能并且對(duì)各種金屬具有優(yōu)異的粘附性。所述涂料與現(xiàn)有的水溶性防銹涂料相比，具有顯著提高了的防銹性及耐水性，同時(shí)加強(qiáng)了涂膜的硬度及耐擦傷性能，具有優(yōu)異的耐久性，能夠使揮發(fā)性有機(jī)化合物最少化，是一種有利于環(huán)境保護(hù)的涂料。
文檔編號(hào)C09D127/08GK102482527SQ201080040196
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者趙晟元, 金載成 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Kcc