CN111440504B - 一种水性防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水性防腐涂料及其制备方法和应用。所述水性防腐涂料按质量百分含量计包括：有机硅改性水性丙烯酸乳液20‑40％、水性脂肪族聚氨酯20‑40％、钛白粉15‑20％、成膜助剂2‑4％、防锈颜料3‑8％和防闪锈剂0.2‑1％，余量为水。本发明所述水性防腐涂料同时具有较低的表干时间和实干时间、较高的硬度、耐磨性、耐温性、耐水性和耐盐雾性，且柔韧性好，附着力高，具有很好的防腐性能，特别是在硅酮胶湿膜半干或未干透状态下进行喷涂时，仍显示出极佳的抗开裂性。

Description

一种水性防腐涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种水性防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术

在建筑工地上，通常会使用活动板房作为办公室、民工宿舍。活动板房在厂家制作的时候会对其进行涂装涂饰。随着国家环保政策的推行，部分活动板房厂家已经开始“油转水”，即将原来涂饰用的油性钢结构涂料改为水性钢结构涂料。然而在使用的过程中，发现一个问题。一般活动板房会采用彩钢夹心板搭建。在搭建的过程中，由于彩钢板是整体的，墙面转角、窗户边缘等连接处会有缝隙，需要用到密封材料硅酮胶。为了提高生产效率，现场工人有时会在硅酮胶半干或者未干的情况下，喷涂水性涂料。由于第一层的硅酮胶没有干透，又涂一道水性漆，干燥的过程中内外两层收缩应力不一致，并且面漆的弹性又不够，从而会导致水性漆膜的开裂，这就对水性涂料提出了更高的要求。

目前，水性聚氨酯树脂的应用已不断延伸至涂料、胶黏剂等领域，水性聚氨酯树脂成膜后具有极佳的机械性能和柔韧性，同时具有很好的耐化学品性和耐候性，非常适合户外涂装。然而对比更加成熟的水性丙烯酸乳液，较高的成本成为了抑制其在水性涂料中发展的原因之一。

CN109929428A公开了一种低粘性钢结构防腐漆及其施工工艺，由以下质量份数的组份A和组份B制备而成，A组份：水性羟基丙烯酸80-100份、分散剂1.5-2.5份、消泡剂0.6-1.5份、防腐杀菌剂0.8-2份、纤维素5-7份、钛白粉38-42份、成膜助剂0.4-0.9份、去离子水18-24份；B组份：异氰酸酯20-24份、丙二醇甲醚醋酸酯15-20份、酒石酸0.2-0.5份；该发明低粘性钢结构防腐漆为双组份聚氨酯防锈底漆，具有长期的防锈防腐蚀能力，但是水性漆膜的开裂，干燥时间较长。

CN109777232A公开了一种水性改性丙烯酸防腐涂料及其制备方法，所述水性改性丙烯酸防腐涂料按重量份包括：核壳结构丙烯酸乳液250-400份；无皂丙烯酸乳液100-250份；颜料30-150份；填料100-300份；色浆0-50份；分散剂3-10份；润湿剂1-3份；消泡剂1-3份；丙二醇5-15份；多功能助剂0.5-5份；防霉剂1-3份；防腐剂1-3份；成膜助剂10-15份；增稠剂5-10份；中和剂1-2份；流平剂1-5份；抑闪蚀剂5-15份；软化水150-200份。该发明涂料VOC含量低，防腐性能较好，但是机械性能和柔韧性较差，干燥时间较长。

因此，开发一种成膜后的漆膜具备较好的柔韧性、弹性，且不易开裂的水性钢结构防腐涂料是本领域目前研究的重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性防腐涂料及其制备方法和应用。本发明所述水性防腐涂料同时具有较低的表干时间和实干时间、较高的硬度、耐磨性、耐温性、耐水性和耐盐雾性，且柔韧性好，附着力高，具有更好的防腐性能，特别是在硅酮胶湿膜半干或未干透状态下，将水性防腐涂料喷涂在其上仍显示出极佳的抗开裂性，从而有效解决了漆膜在干燥的过程中由于内外两层收缩应力不一致，并且面漆的弹性又不够，导致的漆膜的开裂问题，提高了施工性，有效缩短施工时间。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种水性防腐涂料，所述水性防腐涂料按质量百分含量计包括：有机硅改性水性丙烯酸乳液20-40％、水性脂肪族聚氨酯20-40％、钛白粉15-20％、成膜助剂2-4％、防锈颜料3-8％和防闪锈剂0.2-1％，余量为水。

本发明中，所述水性防腐涂料由有机硅改性水性丙烯酸乳液和水性脂肪族聚氨酯进行复配得到，有机硅改性水性丙烯酸乳液是丙烯酸酯类和有机硅单体接枝共聚合而成的有机硅改性水性丙烯酸乳液，而水性脂肪族聚氨酯是脂肪族聚氨酯分散体。有机硅改性水性丙烯酸乳液是经长链段聚硅氧烷改性的官能化树脂，分子链一端含有反应性羟基官能团，可以化学键的方式牢固与水性脂肪族聚氨酯结合，使用过程中不会发生迁移，因而具有较好的持久性。同时，有机硅改性水性丙烯酸乳液的有硅氧烷基团会逐渐迁移至乳液高表面能组分的外部，从而形成硅氧烷链段在乳液胶膜表面富集，又由于肪族聚氨酯具有的长链结构，富集于乳液表面的活性硅氧烷基团与聚氨酯形成立体网络(-Si-O-Si-)交联结构，化学交联点增加，对涂膜表层的致密度有增强作用，并最终提高涂膜的机械性能。钛白粉白度好，研磨润湿性佳，能够进一步提高水性防腐涂料的耐候性，且化学稳定性好，粒度小，遮盖力和消色力高，不透明度和光泽度好。

以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液含量为20-40％，例如可以是20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％等。

以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述水性脂肪族聚氨酯含量为20-40％，例如可以是20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％、38％、40％等。

在本发明中，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液和水性脂肪族聚氨酯含量设置在上述范围内，能够保证所述水性防腐涂料的在硅酮胶湿膜或未干透状态下喷涂仍不会开裂，而且同时具有极佳的耐冲击性、柔韧性以及表干时间、实干时间、硬度。若二者不在上述含量范围内，有机硅改性水性丙烯酸乳液过多而水性脂肪族聚氨酯过少时，由于漆膜在干燥的过程中由于内外两层收缩应力不一致，并且面漆的弹性又不够，导致的漆膜的开裂问题；而若有机硅改性水性丙烯酸乳液过少而水性脂肪族聚氨酯过多时，漆膜的耐冲击性会和柔韧性虽然有所提高，但是漆膜的表干时间、实干时间和硬度下降明显。

以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述钛白粉含量为15-20％，例如可以是15％、16％、17％、18％、19％、20％等。

以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述成膜助剂含量为2-4％，例如可以是2％、2.5％、3％、3.5％、4％等。

以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述防锈颜料含量为3-8％，例如可以是3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％等。

以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述防闪锈剂含量为0.2-1％，例如可以是0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％等。

优选地，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的固含量为36-48wt％，例如可以是36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％等。

优选地，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的粘度为200-2500mPa·s，例如可以是200mPa·s、400mPa·s、600mPa·s、800mPa·s、1000mPa·s、1200mPa·s、1400mPa·s、1600mPa·s、1800mPa·s、2000mPa·s、2200mPa·s、2500mPa·s等。

优选地，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的pH为7-9，例如可以是7、7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6、8.8、9等。

优选地，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液包括衡水新光XG-908A和/或衡水新光XG-9100，具有很好的耐盐雾性、耐碱性、耐水性，同时在金属材料上有很强的附着力，耐候优异。

优选地，所述水性脂肪族聚氨酯的重均分子量为20000-50000，例如可以是20000、25000、30000、35000、40000、45000、50000等。

优选地，所述水性脂肪族聚氨酯的固含量为34-41wt％，例如可以是34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％等。

优选地，所述水性脂肪族聚氨酯的粘度为10-200mPa·s，例如可以是10mPa·s、20mPa·s、40mPa·s、60mPa·s、80mPa·s、100mPa·s、120mPa·s、140mPa·s、160mPa·s、180mPa·s、200mPa·s等。

优选地，所述水性脂肪族聚氨酯包括万华化学Lacper 4211和/或欧宝迪U7400，所述水性脂肪族聚氨酯是脂肪族聚氨酯分散体，其柔韧性好，与丙烯酸乳液复配性好。

优选地，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

优选地，以金红石型钛白粉质量为100％计，所述钛白粉中二氧化钛的含量95％以上，例如可以是95％、96％、97％、98％、99％、100％等。

优选地，所述钛白粉包括杜邦R902+和/或亨斯曼TR92。

优选地，所述成膜助剂包括酯类成膜助剂和/或醚类成膜助剂，优选为醇酯-12和/或二丙二醇丁醚(DOW DPNB)。

优选地，所述防锈颜料为磷酸锌。通过提高底材的钝化涂膜机理来增加所述水性防腐涂料的耐盐雾性能。

优选地，以磷酸锌质量为100％计，所述锌含量＞45％(例如可以是46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％等)，所述氧化磷含量＞43％(例如可以是48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％等)。

优选地，所述磷酸锌包括HALOX ZINC PHOSPHATE和/或SNCZ PZ20。

优选地，所述防闪锈剂包括金属有机螯合物。

优选地，所述防闪锈剂不含亚硝酸钠。

优选地，所述金属有机螯合物包括Raybo 60和/或霍夫曼T730。

优选地，所述水性防腐涂料还包括分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、防腐剂或增稠剂中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述分散剂的添加量为0.8-1.5％，例如可以是0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％等。

优选地，所述分散剂包括BYK190和/或tego735W。所述分散剂是含颜料亲和基团的高分子量共聚物溶液。

优选地，以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述润湿剂的添加量为0.1-0.3％，例如可以是0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％等。

优选地，所述润湿剂包括硅氧烷类润湿剂，优选为tego4100和/或BYK346。

所述硅氧烷类润湿剂，极大地降低所述涂料表面张力，使其均匀的铺展开。

优选地，以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述消泡剂的添加量为0.2-0.4％，例如可以是0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％等。

优选地，所述消泡剂包括聚醚硅氧烷类消泡剂和/或矿物油类消泡剂，优选为BYK024和/或CF247。

优选地，以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述pH调节剂的添加量为0.1-0.2％，例如可以是0.1％、0.11％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.2％等。

优选地，所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

优选地，所述2-氨基-2-甲基-1-丙醇为DOW AMP-95。

优选地，以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述防腐剂的添加量为0.1-0.2％，例如可以是0.1％、0.11％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.2％等。

优选地，所述防腐剂包括异噻唑啉酮类杀菌剂，优选为ACTICIDE RS和/或MBS。所述防腐剂作为罐内防腐使用。

优选地，以所述水性防腐涂料质量为100％计，所述增稠剂的添加量为0.5-1.5％，例如可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％等。

优选地，所述增稠剂包括非离子型疏水改性聚氨酯流变剂，优选为RM 8W和/或PUR42。

优选地，所述水性防腐涂料按质量百分含量计包括：有机硅改性水性丙烯酸乳液20-40％、水性脂肪族聚氨酯20-40％、钛白粉15-20％、成膜助剂2-4％、防锈颜料3-8％、防闪锈剂0.2-1％、分散剂0.8-1.5％、润湿剂0.1-0.3％、消泡剂0.2-0.4％、pH调节剂0.1-0.2％、防腐剂0.1-0.2％和增稠剂0.5-1.5％，余量为水；

优选地，所述水性防腐涂料的粘度为85-95KU/30℃，例如可以是85KU/30℃、86KU/30℃、87KU/30℃、88KU/30℃、89KU/30℃、90KU/30℃、91KU/30℃、92KU/30℃、93KU/30℃、94KU/30℃、95KU/30℃等。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述水性防腐涂料的制备方法，所述水性防腐涂料的制备方法为：按配方量将有机硅改性水性丙烯酸乳液、水性脂肪族聚氨酯、钛白粉、成膜助剂、防锈颜料、防闪锈剂和水混合，得到所述水性防腐涂料。

优选地，所述水性防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)将分散剂、润湿剂、消泡剂和pH调节剂和水混合，分散，得到分散液A；

(2)将步骤(1)得到的分散液A、钛白粉和防锈颜料混合，分散，得到分散液B；

(3)将步骤(2)得到的分散液B与成膜助剂、防腐剂、防闪锈剂、有机硅改性水性丙烯酸乳液、水性脂肪族聚氨酯、增稠剂混合搅拌，得到所述水性防腐涂料。

优选地，步骤(1)所述分散的转速为500-600r/min，例如可以是500r/min、510r/min、520r/min、530r/min、540r/min、550r/min、560r/min、570r/min、580r/min、590r/min、600r/min等，所述分散的时间为3-5min，例如可以是3min、3.2min、3.4min、3.6min、3.8min、4min、4.2min、4.4min、4.6min、4.8min、5min等。

优选地，步骤(2)所述分散的转速为1000-1200r/min，例如可以是1000r/min、1050r/min、1100r/min、1150r/min、1200r/min等，所述分散的时间为20-30min，例如可以是20min、22min、24min、26min、28min、30min等。

优选地，步骤(2)所述分散液B的细度为40μm以下，例如可以是10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm等。

优选地，步骤(3)所述混合搅拌的转速为500-700r/min，例如可以是500r/min、520r/min、540r/min、560r/min、580r/min、600r/min、620r/min、640r/min、680r/min、700r/min等，所述混合搅拌的时间为3-15min，例如可以是3min、5min、7min、9min、11min、13min、15min等。

优选地，所述水性防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)将分散剂、润湿剂、消泡剂和pH调节剂加入水中，在500-600r/min的转速下分散3-5min，得到分散液A；

(2)向步骤(1)得到的分散液A中加入钛白粉和防锈颜料，在1000-1200r/min的转速下分散20-30min，得到细度为40μm以下的分散液B；

(3)向步骤(2)得到的分散液B中依次加入成膜助剂、防腐剂、防闪锈剂、有机硅改性水性丙烯酸乳液和水性脂肪族聚氨酯，在500-700r/min的转速下混合搅拌3-5min，再加入增稠剂，调整涂料粘度至85-95KU/30℃，再继续搅拌5-10min，得到所述水性防腐涂料。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的水性防腐涂料在钢结构防腐中的应用。特别是将所述水性防腐涂料喷涂在钢结构上半干或未干透状态下硅酮胶湿膜。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述水性防腐涂料同时具有较低的表干时间和实干时间、较高的硬度、耐磨性、耐温性、耐水性和耐盐雾性，且柔韧性好，附着力高，具有更好的防腐性能。

(2)在硅酮胶湿膜上喷涂本发明提供的水性防腐涂料，可同时满足表干时间在20-40min内，实干时间在12-16h内，耐盐雾性在120h以上，附着力均在1级以下，耐冲击性高达60cm以上，硬度达到B或2B，柔韧性在1mm以下，抗开裂性能优异，漆膜实干后均不开裂。

(3)在硅酮胶湿膜半干或未干透状态下，将本发明水性防腐涂料喷涂在其上仍显示出极佳的抗开裂性，从而有效解决了漆膜在干燥的过程中由于内外两层收缩应力不一致，并且面漆的弹性又不够，导致的漆膜的开裂问题，提高了施工性，有效缩短施工时间。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种水性防腐涂料，所述水性防腐涂料按质量百分含量计包括：有机硅改性水性丙烯酸乳液40％、水性脂肪族聚氨酯20％、钛白粉18％、成膜助剂3％、防锈颜料5％、防闪锈剂0.5％、分散剂1％、润湿剂0.2％、消泡剂0.4％、pH调节剂0.2％、防腐剂0.2％、增稠剂1.3％和水10.2％。

本实施例中有机硅改性水性丙烯酸乳液选自衡水新光XG-908A，水性脂肪族聚氨酯选自万华化学Lacper 4211，钛白粉选自杜邦R902+，成膜助剂为醇酯-12，防锈颜料为磷酸锌(HALOX ZINC PHOSPHATE)，防闪锈剂选自Raybo 60，分散剂选自BYK190，润湿剂选自tego4100，消泡剂选自BYK024，pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇(DOW AMP-95)，防腐剂选自ACTICIDE RS，增稠剂选自RM 8W。

上述水性防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)按配方量将分散剂、润湿剂、消泡剂和pH调节剂加入水中，在500r/min的转速下分散5min，得到分散液A；

(2)向步骤(1)得到的分散液A中加入钛白粉和防锈颜料，在1000r/min的转速下分散30min，得到细度为30μm的分散液B；

(3)向步骤(2)得到的分散液B中依次加入成膜助剂、防腐剂、防闪锈剂、有机硅改性水性丙烯酸乳液和水性脂肪族聚氨酯，在500r/min的转速下混合搅拌5min，再加入增稠剂，调整涂料粘度至90KU/30℃，再继续搅拌5min，得到所述水性防腐涂料。

实施例2

本实施例提供一种水性防腐涂料，所述水性防腐涂料按质量百分含量计包括：有机硅改性水性丙烯酸乳液25％、水性脂肪族聚氨酯35％、钛白粉18％、成膜助剂3％、防锈颜料5％、防闪锈剂0.5％、分散剂1％、润湿剂0.2％、消泡剂0.4％、pH调节剂0.2％、防腐剂0.2％、增稠剂1.2％和水10.3％。

本实施例中有机硅改性水性丙烯酸乳液选自衡水新光XG-9100，水性脂肪族聚氨酯选自欧宝迪U 7400，钛白粉选自亨斯曼TR92，成膜助剂为二丙二醇丁醚(DOW DPNB)，防锈颜料为磷酸锌(SNCZ PZ20)，防闪锈剂选自霍夫曼T730，分散剂选自tego735W，润湿剂选自BYK346，消泡剂选自CF247，pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇(DOW AMP-95)，防腐剂选自MBS，增稠剂选自PUR42。

上述水性防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)按配方量将分散剂、润湿剂、消泡剂和pH调节剂加入水中，在600r/min的转速下分散3min，得到分散液A；

(2)向步骤(1)得到的分散液A中加入钛白粉和防锈颜料，在1200r/min的转速下分散20min，得到细度为30μm的分散液B；

(3)向步骤(2)得到的分散液B中依次加入成膜助剂、防腐剂、防闪锈剂、有机硅改性水性丙烯酸乳液和水性脂肪族聚氨酯，在700r/min的转速下混合搅拌3min，再加入增稠剂，调整涂料粘度至92KU/30℃，再继续搅拌10min，得到所述水性防腐涂料。

实施例3

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别仅在于，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液含量为20％，所述水性脂肪族聚氨酯含量为40％，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例4

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的粘度为100mPa·s，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例5

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的粘度为3000mPa·s，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例6

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述水性脂肪族聚氨酯的重均分子量为10000，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例7

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述水性脂肪族聚氨酯的重均分子量为60000，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例8

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，将所述钛白粉替换为锐型钛白粉，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例9

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，将所述防锈颜料替换为三聚磷酸铝，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例10

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述水性防腐涂料的粘度为80KU/30℃，其他组分含量及制备方法同实施例1。

实施例11

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述水性防腐涂料的粘度为100KU/30℃，其他组分含量及制备方法同实施例1。

对比例1

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述水性防腐涂料中不添加水性脂肪族聚氨酯，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液含量增至60％，其他组分含量及制备方法同实施例1。

对比例2

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液含量为50％，所述水性脂肪族聚氨酯含量为10％，其他组分含量及制备方法同实施例1。

对比例3

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液含量为10％，所述水性脂肪族聚氨酯含量为50％，其他组分含量及制备方法同实施例1。

对比例4

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述水性防腐涂料中不添加有机硅改性水性丙烯酸乳液，所述水性脂肪族聚氨酯含量为60％，其他组分含量及制备方法同实施例1。

对比例5

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，将所述钛白粉替换为立德粉，其他组分含量及制备方法同实施例1。

对比例6

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述成膜助剂含量为1％，所述水含量为12.2％，其他组分含量及制备方法同实施例1。

对比例7

本实施例提供一种水性防腐涂料，与实施例1的区别在于，所述成膜助剂含量为5％，所述水含量为8.2％，其他组分含量及制备方法同实施例1。

性能测试

将实施例1-11提供的水性防腐涂料和对比例1-7提供的水性防腐涂料分别喷涂在硅酮胶湿膜上，再按照HG/T 5716-2017《钢结构用水性防腐涂料》进行涂层配套体系性能测试，具体测试结果如表1和表2所示(其中“ok”代表通过试验无异常，“\”代表漆膜开裂，相关测试无法进行)：

表1

表2

由上述测试数据可知，在硅酮胶湿膜上喷涂本发明提供的水性防腐涂料，可同时满足表干时间在20-40min内，实干时间在12-16h内，耐盐雾性在120h以上，附着力均在1级以下，耐冲击性高达60cm以上，硬度达到B或2B，柔韧性在1mm以下，抗开裂性能优异，漆膜实干后均不开裂，说明本发明所述水性防腐涂料同时具有较低的表干时间和实干时间、较高的硬度、耐磨性、耐温性、耐水性和耐盐雾性，且柔韧性好，附着力高，具有更好的防腐性能。在硅酮胶湿膜半干或未干透状态下，将本发明水性防腐涂料喷涂在其上仍显示出极佳的抗开裂性，从而有效解决了漆膜在干燥的过程中由于内外两层收缩应力不一致，并且面漆的弹性又不够，导致的漆膜的开裂问题，提高了施工性，有效缩短施工时间。

实施例4有机硅改性水性丙烯酸乳液的粘度过低，制备得到的涂料成膜后冻融稳定性较差，3次循环后容易变质。实施例5有机硅改性水性丙烯酸乳液的粘度过高，制备得到的涂料成膜后早期耐水性较差，容易起泡。实施例6、7水性脂肪族聚氨酯的重均分子量过低或过高，制备得到的涂料成膜后不仅早期耐水性较差，容易起泡，而且耐盐雾性能较差，120h耐盐雾性测试中发现涂膜出现较多锈点。而且当水性脂肪族聚氨酯的重均分子量过低时，制备得到的涂料成膜后的韧性较差。实施例8提供钛白粉替换为锐型钛白粉的示例，钛白粉替换后漆膜的耐候性会变差，长期光照漆膜会变色，QUV400 h测试，ΔE＞3。实施例9采用三聚磷酸铝作为防锈颜料，而不采用本申请优选的磷酸锌，制备得到的涂料成膜后冻融稳定性较差，3次循环后容易变质。实施例10水性防腐涂料的粘度过低，施涂时漆膜容易发生流挂现象，难以施工。实施例11水性防腐涂料的粘度过高，施涂时漆膜发现流平性差。

由实施例1和对比例1、2的对比可知，不添加水性脂肪族聚氨酯或水性脂肪族聚氨酯含量过少时，由于漆膜在干燥的过程中由于内外两层收缩应力不一致，并且面漆的弹性又不够，导致的漆膜的开裂问题。

由实施例1和对比例3、4的对比可知，不添加有机硅改性水性丙烯酸乳液或有机硅改性水性丙烯酸乳液含量过少，漆膜的耐冲击性会和柔韧性虽然有所提高，但是漆膜的表干时间、实干时间和硬度下降明显，增加施工时间和施工难度。

由实施例1和对比例6、7的对比可知，成膜助剂含量含量过少，导致漆膜抗开裂性能差，漆膜实干后开裂，未将乳液最低成膜温度降低，在气温过低时，漆膜即无法连续成膜；成膜助剂含量含量过多，成膜助剂沸点在190℃以上，干燥速度慢，导致涂膜的干燥时间缓慢，24h以上才能完全干燥。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明水性防腐涂料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (27)

1.一种水性防腐涂料在钢结构防腐中的应用，其特征在于，所述水性防腐涂料按质量百分含量计为：有机硅改性水性丙烯酸乳液22-40％、水性脂肪族聚氨酯22-40％、钛白粉15-20％、成膜助剂2-4％、防锈颜料3-8％、防闪锈剂0.2-1％、分散剂0.8-1.5％、润湿剂0.1-0.3％、消泡剂0.2-0.4％、pH调节剂0.1-0.2％、防腐剂0.1-0.2％和增稠剂0.5-1.5％，余量为水；

所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的粘度为200-2500mPa·s；

所述水性脂肪族聚氨酯的重均分子量为20000-50000；

所述水性防腐涂料的粘度为85-95KU/30℃；

所述应用具体为将水性防腐涂料喷涂在钢结构硅酮胶湿膜上；

所述水性防腐涂料应用于硅酮胶湿膜时表干时间在20-40min内，实干时间在12-16h内，耐盐雾性在120h以上，附着力均在1级以下，耐冲击性高达60cm以上，硬度达到B或2B，柔韧性在1mm以下，漆膜实干后不开裂。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的固含量为36-48wt％。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述有机硅改性水性丙烯酸乳液的pH为7-9。

4.根据权利要求要求1所述的应用，其特征在于，所述水性脂肪族聚氨酯的固含量为34-41wt％；

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水性脂肪族聚氨酯的粘度为10-200mPa·s。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述成膜助剂包括酯类成膜助剂和/或醚类成膜助剂。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述成膜助剂为醇酯-12和/或二丙二醇丁醚。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述防锈颜料为磷酸锌。

10.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述防闪锈剂包括金属有机螯合物。

11.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述分散剂包括BYK190和/或tego735W。

12.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述润湿剂包括硅氧烷类润湿剂。

13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述润湿剂为tego4100和/或BYK346。

14.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述消泡剂包括聚醚硅氧烷类消泡剂和/或矿物油类消泡剂。

15.根据权利要求14所述的应用，其特征在于，所述消泡剂为BYK024和/或CF247。

16.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

17.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述防腐剂包括异噻唑啉酮类杀菌剂。

18.根据权利要求17所述的应用，其特征在于，所述防腐剂为ACTICIDE RS和/或MBS。

19.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述增稠剂包括非离子型疏水改性聚氨酯流变剂。

20.根据权利要求19所述的应用，其特征在于，所述增稠剂为RM 8W和/或PUR42。

21.根据权利要求1-20中任一项所述应用，其特征在于，所述水性防腐涂料的制备方法为：按配方量将有机硅改性水性丙烯酸乳液、水性脂肪族聚氨酯、钛白粉、成膜助剂、防锈颜料、防闪锈剂和水混合，得到所述水性防腐涂料。

22.根据权利要求21所述的应用，其特征在于，所述水性防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)将分散剂、润湿剂、消泡剂和pH调节剂和水混合，分散，得到分散液A；

(2)将步骤(1)得到的分散液A、钛白粉和防锈颜料混合，分散，得到分散液B；

(3)将步骤(2)得到的分散液B与成膜助剂、防腐剂、防闪锈剂、有机硅改性水性丙烯酸乳液、水性脂肪族聚氨酯、增稠剂混合搅拌，得到所述水性防腐涂料。

23.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，步骤(1)所述分散的转速为500-600r/min，所述分散的时间为3-5min。

24.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，步骤(2)所述分散的转速为1000-1200r/min，所述分散的时间为20-30min。

25.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，步骤(2)所述分散液B的细度为40μm以下。

26.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，步骤(3)所述混合搅拌的转速为500-700r/min，所述混合搅拌的时间为3-15min。

27.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，所述水性防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)将分散剂、润湿剂、消泡剂和pH调节剂加入水中，在500-600r/min的转速下分散3-5min，得到分散液A；

(2)向步骤(1)得到的分散液A中加入钛白粉和防锈颜料，在1000-1200r/min的转速下分散20-30min，得到细度为40μm以下的分散液B；

(3)向步骤(2)得到的分散液B中依次加入成膜助剂、防腐剂、防闪锈剂、有机硅改性水性丙烯酸乳液和水性脂肪族聚氨酯，在500-700r/min的转速下混合搅拌3-5min，再加入增稠剂，调整涂料粘度至85-95KU/30℃，再继续搅拌5-10min，得到所述水性防腐涂料。