[發(fā)明專利]一種紫外光固化防腐蝕涂料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710981816.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107573825A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋偉強(qiáng);楊嵐?jié)?/a>;苗蔚;鄭紅娟;趙志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D167/07
• 分類號(hào): C09D167/07;C09D163/10;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 暫無信息
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紫外光固化防腐蝕涂料，具體涉及一種以三聚磷酸鋁作為防腐蝕顏料的紫外光固化防腐蝕涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

金屬腐蝕是單質(zhì)金屬被氧化為各類不同價(jià)態(tài)的金屬氧化物的過程。金屬腐蝕造成的損失十分嚴(yán)重，必須進(jìn)行防護(hù)與防腐蝕處理。在多種多樣的防腐蝕方法中，在金屬表面涂覆一層防腐蝕涂料是以一種比較常見而且有效的防護(hù)方法。防腐蝕涂料通常是將鉛、鉻等的化合物作為防腐蝕顏料加入到有機(jī)樹脂中，通過在金屬表面形成一層防護(hù)膜來阻止腐蝕介質(zhì)與金屬表面接觸而達(dá)到防腐蝕效果。但這種防腐蝕涂層會(huì)不斷地析出鉛、鉻等毒性較大的重金屬離子，污染環(huán)境。在環(huán)保型的替代顏料中，三聚磷酸鋁的防腐蝕性能優(yōu)異。作為一種白色顏料，三聚磷酸鋁可以與各種顏料合用，配制不同顏色的涂料。三聚磷酸根離子能與各種金屬離子生成螯合物，在被涂物表面形成卓越的純化膜，對(duì)鋼以及輕金屬等的腐蝕具有極強(qiáng)的抑制作用。但是，作為有機(jī)防腐蝕涂料，在涂裝后需要較長時(shí)間的表干，實(shí)干需要的時(shí)間更長，要獲得優(yōu)良的防腐蝕效果還需要高溫固化，生產(chǎn)效率低。鑒于紫外光固化涂料可以100%固化成膜、無溶劑揮發(fā)、固化速度快（幾分鐘內(nèi)甚至十秒鐘內(nèi)固化）等優(yōu)點(diǎn)，如果將紫外光固化技術(shù)應(yīng)用于防腐蝕涂料領(lǐng)域，可以制備兼具固化速度快和防腐蝕優(yōu)良特點(diǎn)的涂料。

但是，防腐蝕顏料不能直接用于紫外光固化涂料中，主要是存在問題：（1）與樹脂之間相容性差。光固化涂料中的有機(jī)樹脂以（甲基）丙烯酸酯為主，缺乏強(qiáng)極性基團(tuán)，與無機(jī)顏料之間的結(jié)合力差。（2）顏料難分散，易于團(tuán)聚。紫外光固化涂料以活性單體作為溶劑，與有機(jī)溶劑相比粘度要大，再加上兩相之間的結(jié)合力弱，造成無機(jī)顏料難以分散。（3）顏料的防腐蝕性能無法充分發(fā)揮出來。顏料與樹脂之間的結(jié)合力弱，這樣就在結(jié)構(gòu)上存在弱點(diǎn)，腐蝕介質(zhì)易于從兩相的界面處向內(nèi)部滲透。作為一種無機(jī)防腐蝕顏料，三聚磷酸鋁也具有上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于防腐蝕顏料應(yīng)用于紫外光固化涂料中存在的問題，提供了一種紫外光固化防腐蝕涂料及其制備方法。所述一種紫外光固化防腐蝕涂料，其特征在于包括組分：

（1）環(huán)氧丙烯酸酯，

（2）聚酯丙烯酸酯，

（3）單官能團(tuán)丙烯酸酯，

（4）二官能團(tuán)丙烯酸酯，

（5）三官能團(tuán)丙烯酸酯，

（6）附著力促進(jìn)劑，

（7）改性三聚磷酸鋁，

（8）三乙醇胺，

（9）二苯甲酮，

（10）光引發(fā)劑。

所述的一種紫外光固化防腐蝕涂料，其制備步驟如下：

（1）將三聚磷酸鈉和硫酸鋁分別溶于水中，然后將氨水加入到將三聚磷酸鈉水溶液中，在高速攪拌下將氨水和三聚磷酸鈉的混合溶液加入到硫酸鋁水溶液中，形成三聚磷酸鋁溶膠；將三聚磷酸鋁溶膠進(jìn)行多次洗滌、分離，凍干，研磨，制得三聚磷酸鋁微粉；其中，三聚磷酸鈉、硫酸鋁、氨和水的重量比是5~15:2.5~7:0.3~1.5:1000；

步驟（1）是采用溶膠-凝膠法制備三聚磷酸鋁微粉。

（2）將三聚磷酸鋁微粉加入到烷基硅烷、帶有不飽和取代基的硅烷和甲苯的混合溶劑中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱至回流溫度，回流10~15h，乙醇、丙酮洗滌，50~90℃真空干燥24h，制得改性三聚磷酸鋁；其中三聚磷酸鋁、烷基硅烷、帶有不飽和取代基的硅烷和甲苯的重量比是5: 0.5~6:0.5~6:100；

步驟（2）是對(duì)三聚磷酸鋁微粉進(jìn)行表面改性。

（3）將所述一種紫外光固化防腐蝕涂料中的各組分加到攪拌機(jī)中混合均勻，再用砂磨機(jī)進(jìn)行混合，直至固體組分的顆粒粒徑小于20μm，出料、包裝；

步驟（3）是配制紫外光防腐蝕涂料。

在所述的一種紫外光固化防腐蝕涂料及其制備方法中，各組分占總組分的重量含量是環(huán)氧丙烯酸酯4~10%，聚酯丙烯酸酯15~25%，單官能團(tuán)丙烯酸酯15~27%，二官能團(tuán)丙烯酸酯25~35%，三官能團(tuán)丙烯酸酯5~15%，附著力促進(jìn)劑3~7%，改性磷酸鋁4~15%，三乙醇胺0.5~1.5%，二苯甲酮1~3%，光引發(fā)劑3~6%。