[發明專利]一種金屬防護用單寧基水性涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910955758.3
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110746846A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 陳赤清;李坤;李春吟;張弘;張雯雯;張品德;陳清龍;馮運洋
• 申請（專利權）人: 五峰赤誠生物科技股份有限公司;中國林業科學研究院資源昆蟲研究所
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/63;C09D7/20
• 代理公司: 11308 北京元本知識產權代理事務所
• 代理人: 秦力軍

本發明公開了一種金屬防護用水性涂料及其制備方法，單寧、水性環氧樹脂及其相應的固化劑和水混合制成所述的金屬防護用水性涂料。本發明的金屬防護用水性涂料單寧基金屬防護用水性涂料在涂覆到金屬表面后，金屬離子、單寧、水性環氧樹脂共同作用，協同增效，提高金屬表面帶銹防蝕性能，延長防護時間，本發明的水性涂料制備的涂膜使用達到180d后仍然不破損，脫落；而且涂膜的斷裂強度高，韌性強；涂膜在金屬表面的抗彎曲和抗沖擊性能強；涂膜表觀硬度大并且涂膜與金屬表面的附著力強。

技術領域

本發明涉及一種水性涂料及其制備方法，特別涉及一種金屬防護用水性涂料及其制備方法，本發明屬于金屬防護用涂料領域。

背景技術

環氧樹脂是一類性能優異的熱固性聚合物材料，因其具有良好的耐化學腐蝕性、優異的粘合性能、固化收縮性低、價格低廉等特點，被廣泛用做粘合劑、涂料、結構性材料和復合材料等。目前，環氧樹脂涂料大部分都為溶劑型，其在成膜過程中產生大量揮發性有機物(VOCs)，對人體健康以及環境產生危害，環氧樹脂水性化已是大勢所趨。水性環氧樹脂不僅保留了環氧樹脂性能優勢，還具有毒性小、施工方便、低VOC及易清洗等優點；但缺點是水分揮發慢，固化時間長，對涂裝表面的潔凈度要求較高，尤其金屬表面存在銹蝕點時不利于涂裝及延長防護時間。

單寧是一類來源廣泛、天然可再生的復雜大分子多元酚類化合物，與生物堿、酶、金屬離子等反應活潑。按照其結構不同可以分為水解類單寧和縮合單寧；前者是酚酸及其衍生物與葡萄糖或多元醇主要通過酯鍵形成的化合物，如五倍子單寧、塔拉單寧；后者是以黃烷-3- 醇為基本結構單元的縮合物，如落葉松單寧、楊梅單寧。單寧結構中含有較多酚羥基，可以和Fe離子(II/III)快速絡合形成穩定絡合物，可以有效的控制γ-FeOOH晶相向Fe₃O₄晶相轉變，起到穩定銹層的作用，通常作為轉銹劑用于帶銹防蝕。前人圍繞單寧和金屬離子反應較為活潑的特性，在單寧防蝕領域做了諸多研究。如以單寧酸鈍化處理鍍鋅層使之具有更好的耐腐蝕性。將單寧酸與磷酸復配用作銹層轉化劑或將單寧與鑭系金屬配合，制作“單寧酸鑭”緩蝕劑等。可見，將單寧酸用于金屬防蝕可利用其酸性或與金屬離子間的鰲合作用，有效提高金屬表面抗蝕能力。

為了克服水性環氧樹脂對金屬表面，尤其銹蝕金屬表面潤濕能力及附著力不足的問題，本發明將單寧引入到水性環氧樹脂體系中，制備金屬防護用水性涂料，并通過紅外、熱重檢測(TG)、掃描電子顯微鏡(SEM)、涂膜性能檢測等方法，從金屬防蝕的角度，著重考察制備的單寧基金屬防護用水性涂料的防腐蝕性能，篩選高性能的金屬表面帶銹防蝕性能的水性涂料。本發明的單寧基金屬防護用水性涂料在涂覆到金屬表面后，金屬離子、單寧、水性環氧樹脂共同作用，協同增效，提高金屬表面帶銹防蝕性能，延長防護時間，本發明的水性涂料制備的涂膜使用達到180d后仍然不破損，脫落；而且涂膜的斷裂強度高，韌性強；涂膜在金屬表面的抗彎曲和抗沖擊性能強；涂膜表觀硬度大。

發明內容

本發明的目的是針對現有水性環氧樹脂涂料用于金屬表面涂膜存在的技術缺陷，提供一種金屬防護用水性涂料及其制備方法，本發明的金屬防護用水性涂料單寧基金屬防護用水性涂料在涂覆到金屬表面后，金屬離子、單寧、水性環氧樹脂共同作用，協同增效，提高金屬表面帶銹防蝕性能，延長防護時間，本發明的水性涂料制備的涂膜使用達到180d后仍然不破損，脫落；而且涂膜的斷裂強度高，韌性強；涂膜在金屬表面的抗彎曲和抗沖擊性能強；涂膜表觀硬度大并且涂膜與金屬表面的附著力強。

為實現本發明的目的，本發明一方面提供一種金屬防護用水性涂料，包括單寧和水性環氧樹脂。

其中，所述單寧選擇五倍子單寧、塔拉單寧、落葉松單寧、楊梅單寧或余甘子單寧中的一種或多種，優選為五倍子單寧或余甘子單寧，進一步優選為五倍子單寧。

特別是，所述金屬防護用水性涂料還包括水性環氧樹脂固化劑和水。

其中，所述單寧與所述金屬防護用水性涂料的質量之比≤10wt％，優選為0.5-7.5wt％，進一步優選為0.5-1.5wt％。