專利名稱：一種復(fù)合型紫外光固化防腐涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光固化涂料，更具體是涉及一種復(fù)合型紫外光固化防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年生產(chǎn)的鋼鐵仍有30%遭受腐蝕，其中10%的鋼鐵將變成廢鐵。傳統(tǒng)防銹涂料向大氣排放大量有機(jī)揮發(fā)物(VOC)，直接對大氣環(huán)境造成污染，損害人體健康，造成巨大的資源浪費(fèi)；并且傳統(tǒng)防銹涂料固化速度慢，影響工作效率，不能滿足需要快速常溫處理的工件修補(bǔ)、裝飾、防腐的需要。紫外光是一種環(huán)保涂料，具有固化速度快，污染小的特點(diǎn)。首先在木器家具得到全面的使用，后在傳統(tǒng)的涂料領(lǐng)域進(jìn)行了拓展，在玻璃涂料，油墨以及透明粘合劑方面得到了推廣和使用，紫外光由于光固化過程需要光源，受光源的限制在防腐涂料行業(yè)使用有一定 的局限性，可是隨著便攜式紫外光儀器的發(fā)展，解決了現(xiàn)場施工的難題，而目前與防腐配套的涂料一直落后于防腐儀器的發(fā)展，因此研制光固化防腐的涂料具有重要的意義。紫外光固化技術(shù)具有環(huán)保、低能耗、固化速度快等特點(diǎn)，若將其與現(xiàn)有防腐涂料結(jié)合，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保、快速固化、防腐的要求，具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義，能大大提高耐腐蝕產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、降低成本、并改善對環(huán)境的污染問題等。在紫外光的固化涂料中，其防腐性能與防銹顏料密切相關(guān)。隨著環(huán)保意識的覺醒和環(huán)保法規(guī)的日益加強(qiáng)，在一般工業(yè)涂料和卷材涂料中所使用的含重金屬或有毒害的防銹顏料，正逐漸被符合環(huán)保要求的新材料所取代。歐洲環(huán)保規(guī)范1999/45/EC規(guī)定涂料中含鋅的化合物如果超過規(guī)定的量，必須在包裝容器上標(biāo)識出來。歐盟于2008 2010年分步實(shí)施的REACH法規(guī)，旨在禁止或限制使用任何被認(rèn)定是有毒害的化學(xué)品，而目前涂料中所使用的化學(xué)品，其中約占20%被認(rèn)為有毒害。歐洲涂料工業(yè)正在為適應(yīng)日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)而積極研發(fā)新的涂料技術(shù)。防腐涂料技術(shù)已引進(jìn)和使用了環(huán)境友好型產(chǎn)品，來取代含重金屬或有毒化合物的防銹顏料(如含六價(jià)鉻的化合物)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有防腐涂料干燥速度慢、環(huán)境有好性差的技術(shù)問題，而提供一種防腐性能好、能快速干燥的復(fù)合型紫外光固化防腐涂料及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一是通過利用紫外光成膜提高固化速度和降低環(huán)境污染，二是通過利用防腐顏料提高防腐性能，通過對顏料的表面改性提高顏料的防腐性能及其與涂料的相容性，三是結(jié)合上述特點(diǎn)優(yōu)化出性能較好的光固化防腐涂料。其所采取的具體技術(shù)方案是一種復(fù)合型紫外光固化防腐涂料，按質(zhì)量百分比含量由環(huán)氧丙烯酸樹脂為30% 50%，改性云母氧化鐵為5% 25%，新戊二醇二丙烯酸酯為10% 25%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯為5% 15%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯為1% 2%，甲基丙烯酸-羥乙酯為5% 10%，1173為2% 5%，三乙醇胺為0. 5% 1%，KH-570為2% 5%，亞麻油為1% 5%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑為2% 5%，消泡劑為0. 5% 1%組成。其中所述的改性云母氧化鐵是防銹顏料，是一種改性用二氧化硅與鋅離子交換的硅溶膠，其形成是無定型態(tài)的合成硅膠(二氧化硅)顆粒，而鋅離子則吸附在硅膠顆粒的表面。當(dāng)滲透進(jìn)人涂膜的侵蝕性離子(如H+)，可以與在硅膠顆粒的表面與鋅離子交換、所釋放出鋅離子，隨后遷移到金屬基材的界面，與硅酸根反應(yīng)，并進(jìn)一步在金屬基材面形成一層保護(hù)膜。它是通過采用溶膠-凝膠法在云母氧化鐵表面沉積納米二氧化硅而獲得，其具體步驟為步驟1、將正硅酸乙酯溶解在去離子水中，在0.5%鹽酸的催化下，水解形成羥基化合物及相應(yīng)的醇；1小時(shí)后加入云母氧化鐵，硝酸鋅，得到正硅酸羥基化合物上表面吸附鋅離子的水解產(chǎn)物。
步驟2、將步驟I所得正硅酸羥基化合物水解產(chǎn)物，再加入0.1 %辛胺、繼續(xù)使其水解、縮聚、沉積、形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水解時(shí)間控制在12小時(shí)內(nèi)，12小時(shí)后，過濾其凝膠產(chǎn)物，可得云母氧化鐵的包覆產(chǎn)物。步驟3、將步驟2所得絮狀凝膠包覆產(chǎn)物放在馬弗爐中，在350度下進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為2小時(shí)，其所得到即為改性云母氧化鐵。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是本發(fā)明所述的一種復(fù)合型紫外光固化防腐涂料的制備方法，將上述技術(shù)方案中的各組分按照質(zhì)量百分比含量加入真空攪拌機(jī)中攪拌，混合均勻，然后加入砂磨機(jī)中研磨，待其固體組分顆粒的粒徑小于25微米時(shí)，出料、包裝。使用時(shí)，將涂料涂覆于工件表面，采用手提式紫外燈，在涂層表面以2m/s的速度移動(dòng)即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果主要是1、具有高防腐性能、固化速度快、涂膜附著力好、柔韌性好。2、具有極低的VOC排放、減少原材料消耗，節(jié)省能源，有利于保護(hù)環(huán)境降低經(jīng)濟(jì)成本。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1 :一、本防腐涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂30%，改性云母氧化鐵10%，新戊二醇二丙烯酸酯25%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯10%，1173 2%,亞麻油5%，KH-5705%,
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑4%，三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法(一)、改性云母氧化鐵的制備其中所述的改性云母氧化鐵是通過采用溶膠-凝膠法在云母氧化鐵表面沉積納米二氧化硅而獲得，其具體步驟為
步驟1、將正硅酸乙酯溶解在去離子水中，在0. 5%鹽酸的催化下，水解形成羥基化合物及相應(yīng)的醇；1小時(shí)后加入云母氧化鐵，得到正硅酸羥基化合物水解產(chǎn)物。步驟2、將步驟I所得正硅酸羥基化合物水解產(chǎn)物，再加入0. 1%辛胺、繼續(xù)使其水解、縮聚、沉積、形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水解時(shí)間控制在12小時(shí)內(nèi)，12小時(shí)后，過濾其凝膠產(chǎn)物，可得云母氧化鐵的包覆產(chǎn)物。步驟3、將步驟2所得絮狀凝膠包覆產(chǎn)物放在馬弗爐中，在350度下進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為2小時(shí)，其所得到即為改性云母氧化鐵。(二)復(fù)合型紫外光固化防腐涂料的制備將上述按照質(zhì)量百分比含量配比的全部組分加入真空攪拌機(jī)中攪拌，混合均勻，然后加入砂磨機(jī)中研磨，待其固體組分顆粒的粒徑小于25微米時(shí)，出料、包裝。使用時(shí)，將涂料涂覆于工件表面，采用手提式紫外燈，在涂層表面以2m/s的速度移動(dòng)即可。(三)、實(shí)施例效果固化時(shí)間為15s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1400小時(shí)，涂層表面光潔，涂層表面沒有開裂。實(shí)施例2 一、本防腐涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂30%，改性云母氧化鐵20%，新戊二醇二丙烯酸酯15%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯10%，1173 2%,亞麻油5%，KH-5705%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2%，有機(jī)娃附著力促進(jìn)劑4%,三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法同實(shí)施例1。三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為15s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1600小時(shí)，涂
層表面光潔，涂層表面沒有開裂。
實(shí)施例3 一、本防腐涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂30%，改性云母氧化鐵25%，新戊二醇二丙烯酸酯15%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯10%，1173 2%,·亞麻油3%，KH-5705%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯1%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑3%，三乙醇胺0. 5%，消泡劑0. 5%。二、制備方法同實(shí)施例1。三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為15s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1300小時(shí)，涂層表面光潔，涂層表面沒有開裂。實(shí)施例4 一、本防腐涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂40%，改性云母氧化鐵10%，新戊二醇二丙烯酸酯15%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯10%，1173 3%,亞麻油5%，KH-5705%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑3%，三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法同實(shí)施例1。三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為15s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1500小時(shí)，涂層表面光潔，涂層表面沒有開裂。實(shí)施例5 一、本防腐涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂40%，改性云母氧化鐵15%，新戊二醇二丙烯酸酯10%，
二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯10%，1173 3%,亞麻油3%，KH-5705%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑5%，
三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法同實(shí)施例1。三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為15s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1600小時(shí)，涂層表面光潔，涂層表面沒有開裂。實(shí)施例6:一、本防污涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂45%，改性云母氧化鐵10%，新戊二醇二丙烯酸酯15%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯10%，1173 5%,亞麻油1%，KH-5702%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑3%，三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法同實(shí)施例1。三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為15s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1400小時(shí)，涂層表面光潔，涂層表面沒有開裂。實(shí)施例7:一、本防污涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂50%，改性云母氧化鐵10%，新戊二醇二丙烯酸酯15%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯5%，1173 5%,亞麻油2%，KH-5702%,
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑2%，三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法同實(shí)施例1。三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為16s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1400小時(shí)，涂層表面光潔，涂層表面沒有開裂。實(shí)施例8:一、本防污涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂50%，改性云母氧化鐵5%，新戊二醇二丙烯酸酯15%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯10%，1173 5%,亞麻油1%，KH-5702%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑3%，三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法同實(shí)施例1。三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為16s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1300小時(shí)，涂層表面光潔，涂層表面沒有開裂。實(shí)施例9:一、本防污涂料按如下組分配比(質(zhì)量百分含量)環(huán)氧丙烯酸樹脂50%，改性云母氧化鐵15%，新戊二醇二丙烯酸酯10%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯5%，甲基丙烯酸-羥乙酯5%，1173 5%,亞麻油1%，KH-5703%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯1%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑3%，三乙醇胺1%，消泡劑1%。二、制備方法同實(shí)施例1。
三、實(shí)施例效果固化時(shí)間為17s、涂層附著力為I級，耐鹽霧時(shí)間為1300小時(shí)，涂
層表面光潔，涂層表面沒有開裂。
本發(fā)明所述實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明技術(shù)方案，并不用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型紫外光固化防腐涂料，其特征是按質(zhì)量百分比含量由環(huán)氧丙烯酸樹脂為30% 50%，改性云母氧化鐵為5% 25%，新戊二醇二丙烯酸酯為10% 25%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯為5% 15%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯為1% 2%，甲基丙烯酸-羥乙酯為5% 10%, 1173為2% 5%，三乙醇胺為0. 5% 1%，KH-570為2% 5%，亞麻油為1% 5%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑為2% 5%，消泡劑為0. 5% 1%組成；其中所述的改性云母氧化鐵是通過采用溶膠-凝膠法在云母氧化鐵表面沉積納米二氧化硅而獲得。
2.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型紫外光固化防腐涂料的制備方法，其特征是包括如下步驟 一、改性云母氧化鐵的制備 采用溶膠-凝膠法在云母氧化鐵表面沉積納米二氧化硅而獲得，其具體步驟為 步驟1、將正硅酸乙酯溶解在去離子水中，在0.5%鹽酸的催化下，水解形成羥基化合物及相應(yīng)的醇；1小時(shí)后加入云母氧化鐵，硝酸鋅，得到正硅酸羥基化合物上表面吸附鋅離子的水解產(chǎn)物； 步驟2、將步驟I所得正硅酸羥基化合物水解產(chǎn)物，再加入0.1 %辛胺、繼續(xù)使其水解、縮聚、沉積、形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水解時(shí)間控制在12小時(shí)內(nèi)，12小時(shí)后，過濾其凝膠產(chǎn)物，可得云母氧化鐵的包覆產(chǎn)物； 步驟3、將步驟2所得絮狀凝膠包覆產(chǎn)物放在馬弗爐中，在350度下進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為2小時(shí)，其所得到即為改性云母氧化鐵； 二、復(fù)合型紫外光固化防腐涂料的制備 將組分環(huán)氧丙烯酸樹脂，改性云母氧化鐵，新戊二醇二丙烯酸酯，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，甲基丙烯酸-羥乙酯，1173，三乙醇胺，KH-570，亞麻油，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑，消泡劑加入真空攪拌機(jī)中混合，攪拌均勻，然后加入砂磨機(jī)中研磨，待其固體組分顆粒的粒徑小于25微米時(shí)，出料、包裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合型紫外光固化防腐涂料及其制備方法，該涂料按質(zhì)量百分比含量由環(huán)氧丙烯酸樹脂為30%～50%，改性云母氧化鐵為5%～25%，新戊二醇二丙烯酸酯為10%～25%，二縮三丙二醇雙丙烯酸酯為5%～15%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯為1%～2%，甲基丙烯酸-羥乙酯為5%～10%，1173為2%～5%，三乙醇胺為0.5%～1%，KH-570為2%～5%，亞麻油為1%～5%，有機(jī)硅附著力促進(jìn)劑為2%～5%，消泡劑為0.5%～1%組成。制備方法，一是采用溶膠-凝膠法對云母氧化鐵進(jìn)行改性，二是將技術(shù)方案中的各組分按照質(zhì)量百分比含量加入真空攪拌機(jī)中攪拌，混合均勻，然后加入砂磨機(jī)中研磨得到本發(fā)明的涂料。本發(fā)明具有環(huán)保，防腐效果好，在金屬基材上附著力好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C09D4/02GK103013203SQ201210281779
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者高延敏, 梁寧, 李照磊 申請人:江蘇科技大學(xué)