一种强附着力型带锈涂料及其制备方法和应用

1.本发明涉及金属材料表面防腐除锈技术领域，具体涉及一种强附着力型带锈涂料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.相较于传统先进行铁锈处理，再涂抹涂料的方式，过程中会产生额外的成本与污染。水性带锈涂料能够直接涂抹在铁锈处，通过涂料里的铁锈转化剂，使原本为疏松的铁锈物质转化为致密的结构，使其减小对涂层的影响，让涂层紧密的结合在表面，起到最为经济有效的作用。在专利cn101698938 a中公开了船舶的除锈方法该发明的带锈涂料由于酸性高，在转化过程中会损坏钢材基底而且不能清理铁锈中带有泥沙等粘黏物。在专利cn115160867a中，公开了一种水性带锈涂料及其制备方法，该发明的带锈涂料转化后的物质对基材附着力不强，并且不能清理铁锈中带有泥沙等粘黏物。


技术实现要素：

3.为了克服目前的公开带锈涂料酸性过高而损坏钢材基底，不能处理带有泥沙等等粘黏物的铁锈以及附着力不强的问题，本发明提供一种强附着力型带锈涂料及其制备方法和应用。
4.一种强附着力型带锈涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的原料：
5.成膜物质为20-30重量份；
6.成膜助剂为0.004-0.01重量份
7.转化剂为4-6重量份；
8.转化促进剂为4-6重量份；
9.渗透剂为5重量份；
10.冻融稳定剂为0.004-0.01重量份；
11.消泡剂为0.004-0.01重量份；
12.去离子水为20-30重量份；
13.载体溶剂为10-20重量份，其采用乙醇；
14.其中，成膜助剂含有氢氟酸；转化促进剂含有葫芦脲。
15.进一步地，除了氢氟酸，所述成膜助剂还包括醇脂-12、乙二胺四乙酸二钠、多聚磷酸钠和磷酸二氢钾一种或多种；
16.除了葫芦脲，转化促进剂还包括包括没食子酸、三聚磷酸铝、磷酸和柠檬酸一种或多种。
17.优选地，所述成膜助剂采用氢氟酸、醇脂-12和磷酸二氢钾的组合；所述转化促进剂采用没食子酸、葫芦脲和三聚磷酸铝的组合。
18.进一步地，所述成膜物质选取丙烯酸乳液、苯丙乳液和硅丙乳液一种或多种，优先选用丙烯酸乳液；
19.所述转化剂包括丹宁酸、连苯三酚、酒石酸和植酸一种或多种，优先选用单宁酸；
20.所述渗透剂选取异丙醇、硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠和烷基硫酸酯钠一种或多种，优先选用异丙醇；
21.所述冻融稳定剂选取乙二醇、乙烯乙二醇和丙烯乙二醇一种或多种，优先选用乙二醇；
22.所述消泡剂包括甲基硅油、丁醇、磷酸三丁酯和聚乙二醇脂肪酸酯一种或多种；优先选用甲基硅油。
23.该强附着力型带锈涂料采用醇脂-12、氢氟酸和磷酸二氢钾成膜助剂；采用没食子酸、葫芦脲和三聚磷酸铝作为转锈促进剂。葫芦脲是一种多齿配体，可形成稳定的铁配合物；三聚磷酸铝酸性不强而且三聚磷酸根离子能与金属离子有更强的螯合力，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用；葫芦脲和三聚磷酸铝的作用可增强带锈涂料与钢材结合的附着力。长期暴露在大气中的钢铁表面锈层中往往含有泥沙。泥沙的主要成分为二氧化硅和硅酸盐，它们不能溶解于盐酸等强酸，也不能溶解于磷酸，但可溶于氢氟酸成sif4气体逸出。因此，本发明带绣涂料使用在成膜助剂中引入氢氟酸，具有去除铁锈中带有的泥沙等固体粘结物的作用，同时与铁锈反应，使转锈效果增强，能够缩短转锈时间。
24.一种强附着力型带锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
25.(1)按照比例称取各原料组分，将转化剂加入去离子水和乙醇中进行搅拌，得到转化剂溶液；
26.(2)将成膜物质、成膜助剂a、渗透剂、冻融稳定剂和消泡剂进行搅拌；
27.(3)将步骤(1)得到的转化剂溶液和步骤(2)得到的混合液进行混合搅拌；
28.(4)将转化促进剂a加入乙醇溶液中进行搅拌，得到转化促进剂乙醇溶液；
29.(5)将步骤(4)得到的转化促进剂乙醇溶液加入到步骤(3)得到的混合液进行混合搅拌；
30.(6)将转化促进剂b和成膜助剂b加入水溶液进行搅拌，得到转化促进剂水溶液；
31.(7)将步骤(6)得到的转化促进剂水溶液加入到步骤(5)得到的混合液进行混合搅拌，即得到所述强附着力型带锈涂料；
32.所述成膜助剂a不包括氢氟酸，所述成膜助剂b包括氢氟酸；所述转化促进剂a包括葫芦脲，所述转化促进剂b不包括葫芦脲。
33.进一步地，所述成膜助剂a为醇脂-12，所述成膜助剂b为氢氟酸和磷酸二氢钾；所述转化促进剂a包括没食子酸和葫芦脲，所述转化促进剂b为三聚磷酸铝。
34.优选地，在步骤(1)、(3)、(5)中，所述搅拌转速为900-1500r/min，搅拌时间为5-10min。
35.优选地，在步骤(7)中，所述搅拌转速为500-1200r/min，搅拌时间为30-60min。
36.本发明还提供了上述方案所述转化剂或上述方案所述制备方法制备得到的强附着力型带锈涂料在处理生锈的港金属材料表面中的应用。
37.上述强附着力型带锈涂料可作为除锈涂层，用于去除金属材料表面的锈层以及去除锈层中泥沙和/灰尘等固体粘结物。
38.强附着力型带锈涂料还可用作防腐涂层的底漆，采用强附着力型带锈涂料对处理后的防腐涂层表面进行面漆涂装，实现底漆的替代。
39.与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：
40.1、本发明带锈涂料转化后的物质对基材有强附着力，并且能清理铁锈中带有泥沙等粘黏物。
41.2、本发明带锈涂料转锈效果增强，转锈时间短。
42.3、采用本发明带锈涂料对金属表面进行防腐除锈处理后，涂层干燥时间短且耐盐雾性能优异，同时还可以进一步对处理后的防腐涂层表面进行面漆涂装，实现底漆的替代。
附图说明
43.图1是强附着力型带锈涂料a1和对比例市售强附着力型带锈涂料b1-b2进行盐雾实验时浸泡前和五天后的图。
具体实施方式
44.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
45.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
46.本发明一方面提供一种强附着力型带锈涂料，该强附着力型带锈涂料含有成膜物质、成膜助剂、转化物质、转化促进剂、渗透剂、冻融稳定剂、消泡剂和去离子水，其中，以所述水性防锈转化剂的总重量为100重量份计，所述成膜物质为20-30重量份，所述成膜助剂为0.004-0.01重量份，所述转化剂为4-6重量份，所述转化促进剂为4-6重量份，所述渗透剂为5重量份，所述冻融稳定剂为0.004-0.01重量份、所述消泡剂为0.004-0.01重量份，所述去离子水为20-30重量份，所述乙醇为10-20重量份。
47.在本发明所述的强附着力型带锈涂料中，所述成膜物质为丙烯酸乳液。
48.在本发明所述的强附着力型带锈涂料中，所述成膜助剂包括醇脂-12、氢氟酸和磷酸二氢钾。
49.在本发明所述的强附着力型带锈涂料中，所述转化剂包括丹宁酸。
50.在本发明所述的强附着力型带锈涂料中，所述转化促进剂包括没食子酸、葫芦脲和三聚磷酸铝
51.在本发明所述的强附着力型带锈涂料中，所述渗透剂包括异丙醇。
52.在本发明所述的强附着力型带锈涂料中，还包括冻融稳定剂包括乙二醇。
53.在本发明所述的强附着力型带锈涂料中，所述消泡剂包括甲基硅油。
54.本发明还提供了上述方案所述转化剂的制备方法，包括以下步骤：
55.(1)将转化剂加入去离子水和乙醇中进行搅拌，得到转化剂溶液；
56.(2)将成膜物质、成膜助剂a、渗透剂、冻融稳定剂和消泡剂进行搅拌；
57.(3)将步骤(1)得到的转化剂溶液和步骤(2)得到的的混合液进行混合搅拌；
58.(4)将转化促进剂a加入乙醇溶液中进行搅拌，得到转化促进剂乙醇溶液；
59.(5)将步骤(4)得到的转化促进剂乙醇溶液加入到步骤(3)得到的混合液进行混合
搅拌；
60.(6)将转化促进剂b和成膜助剂b加入水溶液进行搅拌，得到化促进剂水溶液；
61.(7)将步骤(6)得到的转化促进剂乙醇溶液加入到步骤(5)得到的混合液液进行混合搅拌。即得到所述强附着力型带锈涂料。
62.成膜助剂a不包括氢氟酸，所述成膜助剂b包括氢氟酸；所述转化促进剂a包括葫芦脲，所述转化促进剂b不包括葫芦脲。
63.优选地，在步骤(1)、(3)、(5)中，所述搅拌转速为900-1500r/min，搅拌时间为5-10min。优选情况下，所述搅拌转速为1000rpm/min，所述搅拌时间为5min。
64.优选地，在步骤(7)中，所述搅拌转速为500-1200r/min，搅拌时间为30-60min。优选情况下，所述搅拌转速为1000rpm/min，所述搅拌时间为45min。
65.本发明还提供了上述方案所述转化剂或上述方案所述制备方法制备得到的强附着力型带锈涂料在处理生锈的港金属材料表面中的应用。
66.在一种具体实施方式中，所述金属材料表面防腐除锈，包含以下施工步骤：
67.(1)金属表面处理：处理金属表面严重铁锈薄薄的锈斑可忽略
68.(2)涂装方式：刷涂或喷涂。
69.其中，喷涂漆膜每层厚度20-30um，腐蚀严重的需多喷涂3遍。
70.本发明所述的强附着力型带锈涂料，使用时直接涂抹在带有泥沙的金属表面，选用的材料都是对环境无污染的。对金属表面进行防腐除锈处理后，涂层干燥时间半小时，同时还可以进一步对处理后的防腐涂层表面进行面漆涂装，实现底漆的替代。
71.以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
72.实施例1
73.强附着力型带锈涂料制备
74.(1)将5份丹宁酸加入10份去离子水和10份乙醇中，搅拌转速为1000rpm/min，所述搅拌时间为5min。得到转化剂溶液；
75.(2)将20份丙烯酸乳液、0.005份醇脂-12、5份异丙醇、0.005份乙二醇和适量消泡剂进行搅拌；
76.(3)将步骤(1)得到的转化剂溶液和步骤(2)得到的的混合液进行混合搅拌，搅拌转速为1000rpm/min，所述搅拌时间为5min；
77.(4)将5份没食子酸和2份葫芦脲加入12份乙醇溶液中进行搅拌，得到转化促进剂乙醇溶液；
78.(5)将步骤(4)得到的转化促进剂乙醇溶液加入到步骤(3)得到的混合液进行混合搅拌，搅拌转速为1000rpm/min，所述搅拌时间为5min；
79.(6)5份将三聚磷酸铝、2份氢氟酸和0.005份磷酸二氢钾入20份水溶液进行搅拌，得到化促进剂水溶液；
80.(7)将步骤(6)得到的转化促进剂乙醇溶液加入到步骤(5)得到的混合液进行混合搅拌，搅拌转速为1000rpm/min，所述搅拌时间为45min。即得到所述强附着力型带锈涂料a1。
81.实施例2
82.按照实施例1所述的方法制备水性铁锈转化a2，与之不同的是，所述单宁酸、丙烯
酸乳液、没食子酸和三聚磷酸铝的添加重量分别为2份、10份、4份、7.5份。
83.实施例3
84.按照实施例1所述的方法制备水性铁锈转化a3，与之不同的是，所述单宁酸、丙烯酸乳液、没食子酸和三聚磷酸铝的添加重量分别为6份、20份、2份、5份。
85.实施例4
86.按照实施例1所述的方法制备水性铁锈转化a4，与之不同的是，所述单宁酸、丙烯酸乳液、没食子酸和三聚磷酸铝的添加重量分别为2份、10份、2份、2.5份。
87.对比例1
88.市售带锈涂料b1。
89.对比例2
90.市售带锈涂料b2。
91.测试例1
92.使用实施例a1-a4制备的强附着力型带锈涂料，喷涂相同厚度涂层于相同金属基材表面，24小时固化后进行耐5％氯化钠溶液测试，室温下浸泡五天，测试结果如表2所示。
93.测试例2
94.使用实施例a1制备的强附着力型带锈涂料和对比例市售强附着力型带锈涂料b1-b2，喷涂相同厚度涂层于相同金属基材表面，24小时固化后进行耐盐雾测试，测试条件如表1，测试结果如表2和所示。图1是浸泡前和五天后的图。
95.表1
[0096][0097]
表2
[0098][0099]
同时采用百格法对转化膜与钢铁基体的结合力进行检测。同一位置连续进行2次相同试验，结果如表3所示。
[0100]
表3
[0101]
名称自制带锈涂料市售带锈涂料1市售带锈涂料2b评级4b3b3b
[0102]
通过表2和图1的结果可以看出，采用本发明所述的强附着力型带锈涂料及本发明所述方法制备的强附着力型带锈涂料，具有更好的耐盐雾效果。表3中通过用百格法对带锈涂料附着力的测试的结果得知自制的带锈涂料的附着力明显比市售的两种带锈涂料要高。
[0103]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种强附着力型带锈涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的原料：成膜物质为20-30重量份；成膜助剂为0.004-0.01重量份；转化剂为4-6重量份；转化促进剂为4-6重量份；渗透剂为5重量份；冻融稳定剂为0.004-0.01重量份；消泡剂为0.004-0.01重量份；去离子水为20-30重量份；载体溶剂为10-20重量份；其中，成膜助剂含有氢氟酸；转化促进剂含有葫芦脲。2.根据权利要求1所述的一种强附着力型带锈涂料，其特征在于：除了氢氟酸，所述成膜助剂还包括醇脂-12、乙二胺四乙酸二钠、多聚磷酸钠和磷酸二氢钾一种或多种；除了葫芦脲，转化促进剂还包括包括没食子酸、三聚磷酸铝、磷酸和柠檬酸一种或多种。3.根据权利要求2所述的一种强附着力型带锈涂料，其特征在于：所述成膜助剂采用氢氟酸、醇脂-12和磷酸二氢钾的组合；所述转化促进剂采用没食子酸、葫芦脲和三聚磷酸铝的组合。4.根据权利要求1所述的一种强附着力型带锈涂料，其特征在于：所述成膜物质选取丙烯酸乳液、苯丙乳液和硅丙乳液一种或多种；所述转化剂包括丹宁酸、连苯三酚、酒石酸和植酸一种或多种；所述渗透剂选取异丙醇、硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠和烷基硫酸酯钠一种或多种；所述冻融稳定剂选取乙二醇、乙烯乙二醇和丙烯乙二醇一种或多种；所述消泡剂包括甲基硅油、丁醇、磷酸三丁酯和聚乙二醇脂肪酸酯一种或多种；所述载体溶剂采用乙醇。5.权利要求1至4任一所述的一种强附着力型带锈涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将转化剂加入去离子水和乙醇中进行搅拌，得到转化剂溶液；(2)将成膜物质、成膜助剂a、渗透剂、冻融稳定剂和消泡剂进行搅拌；(3)将步骤(1)得到的转化剂溶液和步骤(2)得到的混合液进行混合搅拌；(4)将转化促进剂a加入乙醇溶液中进行搅拌，得到转化促进剂乙醇溶液；(5)将步骤(4)得到的转化促进剂乙醇溶液加入到步骤(3)得到的混合液进行混合搅拌；(6)将转化促进剂b和成膜助剂b加入水溶液进行搅拌，得到转化促进剂水溶液；(7)将步骤(6)得到的转化促进剂水溶液加入到步骤(5)得到的混合液进行混合搅拌，即得到所述强附着力型带锈涂料；所述成膜助剂a不包括氢氟酸，所述成膜助剂b包括氢氟酸；所述转化促进剂a包括葫芦脲，所述转化促进剂b不包括葫芦脲。6.根据权利要求5所述的一种强附着力型带锈涂料的制备方法，其特征在于：所述成膜助剂a为醇脂-12，所述成膜助剂b为氢氟酸和磷酸二氢钾；所述转化促进剂a包括没食子酸
和葫芦脲，所述转化促进剂b为三聚磷酸铝。7.根据权利要求5所述的一种强附着力型带锈涂料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)、(3)、(5)中，所述搅拌转速为900-1500r/min，搅拌时间为5-10min。8.根据权利要求5所述的一种强附着力型带锈涂料的制备方法，其特征在于，在步骤(7)中，所述搅拌转速为500-1200r/min，搅拌时间为30-60min。9.权利要求5至8任一所述方法制备的一种强附着力型带锈涂料的应用，其特征在于：所述强附着力型带锈涂料作为除锈涂层，用于处理金属材料表面的锈层以及去除锈层中泥沙固体粘结物。10.权利要求5至8任一所述方法制备的一种强附着力型带锈涂料的应用，其特征在于：所述强附着力型带锈涂料用作防腐涂层的底漆，采用所述强附着力型带锈涂料对处理后的防腐涂层表面进行面漆涂装。

技术总结
本发明涉及金属材料表面防腐除锈技术领域，公开了一种强附着力型带锈涂料及其制备方法和应用，该涂料包括如下重量份的原料：成膜物质为20-30重量份；成膜助剂为0.004-0.01重量份；转化剂为4-6重量份；转化促进剂为4-6重量份；渗透剂为5重量份；冻融稳定剂为0.004-0.01重量份；消泡剂为0.004-0.01重量份；去离子水为20-30重量份；载体溶剂为10-20重量份；其中，成膜助剂含有氢氟酸；转化促进剂含有葫芦脲。不仅可以用于普通生锈钢材，而且适用于带有泥沙的生锈钢材表面的处理。本发明带锈涂料，使用时直接涂抹在带有泥沙的金属表面。对金属表面进行防腐除锈处理后，涂层干燥时间短且耐盐雾性能优异，同时还可以进一步对处理后的防腐涂层表面进行面漆涂装，实现底漆的替代。代。代。


技术研发人员：李志美 龚志坤 卜津 李财芳 廖明园 孙妍 赵天歌
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/9/20