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水性輕防腐涂料解決方案

      水性輕防腐涂料主要是用水來做稀釋劑,不需要溶劑,是區別于油性工業漆的一種新型環保防銹防腐涂料。水性工業漆的應用范圍極

為廣泛,橋梁、鋼構、船舶、機電、鋼材等可處處見到其身影。因其節能、環保,不會對人體及環境造成傷害和污染,因而深受用戶歡迎,

是未來涂裝行業發展的方向,也是油性漆的替代產品。

      水性輕防腐涂料因其成本低廉、干燥快速、性能出色而備受青睞。可以自干成膜,不需要烘烤設備,且可以制成VOC很低的涂料產品,

在節能環保方面非常有優勢。但是在漆膜性能方面要遜于油性涂料,尤其是未經過交聯的單組份水性工業漆,在硬度、耐化性、耐腐蝕性和

耐候性等等方面比油性涂料有一定差距。采用性能出色的水性丙烯酸乳液,搭配防銹緩蝕顏料和合適的助劑,能達到制成性能優良,性價比

高的水性輕防腐涂料。

水性輕防腐涂料的配方設計要點:

Ø  選擇性能優秀的乳液作為成膜物,發揮屏蔽防護的作用。

Ø  涂膜干燥過程中容易產生閃銹,涂膜干燥后淋雨即反銹,因此需要添加防閃銹劑。

Ø  干燥緩慢,特別是高濕度下,干得更慢,需要選用快干的成膜助劑。

Ø  水的表面張力高,潤濕的能力差,需要選擇能降低體系表面張力的助劑。

Ø  水性體系容易產生氣泡,選擇合適的消泡劑很重要。

Ø  選擇合適的防腐蝕顏料,以及粉料間的合理搭配。

Ø  選擇合適的分散劑,保證顏料的分散和穩定,以及體系防沉的需要。

Ø  所有的分散劑、乳化劑和潤濕劑,都要盡量控制用量,否則會造成耐水性變差。

1、成膜物的選擇

       乳液作為成膜物,對漆膜的防銹性能起著屏蔽的關鍵作用,乳液的性能至關重要。

常用的自干型水性乳液主要有:

Ø  水性醇酸樹脂:與催干劑配合,用于水性自干金屬防銹漆、汽車底盤漆等。

Ø  水性環氧酯、水性環氧酯分散體:與催干劑配合,自干金屬防銹漆等。

Ø  水性聚氨酯:自交聯改性,用于通用性工業漆、木器漆等。

Ø  純丙、苯丙乳液:自交聯改性,水性自干或低溫烘干工業漆、水性金屬防銹漆。

水性自交聯型丙烯酸乳液體系價格適中,性能也能滿足C1-C3環境的防護要求,因此從性價比考慮,選擇純丙或者苯丙乳液體系作為成膜物。

2、防閃銹劑的選擇

防閃銹的關鍵

  • 漆膜快干
  • 添加防閃銹助劑
  • 添加緩蝕顏料
  • 調整PH

防閃銹劑常用的是亞硝酸鹽,但是亞硝酸鹽毒性較大,且對漆膜干燥后的耐水、耐腐蝕有副作用。

SYNTHRO® -COR C E660 B 是特別設計成無毒的防閃銹劑。與含亞硝酸鹽的同類產品相比,SYNTHRO® -COR C E660 B 具有相同的效率,

但卻沒有毒性限制。

防閃銹的例子:

 

 

 

 

由以上實驗可以看出,在添加CE660B以及將PH調節到9.6后,閃銹情況大大改善,從滿板的閃銹到基本沒有閃銹,證明CE660B在防閃銹方面有突出的效果。

緩蝕顏料對初期抗閃銹性能的影響

實驗一

 

3、潤濕劑和消泡劑的選擇:

       由于水的表面張力較高(72.5mN/m),是一般有機溶劑的2倍多,因此水性涂料對底材的潤濕能力較差,容易引起縮孔等表面缺陷,

影響涂料對底材的附著力,從而導致防腐涂料的耐腐蝕性降低。

       水性體系很容易產生氣泡,無論是在生產過程中還是施工過程中,這些氣泡如果殘留在漆膜中,會使漆膜產生空洞,水、氣容易滲透

進入,加快基材的腐蝕。

       通常,基材潤濕劑與消泡劑需要良好的搭配,使二者完美契合,達到平衡。既不會因為潤濕劑太強而穩泡,也不會因為消泡劑太強而

產生縮孔,氣泡和縮孔都是導致漆膜產生缺陷的重要原因。

       O-wetton 4437是一種獨特的小分子氟硅潤濕劑,具有很低的表面張力,強烈的基材潤濕能力,能明顯改善漆膜的潤濕性,流平性。

添加量小,效果顯著。

       O-breakair W S 2991是一種專為各類乳液體系設計的消泡劑,具有優異的動態消泡、抑泡效能及持久的消泡能力,可適用于苯乙烯、

丁二烯、丙烯酸、聚氯乙烯及其共聚物、乙烯/醋酸乙烯和水溶性醇酸等膠乳體系。二者搭配使用有非常優秀的效果。

                           對照品                   潤濕劑 O-wetton 4437

 

O-wetton 4437具有很好的基材潤濕能力,能明顯改善漆膜厚邊,縮孔,火山口等弊病。

O-breakair W S 2991具有優異的動態消泡能力,出色的抑泡性能以及持久的消泡能力。、

 

4、成膜助劑的選擇:

水性體系常用的成膜助劑有BCS,Texanol,DPnB,DPM等。

BCS干燥快,但是成膜效率較低,需要添加量較大,低溫成膜性差,毒性大。

Texanol成膜效率高,但是干燥相對較慢。

DPnB和DPM比較均衡,既有較高的成膜效率,干燥速度也相對較快,可以選擇搭配使用。

從成本考慮,也可以用BCS和Texanol搭配使用。

5、防腐蝕顏料的選擇

      化學防銹顏料主要有鉛系顏料、鋅系顏料、鉻酸鹽顏料、磷酸鹽顏料等,鉛系顏料、鉻酸鹽顏料因含有對人體危害較大的鉛、鉻重金屬,

別是鉻酸鹽顏料如鋅鉻黃屬于致癌物,應禁止使用。

      考慮到防腐性及環保要求,水性丙烯酸防腐底漆中主要選用磷酸鋅和三聚磷酸鋁作為防銹顏料。磷酸鋅其防銹機理在于能在金屬表面和

Fe3+形成附著牢固的絡合物Fe[Zn3(PO4)3]沉淀層而抑制陽極反應,同時能與涂料中的羥基、羧基絡合,使顏料-漆料-底材之間形成化學

結合而提高涂層的附著力和抗滲性。三聚磷酸鋁為白色顏料,微溶于水,在涂層下溶解時電離出P3O105-,在陽極部位與金屬離子結合成不

溶的鈍化膜,該膜硬度高,附著牢固。

                       耐水浸泡96h                                                                 耐鹽水浸泡96h

 

       W1中添加了磷酸鋅和三聚磷酸鋁,因此在耐水、耐鹽水方面有很大改善,而W2則無添加磷酸鋅和三聚磷酸鋁。證明磷酸鋅和三聚磷酸鋁在

防銹方面有出色的效果。

6、PH的穩定:

       SYNTHRO® -STAB 25 B 是一種堿性pH 值緩沖劑,用于穩定任何水性涂料的pH 值,無論該體系采用何種樹脂基料。SYNTHRO® -STAB 25 B

避免了常用堿性pH 值緩沖劑如銨鹽和短鏈胺的揮發性。

       在一個水性輕防腐涂料測試用不同PH調節劑和穩定劑,在40℃恒溫下儲存。

7、參考配方

8、性能檢測:

總結:使用性能優良的水性丙烯酸乳液,搭配合理的防銹顏料和優秀的水性助劑,能制成性能突出的水性工業涂料,其成本低廉、干燥快速、性能出色,

可以自干成膜,不需要烘烤設備,且可以制成VOC很低的涂料產品,在節能環保方面非常有優勢。可以應用于橋梁、車輛、鋼材等鋼鐵構件的裝飾與防護。

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