本发明属于涂料的技术领域，具体涉及用于钢结构的快干型水性醇酸漆及其制备方法。
背景技术：
近些年来，钢结构住宅、钢结构桥梁、海洋工程钢结构等钢结构建筑存在非常大的发展空间和动力。但近些年来我国钢结构建筑的腐蚀量巨大，造成很大的经济损失。目前钢结构市场常用的涂料大都是溶剂型的，价格虽然低廉，但是voc(挥发性有机化合物)排放高，环境污染重。随着国家对环境保护的重视，对voc排放的控制变得越来越严格，对涂料生产厂商来说，传统涂料的转型升级迫在眉睫。开发水性涂料产品成为减少voc排放的主要途径。而目前市场上水性醇酸漆有以下几个缺点：1、干燥速度较慢，同时气味较重，尤其是低温高湿状态下；2、水性醇酸漆的硬度仅有3b，甚至更低；3、初期耐水及耐盐雾性能差。因此，研发一种低气味、干燥速度快、耐腐蚀性能好的水性涂料迫在眉睫。
技术实现要素：
针对现有技术中水性醇酸漆的干燥速度慢、硬度差、耐腐蚀性差、气味较重的问题，本发明提供用于钢结构的快干型水性醇酸漆及其制备方法，以解决上述问题。本发明通过使用醇酸树脂和苯丙乳液混拼的方法，即利用了醇酸树脂成膜性好，冻融稳定性好，不易回粘，耐盐雾性能好等优点，又利用了苯丙乳液voc含量低，干燥速度快，耐水性好等特点，制备的水性醇酸漆膜具备了一定硬度，表干和实干速度及附着力、耐盐雾性能大幅提升。
本发明的技术方案为：用于钢结构的快干型水性醇酸漆，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂20～40份，苯丙乳液20～40份，消泡剂0.1～0.3份，增稠剂0.1～0.8份，防闪锈剂0.1～1.0份，附着力促进剂0.1～0.3份，成膜助剂1～5份，钛白粉10～15份，沉淀硫酸钡10～15份，分散剂0.5～3.0份，防冻剂0.3～1.0份，防锈颜料3～8份，催干剂0.1～1.0份，去离子水ⅰ5～20份，去离子水ⅱ0～30份，ph调节剂0.1～1.1份。
优选的，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂25份，苯丙乳液25份，消泡剂0.2份，增稠剂0.3份，防闪锈剂0.5份，附着力促进剂0.2份，成膜助剂3份，钛白粉12份，沉淀硫酸钡12份，分散剂1.0份，防冻剂0.5份，防锈颜料6份，催干剂0.5份，去离子水ⅰ10份，去离子水ⅱ3.3份，ph调节剂0.5份。
优选的，所述水性醇酸树脂的ph为7.0～9.0，型号为德科美5806。这种醇酸树脂的成膜性好，冷融稳定性好，不易回粘；这种醇酸树脂的另一个特点是与苯丙乳液的相容性较好，这就保证了二者结合能够形成光泽丰满度较好的漆膜，同时由于该醇酸树脂的耐盐雾性能较好，所得漆膜防腐性能极好。此外，该醇酸树脂的气味较低，对环境基本不构成污染。
优选的，所述苯丙乳液型号为吉力jl-16c。这种苯丙乳液的voc含量低，涂刷后漆膜干燥速度快。该苯丙乳液最突出的特点是与醇酸树脂相容性较好。由于在干燥初期是苯丙乳液起主要作用，苯丙乳液为热塑性高分子物质，干燥很快，可以快速的形成防护层，这就为涂料提供了较好的初期耐水性。
优选的，所述消泡剂为高性能有机硅类消泡剂，型号为迪高810。这种消泡剂具有很好的消泡效果。
优选的，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂，型号为海明斯299。
优选的，所述分散剂为byk190。
优选的，所述附着力促进剂为赢创dynasylanglymo。这种附着力促进剂能提供较好的附着力，保证了漆膜具备较好的耐性
优选的，所述成膜助剂为乙二醇丁醚。成膜助剂对涂料流变性能影响很大，使用乙二醇丁醚能更易于施工。
优选的，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
优选的，所述沉淀硫酸钡为龙蟒硫酸钡。
优选的，所述防锈颜料为海博zpa。
优选的，所述ph调节剂为n,n-二甲基乙醇胺或二乙醇胺中的一种。
优选的，所述防冻剂为陶氏醋酸正丙酯。醋酸正丙酯能显著地降低水的冰点，同时由于其沸点相对较低，可提高其干燥速度。这就保证了水性涂料在冬季的储存，同时在使用时又不会影响漆膜的干燥速度。
优选的，所述防闪锈剂为海明斯fa179。这种防闪锈剂具有较好的闪锈抑制效果。
优选的，所述催干剂为omg123。催干剂提供了漆膜表干和实干的平衡，对漆膜硬度增长具有较好的帮助。
本发明的另一个目的，是提供用于钢结构的快干型水性醇酸漆的制备方法，具体制备步骤如下：
(1)制备乳液：准确称取水性醇酸树脂加入分散机中，开启搅拌，控制搅拌速度为500～600r/min，控制反应液的温度不高于60℃；搅拌下加入催干剂和ph调节剂，调节反应液ph＝8～9，搅拌均匀后加入去离子水ⅰ乳化20min，乳化后在搅拌下加入苯丙乳液，搅拌至反应液呈透明状态，得复配乳液；
(2)制备色浆：将去离子水ⅱ加入调色罐中，控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下向调色罐中逐一加入消泡剂、分散剂、钛白粉，沉淀硫酸钡，防锈颜料分散均匀，然后通过研磨机研磨，控制研磨温度在40℃以下，研磨至细度＜30μm，得色浆；
(3)控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下将步骤(2)制备的色浆加入步骤(1)制备的复配乳液中，再逐一加入防闪锈剂、附着力促进剂、成膜助剂、防冻剂、增稠剂，搅拌均匀，得用于钢结构的快干型水性醇酸漆。
本发明的有益效果为：
(1)本发明通过使用醇酸树脂和苯丙乳液混拼的方法，制备的水性涂料具备较好的耐盐雾耐水性能，由于使用的苯丙乳液和醇酸树脂二者均具有较好的耐盐雾性能，加之二者的相容性较好，这保证了制备的水性涂料的耐盐雾耐水性能，可用于钢结构。
(2)本发明的水性涂料机械性能优异，有着较好的硬度增长。由于其内的热塑性苯丙乳液干燥速度极快，能较快地形成了致密的涂层，这就保证了漆膜的初期硬度很好，在硬度增长的效果上比单一的醇酸漆明显要好。漆膜在完全干燥后，兼具了柔韧性和硬度。
(3)本发明通过使用醇酸树脂和苯丙乳液混拼的方法，即利用了苯丙乳液voc含量低，干燥速度快的特点，又利用了醇酸树脂成膜性好，冻融稳定性好，不易回粘，耐盐雾性能好等优点，制备的水性涂料形成的漆膜具有一定硬度、附着力、耐盐雾和低voc。与已有技术相比较，本发明开发出了一款钢结构用苯丙改性醇酸水溶性涂料，voc远低于现有的醇酸树脂型涂料，大大降低了水性涂料的成本。表干和实干速度都有了大幅度提升，使得水性漆在钢构市场的推广和大量应用得以实现。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明中水性醇酸树脂为德科美5806；
苯丙乳液型号为吉力jl-16c；
消泡剂为迪高810；
增稠剂为海明斯299；
分散剂为byk190；
附着力促进剂为赢创dynasylanglymo；
成膜助剂为乙二醇丁醚；
钛白粉为金红石型钛白粉；
沉淀硫酸钡为龙蟒硫酸钡；
防锈颜料为海博zpa；
防冻剂为陶氏醋酸正丙酯；
防闪锈剂为海明斯fa179；
催干剂为omg123；
本发明中其他原材料均为市售产品。
实施例1
一种用于钢结构的快干型水性醇酸漆，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂25份，苯丙乳液25份，消泡剂0.2份，增稠剂0.3份，防闪锈剂0.5份，附着力促进剂0.2份，成膜助剂3份，钛白粉12份，沉淀硫酸钡12份，分散剂1.0份，防冻剂0.5份，防锈颜料6份，催干剂0.5份，去离子水ⅰ10份，去离子水ⅱ3.3份，ph调节剂0.5份。
具体制备步骤如下：
(1)制备乳液：准确称取水性醇酸树脂25份加入分散机中，开启搅拌，控制搅拌速度为500～600r/min，控制反应液的温度不高于60℃；搅拌下加入催干剂0.5份和n,n-二甲基乙醇胺0.5份，调节反应液ph＝8.5，搅拌均匀后加入去离子水ⅰ10份乳化20min，乳化后在搅拌下加入苯丙乳液25份，搅拌至反应液呈透明状态，得复配乳液；
(2)制备色浆：将去离子水ⅱ3.3份加入调色罐中，控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下向调色罐中逐一加入消泡剂0.2份、分散剂1.0份、钛白粉12份，沉淀硫酸钡12份，防锈颜料6份分散均匀，然后通过研磨机研磨，控制研磨温度在40℃以下，研磨至细度＜30μm，得色浆；
(3)控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下将步骤(2)制备的色浆加入步骤(1)制备的复配乳液中，再逐一加入防闪锈剂0.5份、附着力促进剂0.2份、成膜助剂3份、防冻剂0.5份、增稠剂0.3份，搅拌均匀，得用于钢结构的快干型水性醇酸漆。
实施例2
一种用于钢结构的快干型水性醇酸漆，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂20份，苯丙乳液20份，消泡剂0.1份，增稠剂0.2份，防闪锈剂0.2份，附着力促进剂0.1份，成膜助剂1份，钛白粉10份，沉淀硫酸钡12份，分散剂0.5份，防冻剂0.3～1.0，防锈颜料3份，催干剂0.1份，去离子水ⅰ15份，去离子水ⅱ17.4份，ph调节剂0.1份。
具体制备步骤如下：
(1)制备乳液：准确称取水性醇酸树脂20份加入分散机中，开启搅拌，控制搅拌速度为500～600r/min，控制反应液的温度不高于60℃；搅拌下加入催干剂0.1份和n,n-二甲基乙醇胺0.1份，调节反应液ph＝8.5，搅拌均匀后加入去离子水ⅰ15份乳化20min，乳化后在搅拌下加入苯丙乳液20份，搅拌至反应液呈透明状态，得复配乳液；
(2)制备色浆：将去离子水ⅱ17.4份加入调色罐中，控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下向调色罐中逐一加入消泡剂0.1份、分散剂0.5份、钛白粉10份，沉淀硫酸钡12份，防锈颜料3份分散均匀，然后通过研磨机研磨，控制研磨温度在40℃以下，研磨至细度＜30μm，得色浆；
(3)控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下将步骤(2)制备的色浆加入步骤(1)制备的复配乳液中，再逐一加入防闪锈剂0.2份、附着力促进剂0.1份、成膜助剂1份、防冻剂0.3份、增稠剂0.2份，搅拌均匀，得用于钢结构的快干型水性醇酸漆。
实施例3
一种用于钢结构的快干型水性醇酸漆，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂30份，苯丙乳液28份，消泡剂0.3份，增稠剂0.8份，防闪锈剂1.0份，附着力促进剂0.3份，成膜助剂5份，钛白粉15份，沉淀硫酸钡12份，分散剂3.0份，防冻剂1.0份，防锈颜料8份，催干剂1.0份，去离子水ⅰ6份，去离子水ⅱ0.4份，ph调节剂0.2份。
具体制备步骤如下：
(1)制备乳液：准确称取水性醇酸树脂34份加入分散机中，开启搅拌，控制搅拌速度为500～600r/min，控制反应液的温度不高于60℃；搅拌下加入催干剂1.0份和n,n-二甲基乙醇胺0.2份，调节反应液ph＝8.5，搅拌均匀后加入去离子水ⅰ6份乳化20min，乳化后在搅拌下加入苯丙乳液20份，搅拌至反应液呈透明状态，得复配乳液；
(2)制备色浆：将去离子水ⅱ0.4份份加入调色罐中，控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下向调色罐中逐一加入消泡剂0.3份、分散剂3份、钛白粉15份，沉淀硫酸钡12份，防锈颜料8份分散均匀，然后通过研磨机研磨，控制研磨温度在40℃以下，研磨至细度＜30μm，得色浆；
(3)控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下将步骤(2)制备的色浆加入步骤(1)制备的复配乳液中，再逐一加入防闪锈剂1.0份、附着力促进剂0.3份、成膜助剂5份、防冻剂1.0份、增稠剂0.8份，搅拌均匀，得用于钢结构的快干型水性醇酸漆。
对比例1
一种水性醇酸漆，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂50份，消泡剂0.2份，增稠剂0.3份，防闪锈剂0.5份，附着力促进剂0.2份，成膜助剂3份，钛白粉12份，沉淀硫酸钡12份，分散剂1.0份，防冻剂0.5份，防锈颜料6份，催干剂0.5份，去离子水ⅰ8份，去离子水ⅱ5.4份，ph调节剂0.5份。
具体制备步骤如下：
(1)制备乳液：准确称取水性醇酸树脂25份加入分散机中，开启搅拌，控制搅拌速度为500～600r/min，控制反应液的温度不高于60℃；搅拌下加入催干剂0.5份搅拌均匀后加入去离子水ⅰ8份，乳化20min，得乳液；
(2)制备色浆：将去离子水ⅱ5.4份加入调色罐中，控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下向调色罐中逐一加入消泡剂0.2份、分散剂1.0份、钛白粉12份，沉淀硫酸钡12份，防锈颜料6份分散均匀，然后通过研磨机研磨，控制研磨温度在40℃以下，研磨至细度＜30μm，得色浆；
(3)控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下将步骤(2)制备的色浆加入步骤(1)制备的乳液中，再逐一加入防闪锈剂0.5份、附着力促进剂0.2份、成膜助剂3份、防冻剂0.5份、增稠剂0.3份，搅拌均匀，得水性醇酸漆。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的水性涂料进行检测，检测结果如下表1：
表1-检测结果
由检测结果可知，本发明的用于钢结构的快干型水性醇酸漆具备较好的耐盐雾性能，漆膜在完全干燥后，兼具了柔韧性和硬度。并且表干和实干速度都有了大幅度提升，使得水性漆在钢构市场的推广和大量应用得以实现。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
1.用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂20～40份，苯丙乳液20～40份，消泡剂0.1～0.3份，增稠剂0.1～0.8份，防闪锈剂0.1～1.0份，附着力促进剂0.1～0.3份，成膜助剂1～5份，钛白粉10～15份，沉淀硫酸钡10～15份，分散剂0.5～3.0份，防冻剂0.3～1.0份，防锈颜料3～8份，催干剂0.1～1.0份，去离子水ⅰ5～20份，去离子水ⅱ0～30份，ph调节剂0.1～1.1份。
2.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，包括重量份的以下组分：水性醇酸树脂25份，苯丙乳液25份，消泡剂0.2份，增稠剂0.3份，防闪锈剂0.5份，附着力促进剂0.2份，成膜助剂3份，钛白粉12份，沉淀硫酸钡12份，分散剂1.0份，防冻剂0.5份，防锈颜料6份，催干剂0.5份，去离子水ⅰ10份，去离子水ⅱ3.3份，ph调节剂0.5份。
3.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，所述水性醇酸树脂的ph为7.0～9.0，型号为德科美5806。
4.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，所述苯丙乳液型号为吉力jl-16c。
5.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，所述消泡剂为高性能有机硅类消泡剂，型号为迪高810。
6.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂，型号为海明斯299。
7.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，所述分散剂为byk190。
8.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，所述附着力促进剂为赢创dynasylanglymo。
9.如权利要求1所述的用于钢结构的快干型水性醇酸漆，其特征在于，所述成膜助剂为乙二醇丁醚；
进一步优选的，所述钛白粉为金红石型钛白粉；
进一步优选的，所述沉淀硫酸钡为龙蟒硫酸钡；
进一步优选的，所述防锈颜料为海博zpa；
进一步优选的，所述ph调节剂为n,n-二甲基乙醇胺或二乙醇胺中的一种；
进一步优选的，所述防冻剂为陶氏醋酸正丙酯；
进一步优选的，所述防闪锈剂为海明斯fa179；
进一步优选的，所述催干剂为omg123。
10.用于钢结构的快干型水性醇酸漆的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
(1)制备乳液：准确称取水性醇酸树脂加入分散机中，开启搅拌，控制搅拌速度为500～600r/min，控制反应液的温度不高于60℃；搅拌下加入催干剂和ph调节剂，调节反应液ph＝8～9，搅拌均匀后加入去离子水ⅰ乳化20min，乳化后在搅拌下加入苯丙乳液，搅拌至反应液呈透明状态，得复配乳液；
(2)制备色浆：将去离子水ⅱ加入调色罐中，控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下向调色罐中逐一加入消泡剂、分散剂、钛白粉，沉淀硫酸钡，防锈颜料分散均匀，然后通过研磨机研磨，控制研磨温度在40℃以下，研磨至细度＜30μm，得色浆；
(3)控制搅拌速度为500～600r/min，搅拌下将步骤(2)制备的色浆加入步骤(1)制备的复配乳液中，再逐一加入防闪锈剂、附着力促进剂、成膜助剂、防冻剂、增稠剂，搅拌均匀，得用于钢结构的快干型水性醇酸漆。
技术总结