一种水性金属防腐涂料及其制备制造技术

本发明专利技术提供了一种水性金属防腐涂料及其制备，具体地，本发明专利技术提供了一种乳液聚合乳化剂MPEAVO，所述的乳化剂可以用于单体的乳液聚合，且所制得的聚合物乳液可以用于制备水性防腐涂料，用于桥梁、输油管道等大型金属制件的防腐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料领域，具体地，本专利技术提供了一种新型水性金属防腐涂料，及其制备方法。
技术介绍
涂料防腐蚀的历史，与工业的发展紧密联系在一起，互相依存，互相促进。如果没有涂料的保护，轮船，飞机，工厂等等都面临着被腐蚀的危险，后果十分地严重。在交通领域，腐蚀变质是桥梁安全的最大危险。2007年，美国明尼阿波利斯I-35号大桥的倒塌，在美国国内引起了极大的恐慌，美国人开始担心国内近60万座桥梁的安全问题。就美国每年花费超过5亿多美元来维护腐蚀的桥梁。在我国，宜宾的南门大桥于1990年11月建成，但在2001年11月7日，由于吊杆腐蚀，发生造成桥面坠落事故。在德国，汉堡的KohlbrandEstruary桥，由于斜拉索腐蚀严重，建成的第三年全部的斜拉索就必须更换，耗资达6000万美元，是原来造价的四倍。在石油能源领域，输油管道作为有效的石油运送手段得到了彻底的开发和利用，已经形成了小至地区，大至洲与洲之间的管道联系。但是，管道的腐蚀是造成管道事故隐患的重要因素，一些管道仅仅在一年到两年左右的时间就因为腐蚀而泄露。这一方面浪费的油气资源，另一方面因为修理而增加了开销，尤其是可能带来安全隐患，发生火灾甚至发生爆炸，造成人员和财产的共同损失，同时波及环境。全球因金属腐蚀所造成的经济损失占世界国民总产值的3-4％；我国在这方面的损失达1000多亿。每年腐蚀生锈的钢铁约占钢铁产量的20％，约有30％的设备因腐蚀而报废。全世界每年是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。因此，金属防腐涂料是一种关系到国计民生的必不可少的重要的产业。>传统的涂料主要是高分子聚合物在有机溶剂中溶解所形成的。在溶剂挥发后，高分子聚合物在涂装的表面形成一层膜，即有机涂料。然而，传统溶剂型涂料含有70-80％的溶剂。溶剂挥发到空气环境中，对人体造成毒害，对环境造成污染。而且，溶剂型防腐蚀涂料在保护钢铁等资源的同时，也极大地破坏了人类赖以生存的自然环境。因此，各种环境友好涂料如水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料及高固体分涂料等应运而生，并越来越得到了人们的青睐和市场的认可。在这些环境友好涂料中，使用最为广泛的、研究最活跃的是水性涂料，水性化被认为是涂料的最终归宿。在室内装饰装修中，消费者更在意涂料的环保性，要求低毒、无毒，无味，所以水性乳胶漆被广泛应用在建筑装饰领域中。2010年中国涂料总产量近1000万吨，稳居全球第一。中国国内水性涂料市场约为143亿元，产量接近120万吨，其中丙烯酸水性涂料约占水性涂料的90％，同比增长22.8％。对传统溶剂型工业涂料的替代将会为水性金属涂料提供巨大的市场，如钢铁桥梁、码头、铁路车辆、建筑用钢结构材料及海上钢结构平台等，都是水性金属涂料的潜在市场。如上所述，在涂料工业的高速发展过程中，环保水性涂料正成为市场的关注焦点。然而，至今为止，水性涂料在性能上还不能与溶剂型涂料媲美，尤其是在工业涂料领域，如防腐涂料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐腐蚀性能好的水性防腐涂料。本专利技术的第一方面，提供了一种环氧大豆油衍生物，所述的环氧大豆油衍生物中，部分环氧基被丙烯酸酯化，且部分环氧基被磷酸或磷酸二氢盐酯化。在另一优选例中，每摩尔所述的环氧大豆油衍生物中，0.2-5摩尔(较佳地为0.5-2摩尔，更佳地为0.8-1.2摩尔)的环氧基被丙烯酸酯化。在另一优选例中，每摩尔所述的环氧大豆油衍生物中，0.2-5摩尔(较佳地为0.5-2摩尔，更佳地为0.8-1.2摩尔)的环氧基被磷酸或磷酸二氢盐酯化。在另一优选例中，所述的环氧大豆油衍生物中，部分或全部的环氧基被酯化。在另一优选例中，所述的环氧大豆油衍生物中，20％的环氧基被酯化；较佳地50％的环氧基被酯化；更佳地80％的环氧基被酯化，最佳地100％的环氧基被酯化。在另一优选例中，所述的环氧大豆油衍生物为如下式I所示的化合物：其中，M为氢或碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)，较佳地为H、Na或K。本专利技术的第二方面，提供了一种如本专利技术第一方面所述的环氧大豆油衍生物的制备方法，所述方法包括步骤：(a)在惰性溶剂中，用环氧大豆油和丙烯酸进行酯化反应，得到丙烯酸环氧化植物油；(b)在惰性溶剂中，用步骤(a)所得到的丙烯酸环氧化植物油和磷酸或磷酸二氢盐进行酯化反应，得到如本专利技术第一方面所述的环氧大豆油衍生物；较佳地，所述的磷酸二氢盐为碱金属盐，更佳地为钠盐或钾盐。在本专利技术的一种优选形式中，所述步骤(b)包括：(i)在惰性溶剂中，用式II化合物(环氧大豆油丙烯酸酯)和磷酸二氢盐反应，得到式I化合物。在另一优选例中，在所述步骤(b)中，所述的盐为碱金属盐，较佳地为钠盐。在另一优选例中，在所述步骤(b)中，所述的反应在相转移催化剂存在下进行；较佳地，所述的相转移催化剂为烷基铵盐，更佳地，所述的相转移催化剂选自下组：四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵，或其组合。在另一优选例中，在所述步骤(b)中，所述的磷酸二氢盐与环氧大豆油丙烯酸酯的摩尔比为1-1.5：1。在另一优选例中，在所述步骤(b)中，所述的磷酸二氢盐、环氧大豆油丙烯酸酯和相转移催化剂的摩尔比为1-1.5：1：0.02-0.05。在另一优选例中，在所述步骤(b)中，所述的四乙基溴化铵与环氧大豆油丙烯酸酯的质量比为1-2：100。在另一优选例中，在所述步骤(b)中，所述的反应在70-80℃下进行。在另一优选例中，在所述步骤(b)中，所述的反应时间为6h-8h。在本专利技术的一种优选形式中，所述的步骤(a)包括：(ii)在惰性溶剂中，用式III化合物(环氧大豆油)和丙烯酸反应，得到式II化合物。在另一优选例中，在所述步骤(a)中，所述的反应在阻聚剂存在下进行；较佳地，所述的阻聚剂选自下组：对苯二酚、氢醌单甲醚，或其组合。在另一优选例中，在所述步骤(a)中，所述的反应在选自下组的试剂存在下进行：三苯基膦、N,N-二甲基苯胺，或其组合。在另一优选例中，在所述步骤(a)中，所述的环氧大豆油与丙烯酸的质量比为1:0.5～1.5，较佳地为1:1～1.1。在另一优选例中，在所述步骤(a)中，所述的环氧大豆油与丙烯酸、阻聚剂、三苯基膦的摩尔比为1：1～1.1：0.003～0.005：0.02～0.05。在另一优选例中，在所述步骤(a)中，所述的反应在70-80℃下进行。在另一优选例中，在所述步骤(a)中，当所述反应的反应体系酸值低于5mgKOH/g时，停止反应。本专利技术的第三方面，提供了一种如本专利技术第一方面所述的环氧大豆油衍生物作为乳化剂用于制备聚合物乳液的用途。在另一优选例中，所述的聚合物是由选自下组的一种或多种单体聚合形成的：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丙酯。在另一优选例中，本专利技术还提供了一种乳化剂，所述的乳化剂包含如本专利技术第一方面中所述的环氧大豆油衍生物。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧大豆油衍生物，其特征在于，所述的环氧大豆油衍生物中，部分环氧基被丙烯酸酯化，且部分环氧基被磷酸或磷酸二氢盐酯化。

【技术特征摘要】
1.一种环氧大豆油衍生物，其特征在于，所述的环氧大豆油衍生物中，部分
环氧基被丙烯酸酯化，且部分环氧基被磷酸或磷酸二氢盐酯化。
2.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括步
骤：
(a)在惰性溶剂中，用环氧大豆油和丙烯酸进行酯化反应，得到第一酯化
产物；
(b)在惰性溶剂中，用步骤(a)所得到的第一酯化产物和磷酸或磷酸二氢盐
进行酯化反应，得到如权利要求1所述的环氧大豆油衍生物；
较佳地，所述的磷酸二氢盐为碱金属盐，更佳地为钠盐或钾盐。
3.一种乳化剂，其特征在于，所述的乳化剂包含如权利要求1中所述的环
氧大豆油衍生物。
4.一种聚合物乳液，其特征在于，所述的聚合物是用如权利要求1所述的
环氧大豆油衍生物作为乳化剂进行聚合制备的。
5.如权利要求4所述的聚合物乳液，其特征在于，所述的聚合物乳液是由
丙烯酸类单体聚合形成的，较佳地，所述的聚合物乳液是由选自下组的单体聚
合形成的：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸，或其组合。
6.如权利要求4所述的聚合物乳液的制备方法，其特征在于，所述方法包
括：
在惰性溶剂中，用如权利要求1所述的环氧大豆油衍...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海斌，顾林，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33