一种水性带锈防锈涂料及其制备方法技术领域
本发明主要涉及一种水性涂料，尤其涉及一种水性带锈防锈涂料及其制备方法。
背景技术
为了保护钢铁不受腐蚀，延长其使用寿命，对钢铁进行防腐蚀涂装成为一种最经
济和有效的方法。为了获得优良的耐腐蚀性能，涂装前必须把钢材上的铁锈清除干净，否则
会由于铁锈的不断膨胀导致漆膜和防腐效果很差，因此，铁锈的除锈处理是涂装工艺的重
要组成部分，对防腐蚀涂装的成败起着决定性的作用。但是许多大型建筑、桥梁、船舶、等复
杂的钢结构构件在维修过程中由于受施工条件的限制，难以采用机械化施工方法，只能采
用手工或电动工具进行除锈，其结果必然有铁锈和各种腐蚀产物的残留，导致除锈质量难
以得到保证、施工艰难、费用巨大。除锈是一种十分繁重的工作，既耗费大量工时又增加费
用。据报道钢板涂装费用分配比例为：表面除锈42％，施工30％，涂料19％。目前国内钢结构
防腐依然沿用喷砂后进行涂装的老工艺, 虽然防腐效果较好, 但喷砂、抛丸工艺也存在着
复杂结构件有死角、耗费电能高、粉尘污染、噪声污染、成本高等诸多缺点, 故制备能够直
接在锈面上施工的带锈涂料是非常必要的。
传统的工艺采用磷酸作为转化剂, 尽管磷酸能使锈蚀转化为磷化膜，但由于氢气
析出，漆膜易起泡, 导致附着力下降。其依靠亚微米高分子胶束上接枝的复合有机酸基团，
将铁锈还原成具有防锈能力的钝化成分，同时高分子胶束在整个金属基体上发生分子级的
重新排列，通过交叉成膜形成一张致密的大网，因为膜层直接与基材通过化学键结合，而且
膜层的分子级重新排列使颗粒间几乎没有空隙，因此膜层具有高封闭性、高除锈性能、高附
着力，从而彻底解决除锈后涂装前的二次生锈问题以及除锈不彻底造成短期内的二次腐蚀
问题。
复合多羟基有机物分子牢固地和金属表面结合的过程称作配位或螯合。在此技
术中，涂覆于已生锈的金属表面的高分子聚合物分子的在成膜时是定向排列的：聚合物链
上众多锚固团一端和基材Fe 或和铁锈的主要成分Fe(OH)2\Fe(OH)3、FeO\Fe2O3 等铁离子
键合形成高度稳定的化学配位键，另一端成膜形成典型的疏水性屏障。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供水性带锈防锈涂料及其制备方
法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种水性带锈防锈涂料，它是由下述重量份的原料组成：
苯丙乳液60-70、水性丙烯酸乳液30-40、醇酯十二成膜助剂2-4、三氯氧钒2-3、苯并三
唑0.5-0.8、丙三醇3-4、2- 甲基-1,3- 丙二醇2-4、对苯二酚2-3、邻苯二酚1-2、乙二胺四亚
甲基叉膦酸钠2-3、柠檬酸3-4、改性粘合剂1-2、羧甲基纤维素0.1-0.2、去离子水适量；
所述的改性粘合剂的制备方法为：
（1）将偏硅酸钠与其重量2-3% 的3-( 异丁烯酰氧) 丙基三甲氧基硅烷、1-2% 的1,2-
双( 三乙氧基硅基) 乙烷、2-3% 的羧甲基纤维素钠、0.8-1% 的过氧化二异丙苯混合加入
到混合料10-15 倍的去离子水，高速1300-1500 转/ 分搅拌，得到分散液，分散液烘干，粉
碎得粉末；
（2）将上述得到的粉末超声分散于其质量8-10 倍的浓度为60-70% 的乙二醇中,得到
分散液；
（3）在上述分散液中加入分散液重量2-4% 的二乙醇胺，低速200-300 转/ 分搅拌2-3
分钟，加入醋酸或醋酸钠调节pH 值为4-5，球磨处理2-3 小时，即得所述改性粘合剂。
一种水性带锈防锈涂料，所述的偏硅酸钠的细度为5-10nm。
一种水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述丙三醇3-4 和2- 甲基-1,3- 丙二醇混合溶于2-3 倍去离子水中，再加入
上述对苯二酚和邻苯二酚，搅拌至溶解，得溶解液；
（2）将上述苯并三唑加入到5-10 倍的去离子水中，加热使其完全溶解，再加入上述三
氯氧钒和柠檬酸，搅拌后与上述溶解液混合；
（3）将上述苯丙乳液和水性丙烯酸乳液混合，在200-300 转/ 分的搅拌速度下，滴加
上述混合液，滴加完毕后，再依次加入上述乙二胺四亚甲基叉膦酸钠、
羧甲基纤维素、改性粘合剂，搅拌均匀后，将物料加热到40-50℃，继续搅拌15-20分
钟，最后加入剩余原料，搅拌，即得所述水性带锈防锈涂料。
本发明的优点是：
本发明用的苯丙乳液和水性丙烯酸乳液具有良好的相溶性和稳定性，解决了目前水性
带锈涂料成膜连续性、均匀性、附着力差的问题，加入得改性粘合剂具有高分散稳定性和高
效粘合性，其均匀的分布在金属表面，使得金属具有高的致密性及抗离子的渗透性，与各种
助剂混合使用改善了传统防锈涂料的稳定性差、涂膜欠均匀等缺点；
本发明涂料对基体附着力、防腐性、附着力等综合性能优良, 完全能替代喷砂、抛丸的
涂装前处理工艺, 对已生锈的未经预处理的钢铁表面提供长久高效的保护，不仅显著延长
防腐蚀面漆的使用寿命，而且防腐蚀涂装过程( 可以用刷子题解涂覆) 更加简单、高效、经
济、环保。
实施例1
一种水性带锈防锈涂料，它是由下述重量份( 公斤) 的原料组成：
苯丙乳液70、水性丙烯酸乳液40、醇酯十二成膜助剂4、三氯氧钒3、苯并三唑0.8、丙三
醇4、2- 甲基-1,3- 丙二醇4、对苯二酚3、邻苯二酚2、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠3、柠檬酸4、
改性粘合剂2、羧甲基纤维素0.2、去离子水55 ；
所述的改性粘合剂的制备方法为：
（1）将偏硅酸钠与其重量3% 的3-( 异丁烯酰氧) 丙基三甲氧基硅烷、2% 的1,2- 双
( 三乙氧基硅基) 乙烷、3% 的羧甲基纤维素钠、1% 的过氧化二异丙苯混合加入到混合料
15倍的去离子水，高速1500 转/ 分搅拌，得到分散液，分散液烘干，粉碎得粉末；
（2）将上述得到的粉末超声分散于其质量10 倍的浓度为70% 的乙二醇中, 得到分散
液；
（3）在上述分散液中加入分散液重量4% 的二乙醇胺，低速300 转/ 分搅拌3 分钟，加
入醋酸或醋酸钠调节pH 值为5，球磨处理3 小时，即得所述改性粘合剂。
一种水性带锈防锈涂料，所述的偏硅酸钠的细度为10nm。
一种水性带锈防锈涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述丙三醇4 和2- 甲基-1,3- 丙二醇混合溶于3 倍去离子水中，再加入上述
对苯二酚和邻苯二酚，搅拌至溶解，得溶解液；
（2）将上述苯并三唑加入到10 倍的去离子水中，加热使其完全溶解，再加入上述三氯
氧钒和柠檬酸，搅拌后与上述溶解液混合；
（3）将上述苯丙乳液和水性丙烯酸乳液混合，在300 转/ 分的搅拌速度下，滴加上述混
合液，滴加完毕后，再依次加入上述乙二胺四亚甲基叉膦酸钠、羧甲基纤维素、改性粘合剂，
搅拌均匀后，将物料加热到50℃，继续搅拌20 分钟，最后加入剩余原料，研磨搅拌，即得所
述水性带锈防锈涂料。
性能测试：
本发明涂料可以达到均匀储存稳定性18 月以上，明显提高水性带锈涂料涂膜耐水性
能，在25℃下150h 涂膜不起泡、不脱落，进一步提高对铁锈的转化速度和程度，确保在
30min 内铁锈转化程度达到98%。