技术领域
本发明涉及涂料领域，具体地说是一种水性带锈转化涂料及其制备方法。
背景技术
钢铁材料的生锈腐蚀会影响其外观和用途，通常使用防腐蚀涂料作为防护层。为了获得优良的防护性能，涂装前需要对钢铁表面进行除锈处理，否则会由于铁锈的生长影响涂层的防腐效果。
带锈涂料是指能在一定锈蚀的金属表面上直接施工，并获得防腐效果的涂料，使用带锈涂料可以省去繁琐的钢铁除锈过程。水性带锈涂料由于环境友好、不燃等优势得到了大力推广。带锈涂料按作用方式分为稳定型、渗透型和转化型三种，其中转化型带锈涂料是在成膜物质中加入锈转化剂，可以直接涂刷在锈蚀金属表面，将铁锈转化成无害的或具有一定保护作用的络合物或螯合物。通常使用的锈转化剂有磷酸、单宁酸和亚铁氰化钾等，然而这些锈转化剂本身呈酸性，对铁锈的转化过程需要酸性条件，且酸性的锈转化剂对通常使用的碱性乳液稳定性有破坏作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种使用酸性乳液氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液作为成膜物质的水性带锈转化涂料，以消除现有酸性的锈转化剂对水性带锈涂料成膜物质稳定性的影响，同时酸性共聚乳液可以使锈转化剂更好地发挥作用。
为此，本发明采用的技术方案如下：一种水性带锈转化涂料，其特征在于，它包括以下质量份的组分：水性聚合物乳液30-47份，锈转化剂2-12份，着色颜料3-17份、防锈颜料3-20份，填料4-8份，消泡剂0.1-0.5份，分散剂0.1-1份，成膜助剂0.5-4份，乳液稳定剂0.1-2份，增稠剂0.1-0.5份，防霉剂0.1-0.5份，水10-35份；
所述的水性聚合物乳液为氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液。
进一步，所述的锈转化剂优选为羟基乙叉二膦酸（HEDP）、乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）、二乙烯三胺五甲叉膦酸（DTPMP）中的一种或几种。
进一步，所述的防锈颜优选为磷酸锌铝，着色颜料优选为钛白粉、氧化铁红中的一种或两种，填料优选为沉淀硫酸钡或矽丽粉；消泡剂优选为聚醚硅氧烷共聚物乳液；成膜助剂优选为乙二醇丁醚或醇酯十二；乳液稳定剂优选为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物；增稠剂优选为有机改性蒙脱土；防霉剂优选为亚硝酸钠或苯甲酸钠，分散剂优选为六偏磷酸钠。
进一步，所述的水性聚合物乳液中，氯乙烯、偏氯乙烯及丙烯酸三者的摩尔比为1:1:1。
本发明使用了酸性乳液氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液作为成膜物质，可以提供锈转化剂反应需要的酸性条件，同时可以避免酸性的锈转化剂对通常使用的碱性乳液稳定性的破坏，本发明还使用了一些具有多元螯合能力的有机膦酸作为锈转化剂，这些锈转化剂可与铁锈反应生成稳定的络合物膜，起到除锈和钝化的效果。
上述水性带锈转化涂料的制备方法，其采用以下步骤：
1)将增稠剂、乳液稳定剂、5-15份水和成膜助剂混合搅拌均匀，搅拌中加入消泡剂和分散剂；
2)在步骤1)所得的混合物中加入颜料和填料，研磨至细度为30-50微米；
3)在500-600rpm的搅拌条件下，将锈转化剂加入到水性聚合物乳液中，混合均匀；
4)在1500-1800rpm的搅拌条件下，将步骤3)得到的混合物加入到步骤2)所得的混合物中，加入防霉剂和余量水，搅拌均匀，过滤，得到水性带锈转化涂料。
以上搅拌、高速分散和研磨可以使用通用的混合分散和球磨设备，如高速分散机、砂磨机、球磨机等。
本发明涂料的优点：稳定性好，对锈层的转化效果优秀，涂层耐腐蚀性强；适用于钢铁带锈表面锈层的转化和防腐蚀，主要作为底漆使用。
具体实施方式
比较例1
水性带锈转化涂料包括以下成分（质量份）：苯丙乳液:45，锈转化剂(羟基乙叉二膦酸):10，着色颜料(钛白粉):7，防锈颜料(磷酸锌铝):13，填料(沉淀硫酸钡):5，消泡剂(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散剂(六偏磷酸钠):0.5，成膜助剂(乙二醇丁醚):2，乳液稳定剂(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠剂(有机改性蒙脱土):0.2，防霉剂(苯甲酸钠):0.3，水:15。
比较例2
水性带锈转化涂料包括以下成分（质量份）：丙烯酸乳液:45，锈转化剂(乙二胺四甲叉膦酸):10，着色颜料(钛白粉):7，防锈颜料(磷酸锌铝):13，填料(沉淀硫酸钡):5，消泡剂(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散剂(六偏磷酸钠):0.5，成膜助剂(乙二醇丁醚):2，乳液稳定剂(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠剂(有机改性蒙脱土):0.2，防霉剂(苯甲酸钠):0.3，水:15。
实施例1
水性带锈转化涂料包括以下成分（质量份）：氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液:45，锈转化剂(羟基乙叉二膦酸):10，着色颜料(钛白粉):7，防锈颜料(磷酸锌铝):13，填料(沉淀硫酸钡):5，消泡剂(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散剂(六偏磷酸钠):0.5，成膜助剂(乙二醇丁醚):2，乳液稳定剂(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠剂(有机改性蒙脱土):0.2，防霉剂(苯甲酸钠):0.3，水:15。
实施例2
水性带锈转化涂料包括以下成分（质量份）：氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液:35，锈转化剂(乙二胺四甲叉膦酸):10，着色颜料(钛白粉):7，防锈颜料(磷酸锌铝):13，填料(沉淀硫酸钡):5，消泡剂(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散剂(六偏磷酸钠):0.5，成膜助剂(乙二醇丁醚):2，乳液稳定剂(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠剂(有机改性蒙脱土):0.2，防霉剂(苯甲酸钠):0.3，水:25。
实施例3
水性带锈转化涂料包括以下成分（质量份）：氯乙烯-偏氯乙烯-丙烯酸共聚乳液:35，锈转化剂(二乙烯三胺五甲叉膦酸):10，着色颜料(氧化铁红):10，防锈颜料(磷酸锌铝):7，填料(矽丽粉):7，消泡剂(聚醚硅氧烷共聚物乳液):0.2份，分散剂(六偏磷酸钠):0.5，成膜助剂(醇酯十二):2，乳液稳定剂(聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物):1，增稠剂(有机改性蒙脱土):0.2，防霉剂(亚硝酸钠):0.1，水:27。
评价方法：本发明利用盐雾实验方法来评价涂层防腐蚀性能。盐雾实验依据国家标准GB/T1771-2007进行。样板为150mm×75mm×3mm的Q235钢板，采用空气喷涂方法制备涂层，涂层厚度为70±10μm。盐雾试验时间为400小时。
将上述比较例和实施例的涂料喷涂于除油、除浮锈的带锈钢板上，常温干燥15天后进行检测，具体结果如下：
比较例1中的乳液在与羟基乙叉二膦酸混合后出现破乳，比较例2中的涂层在盐雾试验后200h后起泡，实施例1、实施例2和实施例3中涂层在盐雾实验400h后未发现起泡、生锈等缺陷。