一种生物基水性自磷化涂料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种生物基水性自磷化涂料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、由于日益严峻的环保问题和化石能源紧缺，涂层材料所用的化石原料越来越显示出珍贵性和稀缺性。利用生物基原材料来制造钢结构装饰及防腐涂层材料，以减少对化石原料的依赖，是工业防腐涂料研制的大趋势。

2、传统型工业防腐涂料由于大量使用挥发性有机溶剂(voc)，对环境造成很大的危害，其使用日益受到限制，而水性工业防腐涂料以水为分散介质，具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点，并得到了迅速发展。这类产品的性能主要取决于成膜物树脂，因此要提高水性工业防腐涂料的性能，应从研究开发高性能成膜物树脂着手。目前水性工业防腐涂料主要存在的问题有：亲水性乳化剂的存在使膜的耐水性差；水性涂料中出现的闪锈、闪蚀，使得耐碱性和耐酸性差；交联密度不够，涂层致密性差，耐盐雾性差。

3、因此，需要提供一种综合性能好的防腐涂料。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种生物基水性自磷化涂料及其制备方法与应用，用以解决如何提升涂料防腐性能的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案。

3、第一方面，本申请提供一种生物基水性自磷化涂料，包括质量比为1:0.3-9的生物基多糖磷酸酯及水性聚氨酯固化剂。

4、优选的，生物基多糖磷酸酯及水性聚氨酯固化剂的质量比为1：0.7-1.5。

5、优选的，生物基多糖磷酸酯的制备方法如下：

6、s1.以生物基淀粉为原料，进行水解反应，得到糖水溶液；

7、s2.将糖水溶液加热后与磷酸水溶液混合，再进行梯度升温反应，而后调整ph至中性，即得生物基多糖磷酸酯。

8、优选的，步骤s2中，糖水溶液的质量浓度为60％，磷酸水溶液的质量浓度为50％，糖水溶液与磷酸水溶液的质量比为120:30-60。

9、优选的，步骤s2中，加热的温度为60-80℃，加热时间为1-2h。

10、优选的，步骤s2中，步骤s2为，将糖水溶液60℃加热1h后与磷酸水溶液混合，再进行梯度升温反应，梯度升温反应的程序为70℃反应1h后，80℃再反应1h，而后调整ph至中性，即得生物基多糖磷酸酯。

11、优选的，生物基淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉中的一种或几种。

12、优选的，水性聚氨酯固化剂包括bayhydur vp ls2306、bayhydur vp ls 2319、bayhydur vp ls2336、bayhydur xp 2547、bayhydur xp 7001、bayhydur xp 7165的一种或几种。

13、第二方面，本申请提供一种生物基水性自磷化涂料的制备方法，包括以下步骤：将生物基多糖磷酸酯及水性聚氨酯固化剂按质量份混合搅拌，即得生物基水性自磷化涂料。

14、第三方面，本申请提供一种生物基水性自磷化涂料在金属基材防护中的应用。

15、本发明的有益效果是：

16、本申请以生物基淀粉为原料进行水解得到生物基多糖，再接枝磷酸基，得到涂料的羟基组分，以实现涂料的自磷化，免去表面磷化处理工序；

17、羟基组分与水性聚氨酯固化剂固化成膜，其干膜中可再生的生物基材料占比高达50％以上，涂料中的磷酸基可在金属基底材表面形成磷化膜，在保持聚氨酯涂料防腐性能的同时有效节约了化石能源，且固化后涂层的柔韧性、致密性、耐盐及耐酸碱性能好；

18、采用生物基淀粉作为原料，对环境友好，且其水解的多糖接枝磷酸的产率高。

技术特征：

1.一种生物基水性自磷化涂料，其特征在于，包括质量比为1:0.3-9的生物基多糖磷酸酯及水性聚氨酯固化剂。

2.根据权利要求1所述的生物基水性自磷化涂料，其特征在于，所述生物基多糖磷酸酯及水性聚氨酯固化剂的质量比为1：0.7-1.5。

3.根据权利要求1所述的生物基水性自磷化涂料，其特征在于，所述生物基多糖磷酸酯的制备方法如下：

4.根据权利要求3所述的生物基水性自磷化涂料，其特征在于，步骤s2中，所述糖水溶液的质量浓度为60％，所述磷酸水溶液的质量浓度为50％，所述糖水溶液与所述磷酸水溶液的质量比为120:30-60。

5.根据权利要求3所述的生物基水性自磷化涂料，其特征在于，步骤s2中，加热的温度为60-80℃，加热时间为1-2h。

6.根据权利要求3所述的生物基水性自磷化涂料，其特征在于，步骤s2为，将所述糖水溶液60℃加热1h后与磷酸水溶液混合，再进行梯度升温反应，梯度升温反应的程序为70℃反应1h后，80℃再反应1h，而后调整ph至中性，即得所述生物基多糖磷酸酯。

7.根据权利要求3所述的生物基水性自磷化涂料，其特征在于，所述生物基淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的生物基水性自磷化涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯固化剂包括bayhydur vp ls2306、bayhydur vp ls2319、bayhydur vp ls2336、bayhydur xp2547、bayhydur xp 7001、bayhydur xp 7165的一种或几种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的生物基水性自磷化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述生物基多糖磷酸酯及水性聚氨酯固化剂按质量份混合搅拌，即得所述生物基水性自磷化涂料。

10.一种如权利要求1-8任一项所述的生物基水性自磷化涂料在金属基材防护中的应用。

技术总结本发明公开了一种生物基水性自磷化涂料及其制备方法与应用，包括质量比为1:0.3‑9的生物基多糖磷酸酯及水性聚氨酯固化剂，通过以生物基多糖磷酸酯作为涂料的羟基组分与水性聚氨酯固化剂形成的涂料，涂料中的磷酸基可在金属基底材表面形成磷化膜，在保持聚氨酯涂料防腐性能的同时有效节约了化石能源，且固化后涂层的柔韧性、致密性、耐盐及耐酸碱性能好。技术研发人员：施铭德,周春爱,黄方词,张良均受保护的技术使用者：湖北铁神新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29