專利名稱：新型水性富鋅防腐涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及涂料材料領域，更具體涉及一種用于金屬材料表面的 新型水性富鋅防腐涂料。
背景技術：
目前，用于金屬防腐的涂料含鋅組合物中多以硅酸乙酯水解產(chǎn)物 作為粘結劑和超細鋅粉組成。雖然涂層固化后無有害物質(成膜后主 物質為無機硅酸鋅)但其配方體系中含有大量的有機溶劑，在施工過 程中揮發(fā)、排放，不僅嚴重污染環(huán)境，危害施工人員健康，而且在儲 存、運輸過程中存在安全隱患，故其使用受到限制。
還有一種是以水溶性的無機粘合劑和超細鋅粉組成的含鋅涂料， 其常見問題是存在耐候性差、附著力差的涂膜易龜裂的缺點，解決該
問題的方法是提高硅酸鉀中硅與鉀的摩爾比(一般大于4)。專利申請 CN1840586A公開了一種水性無機硅酸鹽富鋅底漆，其以鋅粉、無機硅 酸鹽為主要原料和其他助劑制成；包括60% ~ 80%的鋅粉、基料20% ~ 40%。其中公開的硅酸鹽模數(shù)為3.4-4.8 : 1。但由于高摩爾比硅酸鉀直 接制備困難，多采用在一定條件下外加硅溶膠的方法，而這一方法制 成的粘合劑制備手續(xù)復雜、成本高。
第三種是采用較低摩爾比的硅酸鉀溶液、水、助劑和鋅粉混合組 成的組成物。中國專利申請CN1676550A公開了一種水溶性富鋅防腐 涂料，它是采用較低摩爾比的硅酸鉀溶液、水、助劑和鋅粉混合組成的組合物。其中硅酸鉀的Si02/K20摩爾比為2~4。但由于其分散潤濕 不充分，屏蔽性及綜合性能不全面且低粘度存在的弊病不利于涂料施 工。

發(fā)明內(nèi)容
制備手續(xù)簡便、節(jié)省材料、性能穩(wěn)定的環(huán)保型水性無機富鋅防腐涂料。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種水性無機富鋅防腐涂料， 由曱、乙組分組成，其特征在于，以該涂料總重量百分比計包含
曱組分
鋅粉 50-56%
觸變劑 10-15% 乙組分
硅酸鉀 8-10%
水 17-20%
增稠劑 1-2%
助劑 4-7%。
使用時曱、乙組分混合即得水性富鋅防腐涂料。
該涂料中鋅粉的有效鋅即金屬鋅含量>95%，細度《10iam;乙組 分中硅鉀摩爾比Si02:K20為2~4;增稠劑為羥曱基纖維素鈉、海藻酸 鈉或曱基纖維素，例如購自山東瑞泰纖維素公司的羥曱基纖維素鈉；助劑為改性有機膨潤土(天津市華聯(lián)有機陶土化工廠)或六曱基二硅 氧烷。所述的觸變劑為納米二氧化硅(北京航天賽德科技發(fā)展有限公 司)或氫化蓖麻油，并優(yōu)選納米二氧化硅。
在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的水性富鋅防腐涂料以該涂
料總重量百分比計包含 曱組分
鋅粉 53.6%
觸變劑 13.4% 乙組分
硅酸鉀 8.2%
水 18.53%
增稠劑 1.65%
助劑 4.62%
使用時曱、乙組分混合即得水性富鋅防腐涂料。
本發(fā)明采用水溶性硅酸鹽作為主要的成膜物質，大量單分子結構 的硅酸中的活性羥基分別與鋅和鐵發(fā)生交聯(lián)聚合反應，吸收空氣中的 二氧化碳，形成性能優(yōu)異的、堅硬的、以硅氧鍵連接的網(wǎng)狀硅酸鋅絡 合物涂層。涂層與鋼鐵基體之間的強結合力使其(涂層)固結在鋼鐵 表面，對鋼《失起到長效的保護作用。
在體系中加入納米二氧化硅能增強鋅粉在液料中的潤濕性以提高其分散性和均勻網(wǎng)狀硅酸鋅絡合物涂層的屏蔽作用。納米二氧化硅是 有效利用其分子上的羥基基團，增加了吸附水分與極性液體的傾向， 并與相鄰的分子產(chǎn)生氫鍵，當其分散于漆基中時，顆粒之間能產(chǎn)生一 個疏松的網(wǎng)狀結構的晶格，是本發(fā)明人選擇其作為觸變劑的動因，也 是同類產(chǎn)品所忽視而現(xiàn)行產(chǎn)品性能上的缺陷。
增加了增稠劑例如輕曱基纖維素鈉，其作用是提高體系中的粘度， 以適應施工中快捷、方便的可操作性。羥曱基纖維素鈉是一種天然高 分子化合物，為無界面活性助劑，是以P —葡萄糖為基環(huán)的多糖大分 子，在每個基環(huán)上有一個伯羥基和兩個仲羥基在本產(chǎn)品中能賦予涂料 提高粘度使鋅粉懸浮于漆料中，起到增稠的作用，從而克服低粘度產(chǎn) 品存在的弊病，提高成膜性能和有助于涂料施工。
本發(fā)明的涂料體系為水基體系，不含有機溶劑。雙組分使用前分 開包裝貯存，使用時將兩組分混合。兩組分混合時，曱組分與乙組分
之間的重量比通常為2: 1。雙組分包裝貯存安全、穩(wěn)定，混合后能在 常溫下快速固化成膜(表干《30min)。固化后的涂層，具有優(yōu)異的耐 老化、抗輻射、耐溶劑的性能，由于硅氧鏈比碳鏈熱穩(wěn)定性及耐紫外 光老化性能好，該涂層比有機涂層具有更好的耐熱性和耐候性。該涂 料制備方法簡單，節(jié)省材料，比同類產(chǎn)品成本降低5-10%，且無環(huán)境 污染，對施工人員無任何影響。
本發(fā)明涂料的制備工藝，包括
1) 按配方比稱取鋅粉和觸變劑投入干粉混合機中攪拌混合 30 45min,即制得曱組分；
2) 按配方比稱取硅酸鉀、水投入料缸均勻混合，加入增稠劑、助劑，分散攪拌均勻即制備成乙組分；
3)使用時曱、乙組分混合即得本發(fā)明新型水性富鋅防腐涂料。 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點
1 .用觸變劑納米二氧化硅來改變涂料的流動曲線，在涂料中形成三 維網(wǎng)狀結構從而提高涂料的抗流掛、抗沉降性。增強了鋅粉的潤濕性、 分散性和均勻網(wǎng)狀結構硅酸鋅絡合物涂層的物理屏蔽作用，同時兼具 電化學保護雙重作用，有效提高防腐性能。觸變劑也可選擇氫化蓖麻 油替代。
2. 增稠劑賦予涂料較高粘度，克服了低粘度存在的弊病，提高了成 膜性能和有助于涂料施工快捷、方便。
3. 涂層附著力好，耐高溫400。C，瞬間可耐800。C。
4. 固化后的涂層，具有優(yōu)異的耐老化、抗輻射、耐溶劑的性能，綜 合性能好，具有長效防腐作用。
5. 制備方法簡單，節(jié)省材料，降低成本。
6. 無環(huán)境污染，對施工人員健康無影響。
具體實施例方式
下面舉例說明本發(fā)明，這些實施例僅用于說明本發(fā)明，但不以任 何方式限制本發(fā)明。 實施例1:
1)稱取50g超細鋅粉(《10 ium)和10g納米二氧化珪投入干粉 混合機中攪拌，均勻混合45min，即制備成本發(fā)明的曱組分；2) 稱取8g硅酸鉀，17g水混合后加入六曱基二硅氧烷4g，羥曱基 纖維素鈉lg分散攪拌均勻，即制備成本發(fā)明的乙組分；
3) 把上述制得的曱、乙組分直接混合，攪拌均勻即制備成本發(fā)明 的新型水性富鋅防腐涂料。
實施例2:
1) 稱取53.6g超細鋅粉(《10 ju m)和13.4g納米二氧化硅投入干 粉混合機中攪拌，均勻混合30min，即制備成本發(fā)明的曱組分；
2) 稱取8.2g硅酸鉀，18.53g水混合后加入改性有機膨潤土 4.62g， 羥曱基纖維素鈉1.65g分散攪拌均勻即制備成本發(fā)明的乙組分；
3) 把上述制得的曱、乙組分直接混合，攪拌均勻即制備成本發(fā)明 的新型水性富鋅防腐涂料。
實施例3
1) 稱取56g超細鋅粉(< 10jum)和15g納米二氧化硅投入干粉 混合機中攪拌，均勻混合30min，即制備成本發(fā)明的曱組分；
2) 稱取10g硅酸鉀，20g水混合后加入改性有機膨潤土 7g,海藻 酸鈉2g分散攪拌均勻即制備成本發(fā)明的乙組分；
3) 把上述制得的曱、乙組分直接混合，攪拌均勻即制備成本發(fā)明 的新型水性富鋅防腐涂料。
實施例4
1) 稱取50g超細鋅粉(《10 jam)和15g氫化蓖麻油投入干粉混 合機中攪拌，均勻混合30min，即制備成本發(fā)明的曱組分；
2) 稱取9g硅酸鉀，19g水混合后加入改性有機膨潤土6g，曱基纖 維素2g分散攪拌均勻即制備成本發(fā)明的乙組分；
3) 把上述制得的曱、乙組分直接混合，攪拌均勻即制備成本發(fā)明 的新型水性富鋅防腐涂料。試驗例
將本發(fā)明實施例2制得的水性富鋅防腐涂料刷涂或噴涂在經(jīng)過噴 砂后的鋼梁上其4企測結果如下 涂料顏色 鋅灰
干燥時間 表千^30min (25°C ) GB/T1728-89甲法 實千S24h(25°C ) GB/T1728-89乙法 附著力(劃格法)一級 GB/T9286-1998 耐熱性長時間4吏用400°C 瞬間^800。C GB/T1735-79(89) 耐候性紫外光照射 1500h GB/T9276-1996 耐蝕性中性鹽霧試驗 2000h無紅銹 GB/T1771-9權利要求
1、一種新型水性富鋅防腐涂料，由甲、乙組分組成，其特征在于以該涂料總重量百分比計包含甲組分鋅粉 50-56％觸變劑10-15％乙組分硅酸鉀8-10％水17-20％增稠劑1-2％助劑 4-7％使用時甲、乙組分混合即得水性富鋅防腐涂料。
2、如權利要求1所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于，以 該涂料總重量百分比計，該涂料包含曱組分鋅粉 53.6%觸變劑 13.4 乙組分硅酸鉀 8.2%水 18.53% 增稠劑 1.65% 助劑 4.62%使用時曱、乙組分混合即得水性富鋅防腐涂料。
3、 如權利要求1或2所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于， 所述鋅粉有效鋅含量>95%，細度《10 ju m。
4、 如權利要求1或2所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于， 所述乙組分中硅鉀摩爾比Si02: K20為2 ~ 4。
5、 如權利要求1或2所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于， 所述增稠劑為羥曱基纖維素鈉、海藻酸鈉或曱基纖維素。
6、 如權利要求1或2所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于， 所述助劑為改性有機膨潤土或六甲基二硅氧烷。
7、 如權利要求1或2所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于， 所述觸變劑為納米二氧化硅或氫化蓖麻油。
8、 如權利要求7所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于，所 述觸變劑為納米二氧化硅。
9、 如權利要求1或2所述的新型水性富鋅防腐涂料，其特征在于， 所述曱組分與乙組分的重量比為2 : 1。
10、 一種如權利要求1 ~9中任一項所述的新型水性富鋅防腐涂料 的制備方法，其特征在于，該方法包括1) 按配方比稱取鋅粉和觸變劑投入干粉混合機中攪拌混合，制得曱組分；2) 按配方比稱取硅酸鉀、水投入料缸均勻混合，加入助劑和增稠劑，分散攪拌均勾即制備成乙組分；3) 使用時曱、乙組分混合，得到新型水性富鋅防腐涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型水性富鋅防腐涂料，由甲、乙組分組成，以該涂料總重量百分比計包含甲組分，鋅粉50-56％、觸變劑10-15％；乙組分，硅酸鉀8-10％、水17-20％、增稠劑1-2％、助劑4-7％；使用時甲、乙組分混合即得水性富鋅防腐涂料。本發(fā)明的涂料體系為水基體系，不含有機溶劑，且制備方法簡單，節(jié)省材料，比同類產(chǎn)品成本降低5-10％，無環(huán)境污染，對施工人員無任何影響，固化后的涂層，具有優(yōu)異的耐老化、抗輻射、耐溶劑的性能，綜合性能好，具有長效防腐作用。
文檔編號C09D5/08GK101418150SQ200710182059
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權日2007年10月24日
發(fā)明者謝志敏, 黃鑫泉 申請人:廊坊中科遠迪化工防腐技術有限公司