一种无机杂化脂肪酸醇酸乳液及其制备方法技术领域
本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种无机杂化脂肪酸醇酸乳液及其制备
方法。
背景技术
随着我国钢铁工业的发展，钢结构在建筑工程中的应用日益增多。钢结构具有强
度高、韧性好、制作方便、施工速度快、建筑周期短等一系列优点。但是也存在明显的弱点-
容易腐蚀。据统计，全世界每年因金属腐蚀而造成的经济损失约为7000亿美元，造成的直接
经济损失占国民经济总产值的2-4％，约为地震、水灾、台风等自然灾害总和的6倍，每年因
腐蚀而造成的金属结构、设备及材料的金属损失量大约相当于当年金属总产量的20-40％，
每年因腐蚀而报废的金属达1亿吨以上。我国每年因金属腐蚀造成的损失高达几百亿元人
民币，随着金属用量的增加，其损失量还将不断增大。
钢结构作为建筑业中最重要的结构形式之一，其容易腐蚀的特点给建筑业带来了
极大的损失。随着国家对环保的政策越来越严格，水性涂料越来越受到市场的关注，如果解
决自干型水性涂料的干燥速度却成为了难点之一，尤其是大型钢结构厂，因钢结构体积过
大，占地面积过大，赶货周期短，提升水性大型钢结构用水性防腐涂料的干燥速度尤为重
要。
发明内容
解决的技术问题：本发明的目的是解决现有技术的不足而提供一种无机杂化脂肪
酸醇酸乳液及其制备方法，所得漆膜具有干速超快、光泽高、耐水性好、防腐性能优、耐候性
能优的特点。
技术方案：一种无机杂化脂肪酸醇酸乳液，原料以重量份计包括：脂肪酸20-30份，
苯酐5-10份，顺酐0.5-2份，甘油5-8份，季戊四醇2-3份，纳米二氧化硅液体硅溶胶10-20份，
二甲苯1-2份，助溶剂3-5份，乳化剂1-2份，油污乳化剂0.5-1份，中和剂0.5-1.0份，消泡剂
0.01-0.03份，防霉杀菌剂0.1-0.3份，去离子水25-31份。
进一步地所述无机杂化脂肪酸醇酸乳液的原料还包括：聚甲基丙烯酸铵0.1-0.3
份和/或黄原胶0.01-0.05份。
进一步地，所述助溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇
丁醚、聚乙二醇、二乙二醇二甲基醚或正丁醇中的一种。
进一步地，所述中和剂为N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、氢氧化四甲基铵或
AMP-95中的一种。
进一步地，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧
乙烯醚、脂肪醇聚乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸环
氧乙烷加成物、蓖麻油环氧乙烷加成物、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磺酸盐或烷基
丁二酸酯磺酸盐中的一种。
上述无机杂化脂肪酸醇酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将脂肪酸、苯酐、顺酐、甘油、季戊四醇加入反应釜中，升温至230℃，加入二
甲苯，235-245℃回流3h，得到混合物A；
步骤2，将混合物A降温至105-110℃，加入纳米二氧化硅液体硅溶胶，105℃保温
1h，得到混合物B；
步骤3，将混合物B降温至80-90℃，加入助溶剂、乳化剂、油污乳化剂，乳化30min，
得到混合物C；
步骤4，将混合物C降温至40-50℃，加入中和剂、消泡剂、防霉杀菌剂及去离子水，
搅拌10-15min，调节pH值至8.0-8.5，即得。
进一步地，步骤2中还需要加入聚甲基丙烯酸铵0.1-0.3份。
进一步地，步骤3中还需要加入黄原胶0.01-0.05份。
有益效果：本发明采用纳米二氧化硅液态硅溶胶对脂肪酸醇酸乳液进行杂化改
性，所得漆膜具有干速超快、光泽高、耐水性好、防腐性能优、耐候性能优的特点。
具体实施方式
以下实施例采用的原料为：
脂肪酸(江苏正中生化)
苯酐(江苏长三角精细化工)
顺酐(山东宏信)
甘油(香港三邀永联化工)
季戊四醇(郑州智远化工)
纳米二氧化硅液体硅溶胶(重庆麦图科技)
助溶剂(乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、聚乙二醇、
二乙二醇二甲基醚或正丁醇中的一种)
回流溶剂(二甲苯 中石化)
中和剂(N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水、氢氧化四甲基铵或AMP-95中的一种)
消泡剂(M148 海川化工)
乳化剂(烷基酚聚氧乙烯醚类、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇
聚乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸环氧乙烷加成物、
蓖麻油环氧乙烷加成物、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磺酸盐或烷基丁二酸酯磺酸盐
中的一种)
油污乳化剂(5088 重庆麦图科技)
防霉杀菌剂(640 美国陶氏DOW)
各实施例的物料配比如下(kg)：
制备方法是：
步骤1，将脂肪酸、苯酐、顺酐、甘油、季戊四醇加入反应釜中，升温到230℃开始加
入回流二甲苯，开始回流，采用235-245℃保温3小时，检测其粘度，采用格式管测试到10-
12S(样油：200#＝10：8)；
步骤2，降温到105-110℃时，慢慢加入纳米二氧化硅液体硅溶胶，采用105℃保温
1h；还需要加入聚甲基丙烯酸铵0.1-0.3份
步骤3，将温度降低至80-90℃，投入助溶剂、乳化剂、油污乳化剂，乳化30分钟；
步骤4，将温度降低至40-50℃，投入中和剂、消泡剂、防霉杀菌剂及去离子水，搅拌
10-15分钟，调整pH值到8.0-8.5之间。
在实施例6和8中，步骤2还需要加入聚甲基丙烯酸铵；在实施例7和8中，步骤3中还
需要加入黄原胶。
干板实现
取100克水性树脂乳液，1.5克复合催干剂，搅拌均匀后直接喷板于铁片上，放置25
℃恒温箱中干燥，测试表干和实干，自干48小时后测试综合物性。成品性能及清漆干板性能
结果如下：
从表2数据明显看出，清漆表干最快可达到15min，漆膜表干后2小时测试初期耐滴
水性均无异常，耐水性测试可达到720h，漆膜的清漆最高光泽可达到158％。当加入了油污
乳化剂后，清漆直接涂装于不做前处理的钢材表面(有一定程度的油污)，漆膜的附着力比
未加之前明显要好很多。采用纳米二氧化硅液态硅溶胶进行杂化改性后，对漆膜的干速、耐
盐雾性能均有着非常明显的提升，并随其量的变化而呈正比。从实施例6可以看出，聚甲基
丙烯酸铵的加入，可以提高漆膜的耐冲击性，而在实施例7中，黄原胶可以进一步提高漆膜
的耐盐雾性。