一种水性室温自固化无机富锌涂料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110056809.2

申请日:

2011.03.09

公开号:

CN102146225A

公开日:

2011.08.10

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C09D 1/04申请日:20110309|||公开

IPC分类号:

C09D1/04; C09D7/12; C09D5/10

主分类号:

C09D1/04

申请人:

华南理工大学; 广东嘉宝莉化工集团有限公司

发明人:

瞿金清; 彭刚阳; 王代民

地址:

510641 广东省广州市天河区五山路381号

优先权:

专利代理机构:

广州市华学知识产权代理有限公司 44245

代理人:

李卫东;黄磊

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内容摘要

本发明公开了一种水性室温自固化无机富锌涂料,该涂料是将制备好的基料和粉料以1∶1.5-3.5的质量比混合均匀而制成。其中基料制备包括将模数为2.5-3.7碱金属硅酸盐溶液加入5-10份水,低速搅拌;然后加入粒径为7-20nm固含量为25-32%的硅溶胶滴,滴加1-10份的硅烷偶联剂,以及加入0.5-2份稳定剂,将沉淀滤去,得到透明基料。本发明所述的无机富锌涂料干燥速度极快,早期耐水性好,干燥后20分钟即可耐一定压力的水洗,采用多重防腐机制,耐盐雾腐蚀性能好,可耐400℃高温,同时大大改善了传统的水性无机富锌涂料的施工性,防腐蚀年限可达15年以上。涂料在常温常压下制备,生产成本低,符合环保要求。

权利要求书

1: 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 由基料和粉料组成, 其特征在于 : 所述基料通 过如下方式制备 : (1) 以重量份数计, 将 40-70 份模数为
2: 5-
3: 7、 固含量在 25-30%的碱金属硅酸盐溶液 中倒入带有搅拌装置的容器中, 加入 5-10 份水, 300-500r/min 低速搅拌 10-60min, 使硅酸 盐溶液混合均匀 ; (2) 提高搅拌转速至 1000-1500r/min, 将 20-30 份粒径为 7-20nm 固含量为 25-32%的 硅溶胶滴加入步骤 (1) 所得溶液中, 当溶液由白色变成半透明粘稠溶液时, 加入 5-10 份水, 控制溶液 pH 值为 10-12 ; (3) 向步骤 (2) 所得溶液中滴加 1-10 份的硅烷偶联剂, 在 1000-1500r/min 的搅拌转速 下反应 1.5-3.0h ; 所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、 甲基三乙氧基硅烷、 氨丙基三甲 氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种 ; (4) 向 步 骤 (3) 所 得 溶 液 中 加 入 0.5-2 份 稳 定 剂, 在 1000-1500r/min 转 速 下 搅 拌 30-60min, 然后取 100-300 目滤网将沉淀滤去, 得到透明基料 ; 所述稳定剂为 TEGO-1300 型、 TEGO-1400 型、 TEGO-1500N 型、 628H 型、 629 型和 DM-042 型稳定剂中的一种或多种 ; 以重量份数计, 所述粉料由 60-100 份的球状超微细锌粉、 0-20 份的片状锌粉、 0-20 份 的颜填料和 0-1 份的分散剂混合均匀组成 ; 所述球状超微细锌粉为粒径≥ 500 目的活性锌 粉; 基料与粉料以 1 ∶ 1.5-3.5 的比例混合均匀。 2. 根据权利要求 1 所述的无机富锌涂料, 其特征在于所述碱金属硅酸盐溶液为硅酸 锂、 硅酸钾和硅酸钠的一种或多种。 3. 根据权利要求 1 所述的无机富锌涂料, 其特征在于所述硅溶胶粒径在 7-20nm 之间。
4: 根据权利要求 1 所述的无机富锌涂料, 其特征在于所述颜填料为改性三聚磷酸铝、 磷铁粉、 云母氧化铁中的一种或多种。
5: 根据权利要求 1 所述的无机富锌涂料, 其特征在于聚羧酸盐分散剂为 SPED-800 型和 / 或 GY-D06 型分散剂。

说明书


一种水性室温自固化无机富锌涂料

    【技术领域】
     本发明涉及富锌防腐涂料, 特别是涉及水性室温自固化无机富锌涂料及其制备方法。 背景技术 涂料是一种材料, 这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面, 形成粘附牢 固、 具有一定强度、 连续的固态薄膜, 这样形成的膜通称涂膜, 又称漆膜或涂层, 主要起到装 饰或保护作用。 钢铁长期暴露于空气中表面易生锈, 进而降低钢铁的力学性能, 影响钢铁作 为力学构件的使用寿命, 因此往往需要在钢铁表面涂覆防腐蚀涂料, 使钢铁与空气进行隔 绝, 起到保护作用。 防腐蚀涂料主要包括有机和无机两大类, 其中有机树脂涂料主要包括环 氧树脂、 丙烯酸树脂、 醇酸树脂、 氯醚树脂、 聚氨酯树脂等涂料 ; 无机涂料主要包括硅酸酯和 硅酸盐等涂料。其中硅酸盐涂料具有优异的耐候性、 长效防腐蚀性、 卓越的附着力、 与生俱 来的环保性能 ( 水性体系 ) 以及突出的耐酸碱性能, 成为重防腐蚀涂料的不可或缺的体系, 它的涂膜坚硬耐磨, 抗化学品腐蚀性能优异, 可耐高温达 400℃。它既可用作单一长效保护 涂层, 也可用作高性能涂料体系的底漆 ( 即水性无机富锌涂料 )。被广泛用于船舶钢甲板、 海上钢结构、 储罐、 化学工厂、 桥梁、 电视塔和集装箱等。
     传统硅酸盐生产存在工艺复杂、 造价昂贵的缺点, 且硅酸盐树脂储存不稳定易凝 胶, 这些问题极大的限制了水性无机富锌涂料的推广应用。例如中国高科集团股份有限公 司开发的水性硅酸锂无机富锌涂料, 其以硅酸锂为粘结剂, 具有极佳的阴极保护防腐功效, 其缺点在于硅酸锂价格昂贵且热应变性能不佳 ; 公开号为 CN1254736 的中国发明专利号 公开了一种高模数的硅酸钾无机富锌涂料, 其以低模数的硅酸钾溶液为基料, 在温度高达 70℃下反应制备, 须增加加热装置及温控设备, 使制备成本增加 ; 同时使用单一的锌粉会导 致涂层在气温偏高时大面积脱落。现有的技术使水性无机富锌涂料的推广受阻。
     发明内容
     本发明是为了解决以上技术问题, 而提供的一种工艺简单、 生产成本大大缩减而 储存稳定性提高的水性无机富锌涂料。
     本发明目的通过如下技术方案实现 :
     一种水性室温自固化无机富锌涂料, 由基料和粉料组成, 所述基料通过如下方式 制备 :
     (1) 以重量份数计, 将 40-70 份模数为 2.5-3.7、 固含量在 25-30%的碱金属硅酸盐 溶液中倒入带有搅拌装置的容器中, 加入 5-10 份水, 300-500r/min 低速搅拌 10-60min, 使 硅酸盐溶液混合均匀 ;
     (2) 将 20-30 份粒径为 7-20nm 固含量为 25-32%的硅溶胶滴加入步骤 (1) 所得溶 液中, 提高搅拌转速至 1000-1500r/min, 当溶液由白色变成半透明粘稠溶液时, 加入 5-10 份水, 控制溶液 pH 值为 10-12 ;(3) 向步骤 (2) 所得溶液中滴加 1-10 份的硅烷偶联剂, 在 1000-1500r/min 的搅拌 转速下反应 1.5-3.0h ; 所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、 甲基三乙氧基硅烷、 氨丙基 三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种 ;
     (4) 向步骤 (3) 所得溶液中加入 0.5-2 份稳定剂, 在 1000-1500r/min 转速下搅拌 30-60min, 然后取 100-300 目滤网将沉淀滤去, 得到透明基料 ; 所述稳定剂为 TEGO-1300 型、 TEGO-1400 型、 TEGO-1500N 型、 628H 型、 629 型和 DM-042 型稳定剂中的一种或多种 ;
     以重量份数计, 所述粉料由 60-100 份的球状超微细锌粉、 0-20 份的片状锌粉、 0-20 份的颜填料、 0-1 份的分散剂混合均匀组成 ; 所述球状超微细锌粉为粒径≥ 500 目的活 性锌粉 ;
     基料与粉料以 1 ∶ 1.5-3.5 的比例混合均匀。
     为进一步实现本发明的目的, 所述碱金属硅酸盐溶液为硅酸锂、 硅酸钾和硅酸钠 的一种或多种。
     所述硅溶胶粒径在 7-20nm 之间。
     所述颜填料为改性三聚磷酸铝、 磷铁粉、 云母氧化铁中的一种或多种。
     所述聚羧酸盐分散剂为 SPED-800 型和 / 或 GY-D06 型分散剂。 稳 定 剂 为 水 性 化 的 齐 聚 硅 氧 烷 或 烷 氧 基 化 合 物, 可 以 是 Degussa 公 司 的 TEGO-1300、 Degussa 公司的 TEGO-1400、 Degussa 公司的 TEGO-1500N、 Silok 公司的 628H、 Silok 公司的 629、 德邦化工公司的 DM-042 中的一种或多种。
     无机富锌涂料可以是江苏科创金属材料公司、 优美科富虹锌业有限公司或长沙威 凌锌材料有限公司生产的锌粉。
     分散剂可以是扬州斯培德化工有限公司的 SPED-800、 中化化工科学技术研究总院 的 GY-D06 中的一种。
     本发明提供的水性自固化无机富锌涂料包括基料和粉料两个组分, 基料组分不仅 能与粉料中的锌粉发生交联反应, 形成硅酸锌的网状结构聚合物 ; 同时能与金属基材表面 形成硅酸锌铁络合物, 使基材表面的铁原子也成为涂层无机大分子结构的组成部分, 从而 形成牢固的化学键使涂层与基材之间具有优良的附着力。
     开发高硅碱比 ( 即模数 ) 的基料, 可大大缩短涂膜表干和实干时间。涂膜表干 20 分钟后即可耐一定压力的水洗 ; 实干后富含 Si-O-Si 键的涂膜具有非常好的耐热性, 可长 时间耐 400℃左右的高温, 瞬间耐高温可达到 800℃ ; 基料中添加的硅烷偶联剂在水解后可 以增加涂料在金属基材上的润湿能力, 加强 Si-OH 与金属基材的键合 ; 同时偶联剂的疏水 烷基链段的引入, 提高了水分在涂层上的接触角并直接提高了最终的耐水性 ; 在基料中添 加的稳定剂, 因具有特殊的分子结构, 加大了 SiO2 聚集体表面的空间位阻, 能够有效的防止 基料在储存或受热过程中的进一步缩合而凝胶, 大大延长了基料的储存时间, 同时也可以 进一步提升涂料对基材的附着力。
     粉料组分中的超微细锌粉作为牺牲阳极, 起保护钢铁基材的作用 ; 粉料中的片状 锌粉具有多重防腐机制, 能通过物理阻隔形成 “迷宫式” 有效的防止水汽渗透导致腐蚀的产 生, 改性三聚磷酸铝具有 “双重防锈” 机理, 解聚反应形成三聚磷酸根离子 (P3O105-), 它比磷 3+ 3化处理用的 PO4 离子, 对 Fe 离子以及各种金属离子有更强的螯合力, 在被涂物表面形成 卓越的钝化膜, 对钢铁等金属物体的腐蚀具有极强的抑制作用, 在干膜锌粉含量较低时, 配
     合使用可以达到更佳的防腐效果, 磷铁粉则由于其优异的导电性能, 在部分取代锌粉的同 时, 不影响其阴极保护能力, 相反可以减小漆膜共聚力, 提高涂料的机械性能 ; 聚羧酸盐分 散剂则能确定粉料充分分散于基料中。
     本发明具有如下优点及有益效果 :
     (1) 本发明采用低模数的硅酸盐溶液, 以添加小粒径的硅溶胶在常温下改性提高 模数, 克服了传统的以沉淀二氧化硅较高温度下反应提高模数所带来的生产成本提高的问 题。
     (2) 通过添加稳定剂提高硅酸盐胶体的静电位阻效应提高了基料组分的稳定性。
     (3) 通过硅酸盐溶液间的复配, 极大改善了涂料的最终成膜性能, 显著提高了涂层 的早期耐水性和附着力。
     (4) 添加片状锌粉, 启用屏蔽、 阴极保护以及自愈等多重防腐机制, 改善了涂料的 施工性, 同时大大提高了涂料的防腐蚀性能。 具体实施方式
     为了进一步理解本发明, 下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述, 但是 应当理解, 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点, 而不是对本发明权利要求的 限制。
     实施例 1
     一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料由如下步骤制 备:
     1) 取 18.78kg 的模数为 3.6、 以重量百分比计的固含量在 28%的硅酸钾溶液倒入 带有搅拌装置的容器中, 加入 2.58kg 的水, 开启低速搅拌 400r/min 持续 10 分钟使硅酸钾 溶液混合均匀。
     2) 提高转速至 1500r/min, 称取 5.61kg 的粒径 7nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 2.22kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11。
     4) 缓慢滴加总量为 0.3kg 的甲基三甲氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.51kg 的 Degussa 公司生产的水性聚硅氧烷 TEGO-1300 作为硅酸盐溶液 的稳定剂, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料 组分。
     粉料 : 70kg 的由江苏科创金属材料公司所生产的 600 目超微细锌粉。
     将制得的基料与粉料以 1 ∶ 2.33 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 1 :
     表1
     实施例 2
     一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 12kg 模数为 3.3、 固含量在 25%的硅酸锂溶液倒入倒有搅拌装置的容器中, 加入 2.58kg 的水, 低速搅拌 300r/min, 持续 15 分钟, 使硅酸锂溶液混合均匀。
     2) 提高转速至 1500r/min, 称取 9kg 的粒径 10nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 2.82kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。
     4) 缓慢滴加总量为 3kg 的甲基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使 其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.6kg 的 Degussa 公司生产的水性聚硅氧烷 TEGO-1400, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料 : 取 35.955kg 由优美科富虹锌业有限公司生产的的超微细锌粉 (500 目 )、 9kg 的银灰色片状锌粉、 0.045kg 的聚羧酸盐分散剂 SPED-800, 混合均匀即可。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 1.5 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 2 :
     表2
     实施例 3一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 15kg 模数为 2.8、 固含量在 28%的硅酸钠溶液倒入倒有搅拌装置的容器中, 加入 2.5kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀。
     2) 提高转速至 1200r/min, 称取 7.8kg 的粒径 20nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 3.26kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。
     4) 缓慢滴加 1.2kg 的甲基三甲氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在 溶液中充分水解。
     5) 加入 0.24kg 的烷氧基化合物 Silok-628H, 持续搅拌 30min 后取 200 目滤网将 极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料组分 : 取 36kg 由优美科富虹锌业有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 12kg 银灰色片状锌粉, 11.4kg 的磷铁粉、 0.6kg 的聚羧酸盐分散剂 SPED-800, 混合均匀即可。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 2 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 3 :
     表3
     实施例 4一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 15kg 模数为 3.7、 固含量在 28%的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置的容器中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀, 然后加入 6kg 模数为 2.8、 固含为 23%的硅酸锂溶液, 搅拌 10 分钟混合均匀。
     2) 提高转速至 1500r/min, 称取 6kg 的粒径 20nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 0.55kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在 12, 搅拌 10 分 钟。
     4) 缓慢滴加总量为 0.3kg 的氨丙基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.15kg 由 silok 公司生产的烷氧基化合物 Silok-629, 持续搅拌 30min 后 取 300 目滤网将极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料组分 : 取 94.5kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 8.4kg 银灰色片状锌粉、 1.155kg 云母氧化铁, 0.945kg 聚羧酸盐分散剂 SPED-800, 混合均匀 即可。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 3.5 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 4 :
     表4
     实施例 5
     一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 10.5kg 模数为 3.3、 固含量在 28%的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置的容器 中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀, 依次加入 1.5kg 模数为 2.8、 固含为 22%的硅酸锂溶液和 1.5kg 模数为 2.5、 固含量为 30%的硅酸钠 溶液, 搅拌 10 分钟混合均匀。
     2) 提高转速至 1500r/min, 称取 8.4kg 粒径 20nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 3.25kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。
     4) 依次缓慢滴加 0.9kg 氨丙基三乙氧基硅烷和 1.5kg 的甲基三甲氧基硅烷, 在稳 定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.45kg 稳定剂聚硅氧烷 DM-042, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少 量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料组分 : 取 66.5kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 2.8 磷铁粉 (600 目 )、 0.7kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 2.33 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 5 :
     表5
     实施例 6
     一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 16.5kg 模数为 3.3、 固含量在 28%的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置的容器 中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀。
     2) 提高转速至 1200r/min, 称取 7.5kg 的粒径 15nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 2.29kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。
     4) 依次缓慢滴加总量为 1.5kg 的甲基三甲氧基硅烷和 0.75kg 氨丙基三乙氧基硅 烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.45kg 低分子量聚硅氧烷 628H, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少 量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料 : 取 73.5kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的球状超微细锌粉 (600 目 )、 10.5kg 江 苏 科 创 金 属 材 料 有 限 公 司 生 产 的 银 灰 色 片 状 锌 粉、 20.265kg 三 聚 磷 酸 铝、 0.735kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 3.5 的比例混合均匀即可。 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 6 : 表6
     实施例 7一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 19.5kg 模数为 3.3、 固含量在 28% ( 重量 ) 的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置 的容器中, 加入 1kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 15 分钟使硅酸钾溶液混合均匀。
     2) 提高转速至 1000r/min, 称取 23.1kg 粒径 18nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 0.65kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。
     4) 缓慢滴加总量为 1.65kg 氨丙基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.6kg 聚硅氧烷 TEGO-1300, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少量的 沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料组分 : 取 51kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 3kg 江苏科创金属材料公司生产的银灰色片状锌粉, 5.7kg 的云母粉、 0.3kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀即可。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 2 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 7 :
     表7
     实施例 8
     一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 16.5kg 模数为 2.8、 固含量在 28% ( 重量 ) 的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置 的容器中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀。
     2) 提高转速至 1500r/min, 称取 9kg 的粒径 7nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓慢滴 加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 1.9kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分 钟。
     4) 缓慢滴加总量为 0.3kg 氨丙基甲氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使 其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.3kg 低分子量聚硅氧烷 DM-042, 持续搅拌 30min 取 300 目滤网将极少量 的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料组分 : 取 45kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 15kg 江 苏科创金属材料公司的银灰色片状锌粉、 14.25kg 磷铁粉、 0.75kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀即可。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 2.5 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 8 :
     表8
     实施例 9一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 15kg 模数为 3.3、 固含量在 28% ( 重量 ) 的硅酸钠溶液倒入倒有搅拌装置的 容器中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钠溶液混合均匀。然后 加入 3.45kg 模数为 3.6、 固含为 29%的硅酸钾溶液, 搅拌 10 分钟混合均匀。
     2) 提高转速至 1500r/min, 称取 6.21kg 的粒径 20nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 1.3kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分 钟。
     4) 依次缓慢滴加 0.9kg 的氨丙基三乙氧基硅烷和 0.75kg 的甲基三甲氧基硅烷, 在 稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.39kg 烷氧基化合物 silok-629, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少 量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料组分 : 取 36kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 4.59kg 银灰色片状锌粉、 4.005kg 云母粉、 0.405kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀即可。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 1.5 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 9 :
     表9
     实施例 10一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 :
     1) 取 14.4kg 模数为 3.3、 固含量在 28% ( 重量 ) 的硅酸锂溶液倒入倒有搅拌装置 的容器中, 加入 2.5kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 15 分钟使硅酸锂溶液混合均匀。
     2) 提高转速至 1500r/min, 称取 8.4kg 的粒径 8nm 的固含约为 30%的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。
     3) 边搅拌边加入 3.44kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。
     4) 缓慢滴加总量为 1.05kg 氨丙基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。
     5) 加入 0.21kg 的 silok 公司生产的烷氧基化合物 628H, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。
     粉料组分 : 取 60kg 由长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (800 目 )、 7.5kg 改性三聚磷酸铝、 2.7kg 磷铁粉、 0.3kg 的聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀。
     将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 ∶ 2.5 的比例混合均匀即可。
     混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 10 :
     表 10
     实施例的结果表明, 采用碱金属硅酸盐复配所制得的涂料成膜性能最好, 耐冲击 性能和耐盐雾性能优异 ; 在基料组分相当的情况下, 采用多种粉料制得的涂料比全锌涂料 耐盐雾性能更佳, 同时能适当提高涂料的机械性能 ; 偶联剂的搭配使用可以进一步提高涂 层的附着力。如上所述, 在常温常压下, 制得一种水性自固化无机富锌涂料, 由于其工艺简 单, 成本较低, 适于推广。同时无废水、 废渣产生, 既可以提高施工安全, 又符合国家的环保 要求和节能减排的倡议。
     以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出, 对 于本技术领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以对本发明进行 局部改进和修饰, 这些改进和修饰也应落入本发明权利要求的保护范围内。
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1、(10)申请公布号 CN 102146225 A (43)申请公布日 2011.08.10 CN 102146225 A *CN102146225A* (21)申请号 201110056809.2 (22)申请日 2011.03.09 C09D 1/04(2006.01) C09D 7/12(2006.01) C09D 5/10(2006.01) (71)申请人 华南理工大学 地址 510641 广东省广州市天河区五山路 381 号 申请人 广东嘉宝莉化工集团有限公司 (72)发明人 瞿金清 彭刚阳 王代民 (74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245 代理人 李卫东 黄。

2、磊 (54) 发明名称 一种水性室温自固化无机富锌涂料 (57) 摘要 本发明公开了一种水性室温自固化无机 富锌涂料, 该涂料是将制备好的基料和粉料以 11.5-3.5的质量比混合均匀而制成。 其中基料 制备包括将模数为 2.5-3.7 碱金属硅酸盐溶液加 入 5-10 份水, 低速搅拌 ; 然后加入粒径为 7-20nm 固含量为 25-32的硅溶胶滴, 滴加 1-10 份的硅 烷偶联剂, 以及加入 0.5-2 份稳定剂, 将沉淀滤 去, 得到透明基料。 本发明所述的无机富锌涂料干 燥速度极快, 早期耐水性好, 干燥后 20 分钟即可 耐一定压力的水洗, 采用多重防腐机制, 耐盐雾腐 蚀性能好。

3、, 可耐 400高温, 同时大大改善了传统 的水性无机富锌涂料的施工性, 防腐蚀年限可达 15 年以上。涂料在常温常压下制备, 生产成本低, 符合环保要求。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 13 页 CN 102146227 A1/1 页 2 1. 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 由基料和粉料组成, 其特征在于 : 所述基料通 过如下方式制备 : (1)以重量份数计, 将40-70份模数为2.5-3.7、 固含量在25-30的碱金属硅酸盐溶液 中倒入带有搅拌装置的容器中, 加入 5-10 份水, 300-500r。

4、/min 低速搅拌 10-60min, 使硅酸 盐溶液混合均匀 ; (2) 提高搅拌转速至 1000-1500r/min, 将 20-30 份粒径为 7-20nm 固含量为 25-32的 硅溶胶滴加入步骤(1)所得溶液中, 当溶液由白色变成半透明粘稠溶液时, 加入5-10份水, 控制溶液 pH 值为 10-12 ; (3)向步骤(2)所得溶液中滴加1-10份的硅烷偶联剂, 在1000-1500r/min的搅拌转速 下反应 1.5-3.0h ; 所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、 甲基三乙氧基硅烷、 氨丙基三甲 氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种 ; (4) 向步骤 (3) 所得溶液中加。

5、入 0.5-2 份稳定剂, 在 1000-1500r/min 转速下搅拌 30-60min, 然后取100-300目滤网将沉淀滤去, 得到透明基料 ; 所述稳定剂为TEGO-1300型、 TEGO-1400 型、 TEGO-1500N 型、 628H 型、 629 型和 DM-042 型稳定剂中的一种或多种 ; 以重量份数计, 所述粉料由 60-100 份的球状超微细锌粉、 0-20 份的片状锌粉、 0-20 份 的颜填料和 0-1 份的分散剂混合均匀组成 ; 所述球状超微细锌粉为粒径 500 目的活性锌 粉 ; 基料与粉料以 1 1.5-3.5 的比例混合均匀。 2. 根据权利要求 1 所述。

6、的无机富锌涂料, 其特征在于所述碱金属硅酸盐溶液为硅酸 锂、 硅酸钾和硅酸钠的一种或多种。 3. 根据权利要求 1 所述的无机富锌涂料, 其特征在于所述硅溶胶粒径在 7-20nm 之间。 4. 根据权利要求 1 所述的无机富锌涂料, 其特征在于所述颜填料为改性三聚磷酸铝、 磷铁粉、 云母氧化铁中的一种或多种。 5.根据权利要求1所述的无机富锌涂料, 其特征在于聚羧酸盐分散剂为SPED-800型和 / 或 GY-D06 型分散剂。 权 利 要 求 书 CN 102146225 A CN 102146227 A1/13 页 3 一种水性室温自固化无机富锌涂料 技术领域 0001 本发明涉及富锌防腐。

7、涂料, 特别是涉及水性室温自固化无机富锌涂料及其制备方 法。 背景技术 0002 涂料是一种材料, 这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面, 形成粘附牢 固、 具有一定强度、 连续的固态薄膜, 这样形成的膜通称涂膜, 又称漆膜或涂层, 主要起到装 饰或保护作用。 钢铁长期暴露于空气中表面易生锈, 进而降低钢铁的力学性能, 影响钢铁作 为力学构件的使用寿命, 因此往往需要在钢铁表面涂覆防腐蚀涂料, 使钢铁与空气进行隔 绝, 起到保护作用。 防腐蚀涂料主要包括有机和无机两大类, 其中有机树脂涂料主要包括环 氧树脂、 丙烯酸树脂、 醇酸树脂、 氯醚树脂、 聚氨酯树脂等涂料 ; 无机涂料主要包括硅。

8、酸酯和 硅酸盐等涂料。其中硅酸盐涂料具有优异的耐候性、 长效防腐蚀性、 卓越的附着力、 与生俱 来的环保性能(水性体系)以及突出的耐酸碱性能, 成为重防腐蚀涂料的不可或缺的体系, 它的涂膜坚硬耐磨, 抗化学品腐蚀性能优异, 可耐高温达 400。它既可用作单一长效保护 涂层, 也可用作高性能涂料体系的底漆 ( 即水性无机富锌涂料 )。被广泛用于船舶钢甲板、 海上钢结构、 储罐、 化学工厂、 桥梁、 电视塔和集装箱等。 0003 传统硅酸盐生产存在工艺复杂、 造价昂贵的缺点, 且硅酸盐树脂储存不稳定易凝 胶, 这些问题极大的限制了水性无机富锌涂料的推广应用。例如中国高科集团股份有限公 司开发的水性。

9、硅酸锂无机富锌涂料, 其以硅酸锂为粘结剂, 具有极佳的阴极保护防腐功效, 其缺点在于硅酸锂价格昂贵且热应变性能不佳 ; 公开号为 CN1254736 的中国发明专利号 公开了一种高模数的硅酸钾无机富锌涂料, 其以低模数的硅酸钾溶液为基料, 在温度高达 70下反应制备, 须增加加热装置及温控设备, 使制备成本增加 ; 同时使用单一的锌粉会导 致涂层在气温偏高时大面积脱落。现有的技术使水性无机富锌涂料的推广受阻。 发明内容 0004 本发明是为了解决以上技术问题, 而提供的一种工艺简单、 生产成本大大缩减而 储存稳定性提高的水性无机富锌涂料。 0005 本发明目的通过如下技术方案实现 : 0006。

10、 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 由基料和粉料组成, 所述基料通过如下方式 制备 : 0007 (1)以重量份数计, 将40-70份模数为2.5-3.7、 固含量在25-30的碱金属硅酸盐 溶液中倒入带有搅拌装置的容器中, 加入 5-10 份水, 300-500r/min 低速搅拌 10-60min, 使 硅酸盐溶液混合均匀 ; 0008 (2) 将 20-30 份粒径为 7-20nm 固含量为 25-32的硅溶胶滴加入步骤 (1) 所得溶 液中, 提高搅拌转速至 1000-1500r/min, 当溶液由白色变成半透明粘稠溶液时, 加入 5-10 份水, 控制溶液 pH 值为 10-12 ;。

11、 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A2/13 页 4 0009 (3)向步骤(2)所得溶液中滴加1-10份的硅烷偶联剂, 在1000-1500r/min的搅拌 转速下反应 1.5-3.0h ; 所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、 甲基三乙氧基硅烷、 氨丙基 三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种 ; 0010 (4) 向步骤 (3) 所得溶液中加入 0.5-2 份稳定剂, 在 1000-1500r/min 转速下搅拌 30-60min, 然后取100-300目滤网将沉淀滤去, 得到透明基料 ; 所述稳定剂为TEGO-1300型、 TEGO-1400 。

12、型、 TEGO-1500N 型、 628H 型、 629 型和 DM-042 型稳定剂中的一种或多种 ; 0011 以重量份数计, 所述粉料由 60-100 份的球状超微细锌粉、 0-20 份的片状锌粉、 0-20份的颜填料、 0-1份的分散剂混合均匀组成 ; 所述球状超微细锌粉为粒径500目的活 性锌粉 ; 0012 基料与粉料以 1 1.5-3.5 的比例混合均匀。 0013 为进一步实现本发明的目的, 所述碱金属硅酸盐溶液为硅酸锂、 硅酸钾和硅酸钠 的一种或多种。 0014 所述硅溶胶粒径在 7-20nm 之间。 0015 所述颜填料为改性三聚磷酸铝、 磷铁粉、 云母氧化铁中的一种或多种。

13、。 0016 所述聚羧酸盐分散剂为 SPED-800 型和 / 或 GY-D06 型分散剂。 0017 稳定剂为水性化的齐聚硅氧烷或烷氧基化合物, 可以是 Degussa 公司的 TEGO-1300、 Degussa 公司的 TEGO-1400、 Degussa 公司的 TEGO-1500N、 Silok 公司的 628H、 Silok 公司的 629、 德邦化工公司的 DM-042 中的一种或多种。 0018 无机富锌涂料可以是江苏科创金属材料公司、 优美科富虹锌业有限公司或长沙威 凌锌材料有限公司生产的锌粉。 0019 分散剂可以是扬州斯培德化工有限公司的 SPED-800、 中化化工科学。

14、技术研究总院 的 GY-D06 中的一种。 0020 本发明提供的水性自固化无机富锌涂料包括基料和粉料两个组分, 基料组分不仅 能与粉料中的锌粉发生交联反应, 形成硅酸锌的网状结构聚合物 ; 同时能与金属基材表面 形成硅酸锌铁络合物, 使基材表面的铁原子也成为涂层无机大分子结构的组成部分, 从而 形成牢固的化学键使涂层与基材之间具有优良的附着力。 0021 开发高硅碱比 ( 即模数 ) 的基料, 可大大缩短涂膜表干和实干时间。涂膜表干 20 分钟后即可耐一定压力的水洗 ; 实干后富含 Si-O-Si 键的涂膜具有非常好的耐热性, 可长 时间耐 400左右的高温, 瞬间耐高温可达到 800 ; 。

15、基料中添加的硅烷偶联剂在水解后可 以增加涂料在金属基材上的润湿能力, 加强 Si-OH 与金属基材的键合 ; 同时偶联剂的疏水 烷基链段的引入, 提高了水分在涂层上的接触角并直接提高了最终的耐水性 ; 在基料中添 加的稳定剂, 因具有特殊的分子结构, 加大了 SiO2聚集体表面的空间位阻, 能够有效的防止 基料在储存或受热过程中的进一步缩合而凝胶, 大大延长了基料的储存时间, 同时也可以 进一步提升涂料对基材的附着力。 0022 粉料组分中的超微细锌粉作为牺牲阳极, 起保护钢铁基材的作用 ; 粉料中的片状 锌粉具有多重防腐机制, 能通过物理阻隔形成 “迷宫式” 有效的防止水汽渗透导致腐蚀的产 。

16、生, 改性三聚磷酸铝具有 “双重防锈” 机理, 解聚反应形成三聚磷酸根离子 (P3O105-), 它比磷 化处理用的 PO43-离子, 对 Fe3+离子以及各种金属离子有更强的螯合力, 在被涂物表面形成 卓越的钝化膜, 对钢铁等金属物体的腐蚀具有极强的抑制作用, 在干膜锌粉含量较低时, 配 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A3/13 页 5 合使用可以达到更佳的防腐效果, 磷铁粉则由于其优异的导电性能, 在部分取代锌粉的同 时, 不影响其阴极保护能力, 相反可以减小漆膜共聚力, 提高涂料的机械性能 ; 聚羧酸盐分 散剂则能确定粉料充分分散于基料中。 0023。

17、 本发明具有如下优点及有益效果 : 0024 (1) 本发明采用低模数的硅酸盐溶液, 以添加小粒径的硅溶胶在常温下改性提高 模数, 克服了传统的以沉淀二氧化硅较高温度下反应提高模数所带来的生产成本提高的问 题。 0025 (2) 通过添加稳定剂提高硅酸盐胶体的静电位阻效应提高了基料组分的稳定性。 0026 (3) 通过硅酸盐溶液间的复配, 极大改善了涂料的最终成膜性能, 显著提高了涂层 的早期耐水性和附着力。 0027 (4) 添加片状锌粉, 启用屏蔽、 阴极保护以及自愈等多重防腐机制, 改善了涂料的 施工性, 同时大大提高了涂料的防腐蚀性能。 具体实施方式 0028 为了进一步理解本发明, 。

18、下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述, 但是 应当理解, 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点, 而不是对本发明权利要求的 限制。 0029 实施例 1 0030 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料由如下步骤制 备 : 0031 1) 取 18.78kg 的模数为 3.6、 以重量百分比计的固含量在 28的硅酸钾溶液倒入 带有搅拌装置的容器中, 加入 2.58kg 的水, 开启低速搅拌 400r/min 持续 10 分钟使硅酸钾 溶液混合均匀。 0032 2) 提高转速至 1500r/min, 称取 5.61kg 的粒径 7nm 的固含约为 30的硅。

19、溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0033 3) 边搅拌边加入 2.22kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11。 0034 4) 缓慢滴加总量为 0.3kg 的甲基三甲氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。 0035 5) 加入 0.51kg 的 Degussa 公司生产的水性聚硅氧烷 TEGO-1300 作为硅酸盐溶液 的稳定剂, 持续搅拌30min后取300目滤网将极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料 组分。 0036 粉料 : 70kg 的由江苏科创金属材料公司所生。

20、产的 600 目超微细锌粉。 0037 将制得的基料与粉料以 1 2.33 的比例混合均匀即可。 0038 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 1 : 0039 表 1 0040 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A4/13 页 6 0041 实施例 2 0042 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0043 1) 取 12kg 模数为 3.3、 固含量在 25的硅酸锂溶液倒入倒有搅拌装置的容器中, 加入 2.58kg 的水, 低速搅拌 300r/min, 持续 15 分钟, 使硅酸锂溶液混合均。

21、匀。 0044 2) 提高转速至 1500r/min, 称取 9kg 的粒径 10nm 的固含约为 30的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0045 3) 边搅拌边加入 2.82kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。 0046 4) 缓慢滴加总量为 3kg 的甲基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使 其在溶液中充分水解。 0047 5) 加入 0.6kg 的 Degussa 公司生产的水性聚硅氧烷 TEGO-1400, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少。

22、量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0048 粉料 : 取 35.955kg 由优美科富虹锌业有限公司生产的的超微细锌粉 (500 目 )、 9kg 的银灰色片状锌粉、 0.045kg 的聚羧酸盐分散剂 SPED-800, 混合均匀即可。 0049 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 1.5 的比例混合均匀即可。 0050 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 2 : 0051 表 2 0052 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A5/13 页 7 0053 实施例 3 0054 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和。

23、粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0055 1) 取 15kg 模数为 2.8、 固含量在 28的硅酸钠溶液倒入倒有搅拌装置的容器中, 加入 2.5kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀。 0056 2) 提高转速至 1200r/min, 称取 7.8kg 的粒径 20nm 的固含约为 30的硅溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0057 3) 边搅拌边加入 3.26kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。 0058 4) 缓慢滴加 1.2k。

24、g 的甲基三甲氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在 溶液中充分水解。 0059 5) 加入 0.24kg 的烷氧基化合物 Silok-628H, 持续搅拌 30min 后取 200 目滤网将 极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0060 粉料组分 : 取 36kg 由优美科富虹锌业有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 12kg 银灰色片状锌粉, 11.4kg 的磷铁粉、 0.6kg 的聚羧酸盐分散剂 SPED-800, 混合均匀即可。 0061 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 2 的比例混合均匀即可。 0062 混合后熟化 30min 的涂。

25、料, 测得最终性能如下表 3 : 0063 表 3 0064 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A6/13 页 8 0065 实施例 4 0066 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0067 1) 取 15kg 模数为 3.7、 固含量在 28的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置的容器中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀, 然后加入 6kg 模数为 2.8、 固含为 23的硅酸锂溶液, 搅拌 10 分钟混合均匀。 0068 2) 提高转速至 1500r/min。

26、, 称取 6kg 的粒径 20nm 的固含约为 30的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0069 3) 边搅拌边加入 0.55kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在 12, 搅拌 10 分 钟。 0070 4) 缓慢滴加总量为 0.3kg 的氨丙基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。 0071 5) 加入 0.15kg 由 silok 公司生产的烷氧基化合物 Silok-629, 持续搅拌 30min 后 取 300 目滤网将极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0。

27、072 粉料组分 : 取 94.5kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 8.4kg银灰色片状锌粉、 1.155kg云母氧化铁, 0.945kg聚羧酸盐分散剂SPED-800, 混合均匀 即可。 0073 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 3.5 的比例混合均匀即可。 0074 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 4 : 0075 表 4 0076 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A7/13 页 9 0077 实施例 5 0078 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工。

28、艺如下 : 0079 1) 取 10.5kg 模数为 3.3、 固含量在 28的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置的容器 中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀, 依次加入 1.5kg 模数为 2.8、 固含为 22的硅酸锂溶液和 1.5kg 模数为 2.5、 固含量为 30的硅酸钠 溶液, 搅拌 10 分钟混合均匀。 0080 2) 提高转速至 1500r/min, 称取 8.4kg 粒径 20nm 的固含约为 30的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0081 3) 边搅拌边加。

29、入 3.25kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。 0082 4) 依次缓慢滴加 0.9kg 氨丙基三乙氧基硅烷和 1.5kg 的甲基三甲氧基硅烷, 在稳 定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。 0083 5) 加入 0.45kg 稳定剂聚硅氧烷 DM-042, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少 量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0084 粉料组分 : 取 66.5kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 2.8 磷铁粉 (600 目 )、 0.7kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06,。

30、 混合均匀。 0085 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 2.33 的比例混合均匀即可。 0086 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 5 : 0087 表 5 0088 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A8/13 页 10 0089 实施例 6 0090 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0091 1) 取 16.5kg 模数为 3.3、 固含量在 28的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置的容器 中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混。

31、合均匀。 0092 2) 提高转速至 1200r/min, 称取 7.5kg 的粒径 15nm 的固含约为 30的硅溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0093 3) 边搅拌边加入 2.29kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。 0094 4) 依次缓慢滴加总量为 1.5kg 的甲基三甲氧基硅烷和 0.75kg 氨丙基三乙氧基硅 烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。 0095 5) 加入 0.45kg 低分子量聚硅氧烷 628H, 持续搅拌 30min 后取 3。

32、00 目滤网将极少 量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0096 粉料 : 取 73.5kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的球状超微细锌粉 (600 目 )、 10.5kg 江苏科创金属材料有限公司生产的银灰色片状锌粉、 20.265kg 三聚磷酸铝、 0.735kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀。 0097 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 3.5 的比例混合均匀即可。 0098 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 6 : 0099 表 6 0100 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A9/13 页 11 0。

33、101 实施例 7 0102 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0103 1)取19.5kg模数为3.3、 固含量在28(重量)的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置 的容器中, 加入 1kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 15 分钟使硅酸钾溶液混合均匀。 0104 2)提高转速至1000r/min, 称取23.1kg粒径18nm的固含约为30的硅溶胶, 缓慢 滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0105 3) 边搅拌边加入 0.65kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 1。

34、1, 搅拌 10 分钟。 0106 4)缓慢滴加总量为1.65kg氨丙基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应2.5h, 使其在溶液中充分水解。 0107 5) 加入 0.6kg 聚硅氧烷 TEGO-1300, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少量的 沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0108 粉料组分 : 取 51kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 3kg 江苏科创金属材料公司生产的银灰色片状锌粉, 5.7kg 的云母粉、 0.3kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀即可。 0109 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 2。

35、 的比例混合均匀即可。 0110 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 7 : 0111 表 7 0112 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A10/13 页 12 0113 实施例 8 0114 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0115 1)取16.5kg模数为2.8、 固含量在28(重量)的硅酸钾溶液倒入倒有搅拌装置 的容器中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钾溶液混合均匀。 0116 2)提高转速至1500r/min, 称取9kg的粒径7nm。

36、的固含约为30的硅溶胶, 缓慢滴 加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0117 3) 边搅拌边加入 1.9kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分 钟。 0118 4) 缓慢滴加总量为 0.3kg 氨丙基甲氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使 其在溶液中充分水解。 0119 5) 加入 0.3kg 低分子量聚硅氧烷 DM-042, 持续搅拌 30min 取 300 目滤网将极少量 的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0120 粉料组分 : 取45kg长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉(。

37、600目)、 15kg江 苏科创金属材料公司的银灰色片状锌粉、 14.25kg 磷铁粉、 0.75kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀即可。 0121 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 2.5 的比例混合均匀即可。 0122 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 8 : 0123 表 8 0124 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A11/13 页 13 0125 实施例 9 0126 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0127 1)取15kg模数为3.3、 固含量在28(。

38、重量)的硅酸钠溶液倒入倒有搅拌装置的 容器中, 加入 2kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 10 分钟使硅酸钠溶液混合均匀。然后 加入 3.45kg 模数为 3.6、 固含为 29的硅酸钾溶液, 搅拌 10 分钟混合均匀。 0128 2)提高转速至1500r/min, 称取6.21kg的粒径20nm的固含约为30的硅溶胶, 缓 慢滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0129 3) 边搅拌边加入 1.3kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分 钟。 0130 4)依次缓慢滴加0.9kg的氨丙基三。

39、乙氧基硅烷和0.75kg的甲基三甲氧基硅烷, 在 稳定的涡流下持续反应 2.5h, 使其在溶液中充分水解。 0131 5) 加入 0.39kg 烷氧基化合物 silok-629, 持续搅拌 30min 后取 300 目滤网将极少 量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0132 粉料组分 : 取 36kg 长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (600 目 )、 4.59kg 银灰色片状锌粉、 4.005kg 云母粉、 0.405kg 聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀即可。 0133 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 1.5 的比例混合均匀即可。 0134 混合后熟。

40、化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 9 : 0135 表 9 0136 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A12/13 页 14 0137 实施例 10 0138 一种水性室温自固化无机富锌涂料, 包括基料和粉料 ; 其中, 基料制备工艺如下 : 0139 1)取14.4kg模数为3.3、 固含量在28(重量)的硅酸锂溶液倒入倒有搅拌装置 的容器中, 加入 2.5kg 的水, 开启低速搅拌 500r/min 持续 15 分钟使硅酸锂溶液混合均匀。 0140 2)提高转速至1500r/min, 称取8.4kg的粒径8nm的固含约为30的硅溶胶, 缓慢 。

41、滴加入容器中, 保持稳定的涡流约 30min, 此时溶液由白色变成半透明粘稠溶液。 0141 3) 边搅拌边加入 3.44kg 的水, 使得到的溶液粘度适中, 此时 pH 在约 11, 搅拌 10 分钟。 0142 4)缓慢滴加总量为1.05kg氨丙基三乙氧基硅烷, 在稳定的涡流下持续反应2.5h, 使其在溶液中充分水解。 0143 5)加入0.21kg的silok公司生产的烷氧基化合物628H, 持续搅拌30min后取300 目滤网将极少量的沉淀滤去, 即得到透明度较高的基料组分。 0144 粉料组分 : 取 60kg 由长沙威凌锌材料有限公司生产的超微细锌粉 (800 目 )、 7.5kg。

42、 改性三聚磷酸铝、 2.7kg 磷铁粉、 0.3kg 的聚羧酸盐分散剂 GY-D06, 混合均匀。 0145 将经过上述步骤制得的基料组分与粉料组分以 1 2.5 的比例混合均匀即可。 0146 混合后熟化 30min 的涂料, 测得最终性能如下表 10 : 0147 表 10 0148 说 明 书 CN 102146225 A CN 102146227 A13/13 页 15 0149 实施例的结果表明, 采用碱金属硅酸盐复配所制得的涂料成膜性能最好, 耐冲击 性能和耐盐雾性能优异 ; 在基料组分相当的情况下, 采用多种粉料制得的涂料比全锌涂料 耐盐雾性能更佳, 同时能适当提高涂料的机械性能 ; 偶联剂的搭配使用可以进一步提高涂 层的附着力。如上所述, 在常温常压下, 制得一种水性自固化无机富锌涂料, 由于其工艺简 单, 成本较低, 适于推广。同时无废水、 废渣产生, 既可以提高施工安全, 又符合国家的环保 要求和节能减排的倡议。 0150 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出, 对 于本技术领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以对本发明进行 局部改进和修饰, 这些改进和修饰也应落入本发明权利要求的保护范围内。 说 明 书 CN 102146225 A 。

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