水性無機富鋅防腐涂料及高模數硅酸鉀溶液的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種水性無機富鋅防腐涂料，包括鋅粉和高模數硅酸鉀溶液，所述高模數硅酸鉀溶液的模數為5.3～6.5。本發明還公開了一種高模數硅酸鉀溶液的制備方法，包括以下步驟：首先將氧化鉀加入到硅溶膠溶液中；再加入占氧化鉀和硅溶膠溶液總質量的1%的有機硅改性樹脂；在50～60℃下攪拌0.5～2個小時，即得高模數硅酸鉀溶液。本發明以氧化鉀、硅溶膠溶液和有機硅改性樹脂為原料生產高模數硅酸鉀溶液，其模數高于傳統其它方法所得硅酸鉀溶液，高達5.3～6.5，所以以該高模數硅酸鉀溶液為粘結劑制得的水性無機富鋅防腐涂料的防腐性能非常優異，其附著力極強；同時，原材料豐富，價格適中，易于推廣普及。
【專利說明】水性無機富鋅防腐涂料及高模數硅酸鉀溶液的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于金屬的水性無機富鋅防腐涂料，尤其涉及一種由高模數硅酸鉀溶液和鋅粉組合而成、用于金屬基材表面、非溶劑型的高防腐性能的水性無機富鋅防腐涂料及該涂料中的高模數硅酸鉀溶液的制備方法。
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【背景技術】
[0003]在眾多的金屬防腐蝕方法中，涂裝防腐蝕涂料是最為常用和方便有效的方法，它不僅能使被保護金屬體系免遭腐蝕侵害，同時給被保護體系以裝飾效果。防腐蝕涂料具有品種多、施工方便、應用廣泛、不受被保護基材大小形狀影響等優點。然而，傳統的防腐蝕涂料產品中有大量的有機溶劑，這些揮發性有機物在施工之后揮發至大氣中，造成大氣污染，嚴重影響環境安全和人類健康。隨著現代工業迅速發展和人們生活水平的不斷提高，環境保護問題逐漸成為人們關注的焦點，世界各國政府也相繼出臺了限制VOC(揮發性有機化合物volatile organic compounds的英文縮寫)排放的標準和法案。因此,傳統的溶劑型防腐蝕涂料越來越不受人們的歡迎。防腐蝕涂料工業必須朝著“環境友好”的方向發展。開發無公害或少公害而有同樣具有優良防腐蝕性能的涂料產品成為人們的急切需求。
[0004]水性無機富鋅涂料是以堿金屬硅酸鹽的水溶液為粘結劑，以金屬鋅粉為防銹顏料的重防腐蝕涂料。水性無機富鋅涂料完全擺脫了傳統的溶劑型防腐蝕涂料的束縛，它以水為稀釋劑，VOC排放為零，同時還具有施工方便、防腐蝕性優異、附著力強和良好的耐候性、耐磨性、耐熱性、耐溶劑性、耐輻射等優點，所以被廣泛應用，成為建筑鋼結構、船舶、各類儲罐、橋梁鋼結構、耐高溫材料的主要底漆。有報道表明水性無機富鋅涂料是目前防腐蝕期限最長的防腐蝕涂料。
[0005]中國在20世紀80年代有水性無機富鋅涂料面市，其采用硅酸鋰溶液作粘結劑，但由于采用硅酸鋰溶液作粘結劑，其價格高昂，令生產商和用戶難以接受，其推廣使用在很大程度上受到了限制。所以，目前尚沒有能大量推廣的水性無機富鋅涂料用于金屬基材表面防腐。
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【發明內容】
[0007]本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種原材料豐富、價格適中、易于使用的高防腐性能的水性無機富鋅防腐涂料及該涂料中的高模數硅酸鉀溶液的制備方法。
[0008]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
一種水性無機富鋅防腐涂料，包括鋅粉和高模數硅酸鉀溶液，所述高模數硅酸鉀溶液的模數為5.3~6.5。硅酸鉀溶液的模數即為硅酸鉀溶液中的SiO2與K2O的摩爾比，該值越高，防腐涂料的防腐性能越好、附著力越強。
[0009]優選地，所述高模數硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質量比為1: (2.5~3.5)，所述高模數硅酸鉀溶液的濃度為25%~32%。
[0010]更優選地，所述高模數硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質量比為1: 3，所述高模數硅酸鉀溶液的濃度為30%。
[0011]一種高模數硅酸鉀溶液的制備方法，包括以下步驟:
(O首先將氧化鉀加入到硅溶膠溶液中；
(2)再加入占氧化鉀和硅溶膠溶液總質量的1%的有機硅改性樹脂；
(3)在50~60°C下攪拌0.5~2個小時，即得高模數硅酸鉀溶液。
[0012]上述方法的化學反應式如下:
K2O + n SiO2 — K2 0.n SiO2 (η 為:5.3 ~6.5)
優選地，所述步驟(2)中的有機硅改性樹脂為有機硅、有機硅-丙烯酸樹脂、有機聚硅氧烷和有機硅改性聚氨酯中的一種或幾種。
[0013]本發明的有益效果在于:
本發明以氧化鉀、硅溶膠溶液和有機硅改性樹脂為原料生產高模數硅酸鉀溶液，其模數高于傳統其它方法所得硅酸鉀溶液，高達5.3~6.5，所以以該高模數硅酸鉀溶液為粘結劑制得的水性無機富鋅防腐 涂料的防腐性能非常優異，其附著力極強；同時，氧化鉀溶液、硅溶膠溶液和有機硅改性樹脂這些原材料豐富，價格適中，易于使用，所以本發明所述水性無機富鋅防腐涂料便于推廣普及。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本發明作進一步說明:
實施例1:
首先，按以下步驟制備高模數硅酸鉀溶液:
(1)將8.9克氧化鉀加入到100克硅溶膠溶液中；
(2)再加入占氧化鉀和硅溶膠溶液總質量的1%的有機硅、有機硅-丙烯酸樹脂、機聚硅氧烷和有機硅改性聚氨酯；
(3)在50~60°C下攪拌0.5個小時，即得模數為5.3的高模數硅酸鉀溶液。
[0015]然后，將I質量份的濃度為25% (如果得到的高模數硅酸鉀溶液濃度不對，則加水稀釋至該濃度，一般情況實際濃度不會低于該濃度)的高模數硅酸鉀溶液和2.5質量份的鋅粉混合均勻，即得水性無機富鋅防腐涂料。經試驗，該防腐涂料在可耐鹽霧實驗中可超過10000小時(中國國家標準為1000小時)。
[0016]實施例2:
首先，按以下步驟制備高模數硅酸鉀溶液:
(1)將8.1克氧化鉀加入到100克硅溶膠溶液中；
(2)再加入占氧化鉀和硅溶膠溶液總質量的1%的有機硅-丙烯酸樹脂；
(3)在50~60°C下攪拌I個小時，即得模數為5.8的高模數硅酸鉀溶液。
[0017]然后，將I質量份的濃度為30% (如果得到的高模數硅酸鉀溶液濃度不對，則加水稀釋至該濃度，一般情況實際濃度不會低于該濃度)的高模數硅酸鉀溶液和3質量份的鋅粉混合均勻，即得水性無機富鋅防腐涂料。經試驗，該防腐涂料在可耐鹽霧實驗中可超過10000小時(中國國家標準為1000小時)。[0018]實施例3:
首先，按以下步驟制備高模數硅酸鉀溶液:
(1)將7.2克氧化鉀加入到100克硅溶膠溶液中；
(2)再加入占氫氧化鉀溶液和娃溶膠溶液總質量的1%的有機娃-丙烯酸樹脂、有機聚硅氧烷和有機硅改性聚氨酯；
(3)在50~60°C下攪拌2個小時，即得模數為6.5的高模數硅酸鉀溶液。
[0019]然后，將I質量份的濃度為32% (如果得到的高模數硅酸鉀溶液濃度不對，則加水稀釋至該濃度，一般情況實際濃度不會低于該濃度)的高模數硅酸鉀溶液和3.5質量份的鋅粉混合均勻，即得水性無機富鋅防腐涂料。經試驗，該防腐涂料在可耐鹽霧實驗中可超過10000小時(中國國家標準為1000小時)。
[0020]上述實施例只是本發明的較佳實施例，并不是對本發明技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發明專利的權利保護范圍 內。
【權利要求】
1.一種水性無機富鋅防腐涂料，包括鋅粉，其特征在于:還包括高模數硅酸鉀溶液，所述高模數硅酸鉀溶液的模數為5.3~6.5。
2.根據權利要求1所述水性無機富鋅防腐涂料，其特征在于:所述高模數硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質量比為1: (2.5~3.5)，所述高模數硅酸鉀溶液的濃度為25%~32%。
3.根據權利要求2所述水性無機富鋅防腐涂料，其特征在于:所述高模數硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質量比為1: 3，所述高模數硅酸鉀溶液的濃度為30%。
4.一種高模數硅酸鉀溶液的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 首先將氧化鉀加入到硅溶膠溶液中； 再加入占氧化鉀和硅溶膠溶液總質量的1%的有機硅改性樹脂； 在50~60 °C下攪拌0.5~2個小時，即得高模數硅酸鉀溶液。
5.根據權利要求4所述的高模數硅酸鉀溶液的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的有機硅改性 樹脂為有機硅、有機硅-丙烯酸樹脂、有機聚硅氧烷和有機硅改性聚氨酯中的一種或幾種。
【文檔編號】C09D1/04GK104004393SQ201410098388
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】王秀玲, 張宇, 任鑫 申請人:重慶艾普化工有限公司