一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料及其制備方法。由下述原料按質量份數制備而成：液態硅酸鉀80～120份，鋅粉1～15份，濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液3～20份，羥基倍半硅氧烷5～20份，水10～500份。先按比例稱取組分鋅粉、濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液、羥基倍半硅氧烷，放入球磨罐中以250～350rpm的轉速球磨1～2h，制得組分乙待用；按比例稱取硅酸鉀作為組分甲，后將待用的組分乙邊攪拌邊加入到組分甲的硅酸鉀中并使二者充分混合制得混合物；將所得混合物加水，在攪拌機中以250～350rpm的轉速攪拌5～20分鐘后，經200目篩網過濾即得涂料。本發明具有無毒、腐蝕，環保的有益效果。
【專利說明】一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種硅酸鉀涂料及其制備方法，尤其是涉一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料及其制備方法。屬于涂料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著電力容量的增大和電壓等級的升高，電網的大規模互聯已成為我國電力系統發展的必然趨勢。大電網能更合理地利用資源節約投資，提高電能質量和供電可靠性同時，電網也是一個巨大的腐蝕破壞的承載體，電網中的塔、支架和變壓器等輸變電設備大多采用鋼鐵等金屬構件，金屬構件長期處于戶外經受強電場破壞作用、四季和晝夜的溫差變化以及風、雨、日曬等的侵襲，部分地區還要面臨海洋環境、工業污染環境和大氣腐蝕等嚴酷環境，因而腐蝕問題相當嚴重。不僅電力系統企業需投入大量的人力和財力進行常年性的防腐蝕工作，而且還有潛在的安全隱患。調查結果表明:因涂層破損或未加涂層而裸露在大氣環境中的鋼構件，其表面會產生氧化腐蝕，其速率可達lmm-2mm/年，經4_5年，鋼結構將完全報廢，若不及時采取措施，必將造成巨大的損失。因此，解決電力系統設備的腐蝕問題，從而避免電力系統的大停電等事故的發生，已成為電力系統安全運行迫切需要解決的問題。
[0003]為保證電場環境中金屬構件能夠保持幾十年以上的使用壽命，一般每隔2-5年就要對這些電力金屬結構的表面進行涂裝涂料處理，但現在使用的主要是醇酸漆、環氧漆等涂料，以及冷涂鋅技術，但這二種手段都存在如下缺點:耐久性差(通常只有2-3年壽命)、防腐能力有限(易發生膜下腐蝕和鼓泡脫落等失效行為)、污染環境(涂料因有機溶劑揮發而污染環境和損害施工人員的身體健康)等嚴重缺陷。亟待研制一系列成本低廉、環保，能適合于強電場環境的防腐涂料技術，不僅每年為電力系統節省上千萬元的維護費用，還能夠有效解決金屬構件腐蝕問題，保障電力設備的安全長期運行，是非常必要的。
【發明內容】
[0004]本發明為了克服現有技術存在的上述問題，提供一種以硅酸鉀為基體的復合材料作為耐強電場腐蝕的涂料，達到提高電場環境中鋼鐵構件材料的耐腐蝕性能，且無毒、無污染，制備工藝簡單，成本低廉的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料及其制備方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，是由下述原料按質量份數制備而成:液態硅酸鉀80?120份，鋅粉I?15份，濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液3?20份，羥基倍半硅氧烷5?20份，水10?500份。
[0006]所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，是由下述原料按重量份數制備而成:液態硅酸鉀90?110份，鋅粉5?10份，濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液5?15份，羥基倍半硅氧烷10?15份，蒸餾水50?400份。
[0007]所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，是由下述原料按質量份數制備而成:液態硅酸鉀100份，鋅粉8份，濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液10份，羥基倍半硅氧烷12份，蒸餾水200份。
[0008]所述液態硅酸鉀的模數為3.0?4.0。
[0009]所述鋅粉的粒徑為10?50微米。
[0010]所述濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液的pH值為5.0?7.5。
[0011]所述的羥基倍半硅氧烷為4羥基倍半硅氧烷。
[0012]制備一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料的工藝方法，包括以下步驟:
(a)、首先按比例稱取組分鋅粉、濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液、羥基倍半硅氧烷，放入球磨罐中以250?350rpm的轉速球磨I?2h,制得組分乙待用；
(b)、按比例稱取硅酸鉀作為組分甲，然后將上述待用的組分乙邊攪拌邊加入到組分甲的硅酸鉀中并使二者充分混合制得混合物；
(C)、將步驟(b)所得混合物加水，并在攪拌機中以250?350rpm的轉速攪拌5?20分鐘后，經200目篩網過濾即得到涂料。
[0013]所述的步驟(C)的水與混合物的比例為1:3?10。
[0014]本發明涂層涂裝的方法:將本發明涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的鋼鐵材料零部件表面，表干5?1min在室溫下固化4?24h后即獲得所述涂層。
[0015]本發明制得的涂料具有下列優點效果:
本發明由于采用鋅粉一方面促進了硅酸鉀的固化，另一方面增強了涂層的耐腐蝕性能，采用三聚磷酸鋁是一種良好的防銹顏料，與金屬離子可形成復雜的化合物，對金屬有鈍化作用，可提進一步高涂層的耐腐蝕性能和耐水性能。而采用羥基倍半硅氧烷具有優異的化學穩定性，且倍半硅氧烷上的羥基可以與硅酸鉀反應，賦予了涂層良好的耐強電場破壞性能。本發明涂料主要用于電場腐蝕環境中的鋼鐵構件材料防護，它同時具有耐強電場、防腐蝕、耐水的特點。具有良好的抗熱震性能，不含有機溶劑，無毒、無污染，且成本低廉、環保，不僅每年為電力系統節省上千萬元的維護費用，還能夠有效解決金屬構件腐蝕問題，保障電力設備的安全長期運行，具有較好的經濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
稱取8 g粒徑為50微米的鋅粉、1g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、12g4羥基倍半硅氧烷，放入球磨罐中以350rpm的轉速球磨1.2h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到10g模數為3.5作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與組分甲充分混合制得混合物，加入200g蒸懼水,蒸懼水與混合物的比例為1:6在攪拌機中以300rpm的轉速攪拌10分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0017]本發明涂層涂裝的方法，采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干Smin在室溫下固化12 h即獲得涂層。
[0018]實施例2
稱取I g粒徑為25微米的鋅粉、3g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、5g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以300rpm的轉速球磨Ih制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到120g模數為3.0作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與組分甲充分混合制得混合物，加入1g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:3在攪拌機中以250rpm的轉速攪拌15分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0019]本發明涂層涂裝的方法，采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干5min在室溫下固化4h即獲得涂層。
[0020]實施例3
稱取15 g粒徑為25微米的鋅粉、20g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、20g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以350rpm的轉速球磨2h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到80g模數為4.0作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與組分甲充分混合制得混合物，加入500g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:4在攪拌機中以350rpm的轉速攪拌20分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0021]本發明涂層涂裝的方法，采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干1min在室溫下固化20h即獲得涂層。
[0022]實施例4
稱取5 g粒徑為10微米的鋅粉、5g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、10g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以250rpm的轉速球磨1.5h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到90g模數為3.5作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與組分甲充分混合制得混合物，加入50g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:3在攪拌機中以250rpm的轉速攪拌15分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0023]本發明涂層涂裝的方法，采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干5min在室溫下固化24h即獲得涂層。
[0024]實施例5
稱取10 g粒徑為30微米的鋅粉、15g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、15g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以300rpm的轉速球磨Ih制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到IlOg模數為3.0作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與組分甲充分混合制得混合物，加入400g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:10在攪拌機中以300rpm的轉速攪拌18分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0025]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干7min在室溫下固化8h即獲得涂層。
[0026]實施例6
稱取5g粒徑為30微米的鋅粉、5g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、10g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以300rpm的轉速球磨Ih制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到10g模數為3.0作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與硅酸鉀充分混合制得混合物，加入200g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:7在攪拌機中以250rpm的轉速攪拌5分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0027]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干6min，在室溫下固化4h即獲得涂層。
[0028]實施例7
稱取8g粒徑為50微米的鋅粉、1g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、12g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以350rpm的轉速球磨1.2h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到95g模數為3.5作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙粉體與硅酸鉀充分混合，加入10g蒸餾水，蒸懼水與混合物的比例為1:5在攪拌機中以300rpm的轉速攪拌9分鐘后,經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0029]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干6min，在室溫下固化12h即獲得涂層。
[0030]實施例8
稱取1g粒徑為10微米的鋅粉、15g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、15g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以250rpm的轉速球磨Ih制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到105g模數為3.3作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙粉體與硅酸鉀充分混合，加入300g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:8在攪拌機中以350rpm的轉速攪拌5分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0031]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干lOmin，在室溫下固化24 h即獲得涂層。
[0032]實施例9
稱取5g粒徑為30微米的鋅粉、1g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、12g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以340rpm的轉速球磨Ih制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到10g模數為3.1作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙粉體與硅酸鉀充分混合，加入50g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:3在攪拌機中以250rpm的轉速攪拌10分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0033]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干9min，在室溫下固化14h即獲得涂層。
[0034]實施例10
稱取7g粒徑為20微米的鋅粉、1g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、12g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以300rpm的轉速球磨1.5h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到IlOg模數為3.2作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙粉體與硅酸鉀充分混合，加入150g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:5在攪拌機中以350rpm的轉速攪拌5分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0035]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干lOmin，在室溫下固化12h即獲得涂層。
[0036]實施例11
稱取8g粒徑為30微米的鋅粉、15g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、15g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以300rpm的轉速球磨2h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到85g模數為3.8作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與硅酸鉀充分混合，加入200g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:8在攪拌機中以350rpm的轉速攪拌5分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0037]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干5min，在室溫下固化1h即獲得涂層。
[0038]實施例12
稱取8g粒徑為20微米的鋅粉、8g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、8g4羥基倍半硅氧烷，放入球磨罐中以350rpm的轉速球磨Ih制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到10g模數為3.5作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙粉體與硅酸鉀充分混合，加入350g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:8在攪拌機中以350rpm的轉速攪拌6分鐘后，經200，目篩網過濾后獲得涂料。
[0039]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干8min，在室溫下固化6h即獲得涂層。
[0040]實施例13
稱取15g粒徑為35微米的鋅粉、12g濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、10g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以200rpm的轉速球磨1.8h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到90g模數為3.7作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙與硅酸鉀充分混合，加入450g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:8在攪拌機中以300rpm的轉速攪拌5分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0041]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干lOmin，在室溫下固化22h即獲得涂層。
[0042]實施例14
稱取12g粒徑為35微米的鋅粉、Ilg濃縮10%三聚磷酸鋁的水溶液、15g4羥基倍半硅氧燒，放入球磨罐中以200rpm的轉速球磨2h制得組分乙。將組分乙邊攪拌邊加入到10g模數為4.0作為組分甲的硅酸鉀中，使組分乙粉體與硅酸鉀充分混合，加入380g蒸餾水，蒸餾水與混合物的比例為1:5在攪拌機中以200rpm的轉速攪拌6分鐘后，經200目篩網過濾后獲得涂料。
[0043]本發明涂層涂裝的方法:采用噴涂或刷涂的方式將涂料噴涂或刷涂到經過噴砂處理的碳鋼、鑄鐵或不銹鋼零部件表面，表干8min，在室溫下固化16h即獲得涂層。
[0044]實施例結果表明，通過本發明工藝得到的防腐涂層技術具有良好的耐腐蝕和耐強電場破壞性能，易于控制，適合工業化生產，具有無毒、無污染的特性，有利于環境保護。
【權利要求】
1.一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，其特征在于是由下述原料按質量份數制備而成:液態硅酸鉀80?120份，鋅粉1?15份，濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液3?20份，羥基倍半硅氧烷5?20份，水10?500份。
2.根據權利要求1所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，其特征在于是由下述原料按重量份數制備而成:液態硅酸鉀90?110份，鋅粉5?10份，濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液5?15份，羥基倍半硅氧烷10?15份，蒸餾水50?400份。
3.根據權利要求1所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，其特征在于是由下述原料按質量份數制備而成:液態硅酸鉀100份，鋅粉8份，濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液10份，羥基倍半硅氧烷12份，蒸餾水200份。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，其特征在于:所述液態硅酸鉀的模數為3.0?4.0。
5.根據權利要求1、2或3所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，其特征在于:所述鋅粉的粒徑為10?50微米。
6.根據權利要求1、2或3所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，其特征在于:所述濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液的pH值為5.0?7.5。
7.根據權利要求1、2或3所述的一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料，其特征在于:所述的羥基倍半硅氧烷為4羥基倍半硅氧烷。
8.制備一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料的工藝方法，其特征在于包括以下步驟: (a)、首先按比例稱取組分鋅粉、濃度10%三聚磷酸鋁的水溶液、羥基倍半硅氧烷，放入球磨罐中以250?350rpm的轉速球磨1?2h,制得組分乙待用； (b)、按比例稱取硅酸鉀作為組分甲，然后將上述待用的組分乙邊攪拌邊加入到組分甲的硅酸鉀中并使二者充分混合制得混合物； (c)、將步驟(b)所得混合物加水，并在攪拌機中以250?350rpm的轉速攪拌5?20分鐘后，經200目篩網過濾即得到涂料。
9.根據權利要求8所述的制備一種添加羥基倍半硅氧烷的硅酸鉀涂料的工藝方法，其特征在于:所述的步驟(c)的水與混合物的比例為1:3?10。
【文檔編號】C09D5/10GK104263022SQ201410568878
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】苗永新, 李希元, 馮曉明, 滕雋, 賈明磊, 雷志鵬, 鄭薇, 武健, 劉漢維, 張德福, 吳細毛 申請人:國網遼寧省電力有限公司營口供電公司, 國家電網公司