本發(fā)明涉及化學領域中一種水性無機硅樹脂鐵紅防銹漆的制造以及在鋼鐵和多種金屬材質表面防腐蝕中的應用。
背景技術：
橋梁、船舶、管道等鋼鐵建材的防銹漆按防銹機理主要分為物理覆蓋性和電化學性防腐蝕兩大類。前者靠成膜劑和其中加的入無機填料、顏料等，如鐵紅、云母、石墨等形成致密的漆膜，以阻止環(huán)境中腐蝕性物質的侵入；后者化學抑銹作用，加入鐵紅中的亞鐵組分、鋁粉、鋅粉等能與侵入的水、空氣、二氧化碳等發(fā)生化學作用，保護基體金屬不被腐蝕。常用的商品鋼鐵防銹漆有鐵紅防銹漆和富鋅防銹漆。這些防銹漆制造的關鍵技術是把含有各種防銹劑的成膜膠黏劑涂敷在金屬材料表面形成高強度的保護涂膜。常見商品涂料主流的成膜劑多為有機高個子聚合物，如聚丙烯酸酯類、環(huán)氧樹脂類、酚醛樹脂類、聚氨酯類等。這些有機聚合物成膜劑的優(yōu)點是對金屬表面有足夠的粘結強度，新舊材料施工方便，有一定的防銹效果。但是它們的突出缺點是耐侯性、耐高溫性差，易老化龜裂和脫落，特別是涂料的制造和使用過程中對環(huán)境的污染。為克服商品這些防銹涂料中的各種缺點，本發(fā)明提供一種無機水性硅樹脂成膜劑，可與鋼鐵基材以化學鍵合牢固結合，加上鐵紅、鋁粉、鋅粉等多種復合防銹劑，在金屬材質表面形成一層致密的護膜，發(fā)揮物理和化學雙重防護作用，具有耐氣候、耐水浸、耐高溫，耐腐蝕壽命長，又具有無臭、無味、無毒、不燃、不爆環(huán)保安全等等突出優(yōu)點。
本發(fā)明詳細內(nèi)容
1.無機硅樹脂成膜劑的合成
由無機硅酸鹽合成涂料的粘合劑國外外多年前已有文獻報道，但一致未成為市場主流產(chǎn)品，其主要原因是以天然礦物為原料的水玻璃，是一種組成結構不確定的產(chǎn)物，由此合成的硅樹脂合成工藝條件苛刻，國內(nèi)同類產(chǎn)品的穩(wěn)定性和質量重現(xiàn)性差，少見成功應用的實例。本發(fā)明的目的是提供一類質量可控、性能穩(wěn)定的水溶性硅樹脂化合物成膜劑以及用于制造成防水、耐氣候的水性無機鐵紅防銹漆。制備方法描述如下。
合成主要原料之一選用價廉易得的硅酸鈉水溶液(固含量35～40％，模數(shù)2.5～4.5)；與一種無機酸的水溶液作縮聚反應催化劑反應，即生成硅樹脂化合物，作為本涂料的基體成 膜粘合劑。調控縮聚反應速度的催化劑為無機酸，如磷酸、硫酸、碳酸等?？s聚催化劑的種類、用量是控制反應縮聚度、分子尺寸和產(chǎn)物性能的關鍵因素；引發(fā)劑量太低時生成產(chǎn)物分子量太小，做成涂料的防水性差；縮聚催化劑用量太多，易誘發(fā)硅酸樹脂快速縮聚反應生成水不溶硅凝膠物，導致反應失敗。
2.水性鐵紅防銹漆制造
以此合成硅樹脂作為成膜膠黏劑，與鋼鐵表面鍵合；添加一定量的無機防銹劑，如氧化鐵紅、鋁粉(銀粉)、鋅粉、云母粉、片狀玻璃粉等，制成無味、無毒、耐氣候老化，又具有防酸堿、防火、阻燃的鋼鐵防銹漆。經(jīng)國家權威質量檢測中心測試結果表明：耐水擦洗5000次，氣候老化1000h不裂解、不脫落；耐高溫800℃不燃燒不分解，不龜裂。
3.水性無機鐵紅防銹漆主要性能指標與有機鐵紅防銹漆性能比較：
3.具體實施方式
實施例1無機硅樹脂膠黏劑的合成
100份工業(yè)水玻璃(模數(shù)2.5～3.5，密度1.35～1.40，濃度35％～45％水溶液，加入30～50份水)，在強力攪拌下緩慢加入50份(濃度3％～10％)磷酸做縮聚催化劑，使硅酸鹽即發(fā)生縮聚反應，生成無機硅樹脂膠黏劑，外觀為無色透明或微有乳白色的粘稠液體，含固量：15～20％，PH：11.0～12.5；模數(shù)7～9。在零下15℃到50℃密封儲藏，3年不變質。
實施例2無機水性鐵紅防銹漆的合成
采用本發(fā)明合成的無機硅樹脂成膜劑100份，在強力攪拌下加入20～30份600～800目氧化鐵紅，鋁粉2～10份，鋅粉2～10份，即成無機水性鐵紅防銹漆，刷、滾、噴涂在清潔的鋼鐵器材表面，表干30-60分鐘，連續(xù)涂刷2～3次，成膜厚度30～50μm，實干8小時后即成；如需要或在上面噴涂一層硅樹脂面漆、氯化橡膠、氯化聚乙烯、聚氨酯等面漆，可進一步改進涂料表面的憎水和防銹性能。