一種高模數水性富鋅無機涂料及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無機涂料領域，具體涉及一種高模數水性富鋅無機涂料，還涉及上述高模數水性富鋅無機涂料的制備方法。
【背景技術】
[0002]無機涂料是以無機材料為主要成膜物質的涂料，其是由無機聚合物和經過分散活化的金屬、金屬氧化物納米材料、稀土超微粉體組成的無機聚合物涂料，能與鋼結構表面鐵原子快速反應，生成具有物理、化學雙重保護作用，通過化學鍵與基體牢固結合的無機聚合物防腐涂層，對環境無污染，使用壽命長，防腐性能達到國際先進水平，是符合環保要求的高科技換代產品。在建筑工程中常用的涂料是堿金屬硅酸鹽水溶液和膠體二氧化硅的水分散液。用以上兩種成膜物，可制成硅酸鹽和硅溶膠(膠體二氧化硅)無機涂料，再加入顏料、填料以及各種助劑，可制成硅酸鹽和硅溶膠(膠體二氧化硅)無機涂料，具有良好的耐水、耐堿、耐污染、耐氣性能。其中，水性富鋅無機涂料通常是指以堿金屬硅酸鹽水溶液為基料，金屬鋅粉為主要防銹填料，添加多種顏料盒助劑制備而成的一種厚漿型雙組份重防腐蝕涂料。該涂料具有優異的耐腐蝕性、耐化學品及抗老化等性能，并兼具環保和不燃性的特點，在重防護領域獲得廣泛應用。目前，國內水性無機富鋅涂料的基料多為硅酸鋰，其固化時間短且耐水性好，但是存在為沉淀二氧化硅在較高溫度下反應提高模數所帶來的溫控裝置上的生產成本提高的問題。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種高模數水性富鋅無機涂料，解決了現有技術中存在的水性富鋅無機涂料成本較高的技術問題。
[0004]本發明還提供上述高模數水性富鋅無機涂料的制備方法。
[0005]本發明的第一技術方案是，一種高模數水性富鋅無機涂料，由A組份和B組份組成，A組份包括:濃度為30%?50%的硅酸鉀溶液100份，硅溶膠10?30份，有機硅氧烷2-5份，B組份包括活性鋅粉200?300份，以上成分按重量份數計。
[0006]本發明的特點還在于，
[0007]有機硅氧烷選自Z-6030，Z-6040, Z-6070中的一種，硅溶膠的粒徑為5?20nm。
[0008]本發明的另一技術方案是，上述高模數水性富鋅無機涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0009]步驟1:在四口燒瓶中加入100份的濃度為30%的硅酸鉀溶液，然后裝入溫度計、攪拌槳和冷凝管，置于20?40°C的恒溫水浴鍋中，保持攪拌速度為50?lOOr/min，緩慢滴加10?30份的硅溶膠，持續攪拌直至溶液澄清時補加10?20份的去離子水，然后緩慢滴加2?5份的有機硅氧烷，持續攪拌3?5h后冷卻中至室溫、出料，得到高模數硅酸鉀溶液；
[0010]步驟2:將上述制得的高模數硅酸鉀溶液置于調漆灌中，一邊攪拌一邊加入200?300份的鋅粉，得到高模數水性富鋅無機涂料。
[0011]本發明的有益效果是，采用價格低廉的硅酸鉀溶液與硅溶膠縮聚反應制備無機涂料，反應溫度為常溫，易于控制，大大降低了水性富鋅無機涂料的制備成本。此外，本發明的高模數水性富鋅無機涂料儲存穩定性好，獲得的漆膜平整。
【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0013]本發明的高模數水性富鋅無機涂料，由A組份和B組份組成，A組份包括:濃度為30%?50%的硅酸鉀溶液100份，硅溶膠10?30份，有機硅氧烷2_5份，B組份包括活性鋅粉200?300份，以上成分按重量份數計。
[0014]其中，硅溶膠的粒徑為5?20nm，有機硅氧烷選自Z-6030，Z-6040，Z-6070中的一種。
[0015]上述高模數水性富鋅無機涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0016]步驟1:在四口燒瓶中加入100份的濃度為30%的硅酸鉀溶液，然后裝入溫度計、攪拌槳和冷凝管，置于20?40°C的恒溫水浴鍋中，保持攪拌速度為50?lOOr/min，緩慢滴加10?30份的硅溶膠，持續攪拌直至溶液澄清時補加10?20份的去離子水，然后緩慢滴加2?5份的有機硅氧烷，持續攪拌3?5h后冷卻中至室溫、出料，得到高模數硅酸鉀溶液；
[0017]步驟2:將上述制得的高模數硅酸鉀溶液置于調漆灌中，一邊攪拌一邊加入200?300份的鋅粉，得到高模數水性富鋅無機涂料。
[0018]硅酸鉀價格便宜，生產工藝簡單，水溶性較好，易于制得固含量較高的溶液，且成膜性、熱性能比硅酸鋰要好。由于堿金屬硅酸鹽溶液體系富含-0H，削弱了 S1-O的鍵能，使膠粒表面Si原子的配位數多于4，從而發生溶解/增長反應。相對于初始的低模數硅酸鉀水溶液而言，發生溶解/增長反應后，K+含量減少，活性S1-OH的含量增多，傾向于形成模數較高的硅酸鉀溶液。由于模數高，活性羥基更多，與鋅粉反應速度大大加快，縮短了固化時間和涂裝間隔。本發明緩慢滴加硅溶膠，使溶液體系的粘度增長緩慢，不必升高溫度去降低粘度，在常溫下進行即可。
[0019]本發明采用價格低廉的硅酸鉀溶液與硅溶膠縮聚反應制備無機涂料，反應溫度為常溫，易于控制，大大降低了水性富鋅無機涂料的制備成本。此外，本發明的高模數水性富鋅無機涂料儲存穩定性好，獲得的漆膜平整。
[0020]實施例1
[0021]在四口燒瓶中加入100份的濃度為40%的硅酸鉀溶液，然后裝入溫度計、攪拌槳和冷凝管，置于30°C的恒溫水浴鍋中，保持攪拌速度50r/min，緩慢滴加20份粒徑為5nm的硅溶膠，持續攪拌直至溶液澄清時補加20份的去離子水，然后緩慢滴加2份的Z-6040，持續攪拌4h后冷卻中至室溫、出料，得到高模數硅酸鉀溶液；
[0022]將上述制得的高模數硅酸鉀溶液置于調漆灌中，一邊攪拌一邊加入250份的鋅粉，得到高模數水性富鋅無機涂料。
[0023]本實施例制備的高模數水性富鋅無機涂料，在50°C下的儲存穩定性> 720h。
[0024]實施例2
[0025]在四口燒瓶中加入100份的濃度為30%的硅酸鉀溶液，然后裝入溫度計、攪拌槳和冷凝管，置于20°C的恒溫水浴鍋中，保持攪拌速度70r/min，緩慢滴加10份粒徑為1nm的硅溶膠，持續攪拌直至溶液澄清時補加10份的去離子水，然后緩慢滴加5份Z-6070，持續攪拌3h后冷卻中至室溫、出料，得到高模數硅酸鉀溶液；
[0026]將上述制得的高模數硅酸鉀溶液置于調漆灌中，一邊攪拌一邊加入200份的鋅粉，得到高模數水性富鋅無機涂料。
[0027]本實施例制備的高模數水性富鋅無機涂料，在50°C下的儲存穩定性> 800h。
[0028]實施例3
[0029]在四口燒瓶中加入100份的濃度為50%的硅酸鉀溶液，然后裝入溫度計、攪拌槳和冷凝管，置于40°C的恒溫水浴鍋中，保持攪拌速度lOOr/min，緩慢滴加30份粒徑為20nm的硅溶膠，持續攪拌直至溶液澄清時補加20份的去離子水，然后緩慢滴加4份Z-6030，持續攪拌5h后冷卻中至室溫、出料，得到高模數硅酸鉀溶液；
[0030]將上述制得的高模數硅酸鉀溶液置于調漆灌中，一邊攪拌一邊加入300份的鋅粉，得到高模數水性富鋅無機涂料。
[0031]本實施例制備的高模數水性富鋅無機涂料，在50°C下的儲存穩定性> 600h。
[0032]實施例4
[0033]在四口燒瓶中加入100份的濃度為35%的硅酸鉀溶液，然后裝入溫度計、攪拌槳和冷凝管，置于25°C的恒溫水浴鍋中，保持攪拌速度60r/min，緩慢滴加20份粒徑為Snm的硅溶膠，持續攪拌直至溶液澄清時補加15份的去離子水，然后緩慢滴加3份Z-6070，持續攪拌4h后冷卻中至室溫、出料，得到高模數硅酸鉀溶液；
[0034]將上述制得的高模數硅酸鉀溶液置于調漆灌中，一邊攪拌一邊加入280份的鋅粉，得到高模數水性富鋅無機涂料。
[0035]本實施例制備的高模數水性富鋅無機涂料，在50°C下的儲存穩定性> 960h。
【主權項】
1.一種高模數水性富鋅無機涂料，其特征在于，由A組份和B組份組成，A組份包括:濃度為30%?50%的硅酸鉀溶液100份，硅溶膠10?30份，有機硅氧烷2?5份，B組份包括活性鋅粉200?300份，以上成分按重量份數計。2.如權利要求1所述的一種高模數水性富鋅無機涂料，其特征在于，所述有機硅氧烷選自Z-6030，Z-6040, Z-6070中的一種，所述硅溶膠的粒徑為5?20nm。3.如權利要求1或2所述的一種高模數水性富鋅無機涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:在四口燒瓶中加入100份的濃度為30%的硅酸鉀溶液，然后裝入溫度計、攪拌槳和冷凝管，置于20?40°C的恒溫水浴鍋中，保持攪拌速度為50?100r/min，緩慢滴加10?30份的硅溶膠，持續攪拌直至溶液澄清時補加10?20份的去離子水，然后緩慢滴加2?5份的有機硅氧烷，持續攪拌3?5h后冷卻中至室溫、出料，得到高模數硅酸鉀溶液； 步驟2:將上述制得的高模數硅酸鉀溶液置于調漆灌中，一邊攪拌一邊加入200?300份的鋅粉，得到高模數水性富鋅無機涂料。4.如權利要求3所述的一種高模數水性富鋅無機涂料的制備方法，其特征在于，所述有機硅氧烷選自Z-6030，Z-6040, Z-6070中的一種，所述硅溶膠的粒徑為5?20nm。
【專利摘要】本發明公開了一種高模數水性富鋅無機涂料及制備方法，該高模數水性富鋅無機涂料由A組份和B組份組成，A組份包括：濃度為30％～50％的硅酸鉀溶液100份，硅溶膠10～30份，有機硅氧烷2～5份，B組份包括活性鋅粉200～300份，以上組分按重量份數計。采用價格低廉的硅酸鉀溶液與硅溶膠縮聚反應制備無機涂料，緩慢滴加硅溶膠，使反應溫度為常溫，易于控制，大大降低了水性富鋅無機涂料的制備成本。此外，本發明的高模數水性富鋅無機涂料儲存穩定性好，獲得的漆膜平整，可以滿足重防護領域的應用。
【IPC分類】C09D1/04, C09D5/10
【公開號】CN105566959
【申請號】CN201410546902
【發明人】齊海港
【申請人】西安艾菲爾德復合材料科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月15日