水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料及高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料，包括鋅粉和高模數(shù)硅酸鉀溶液，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液的模數(shù)為5.3～6.5。本發(fā)明還公開了一種高模數(shù)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(zhì)量的1%的有機(jī)硅改性樹脂；在50～60℃下攪拌0.5～2個(gè)小時(shí)，即得高模數(shù)硅酸鉀溶液。本發(fā)明以氧化鉀、硅溶膠溶液和有機(jī)硅改性樹脂為原料生產(chǎn)高模數(shù)硅酸鉀溶液，其模數(shù)高于傳統(tǒng)其它方法所得硅酸鉀溶液，高達(dá)5.3～6.5，所以以該高模數(shù)硅酸鉀溶液為粘結(jié)劑制得的水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料的防腐性能非常優(yōu)異，其附著力極強(qiáng)；同時(shí)，原材料豐富，價(jià)格適中，易于推廣普及。
【專利說(shuō)明】水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料及高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于金屬的水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料，尤其涉及一種由高模數(shù)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(wú)機(jī)富鋅防腐涂料及該涂料中的高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[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(hù)金屬體系免遭腐蝕侵害，同時(shí)給被保護(hù)體系以裝飾效果。防腐蝕涂料具有品種多、施工方便、應(yīng)用廣泛、不受被保護(hù)基材大小形狀影響等優(yōu)點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的防腐蝕涂料產(chǎn)品中有大量的有機(jī)溶劑，這些揮發(fā)性有機(jī)物在施工之后揮發(fā)至大氣中，造成大氣污染，嚴(yán)重影響環(huán)境安全和人類健康。隨著現(xiàn)代工業(yè)迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，世界各國(guó)政府也相繼出臺(tái)了限制VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物volatile organic compounds的英文縮寫)排放的標(biāo)準(zhǔn)和法案。因此,傳統(tǒng)的溶劑型防腐蝕涂料越來(lái)越不受人們的歡迎。防腐蝕涂料工業(yè)必須朝著“環(huán)境友好”的方向發(fā)展。開發(fā)無(wú)公害或少公害而有同樣具有優(yōu)良防腐蝕性能的涂料產(chǎn)品成為人們的急切需求。
[0004]水性無(wú)機(jī)富鋅涂料是以堿金屬硅酸鹽的水溶液為粘結(jié)劑，以金屬鋅粉為防銹顏料的重防腐蝕涂料。水性無(wú)機(jī)富鋅涂料完全擺脫了傳統(tǒng)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(shí)還具有施工方便、防腐蝕性優(yōu)異、附著力強(qiáng)和良好的耐候性、耐磨性、耐熱性、耐溶劑性、耐輻射等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用，成為建筑鋼結(jié)構(gòu)、船舶、各類儲(chǔ)罐、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、耐高溫材料的主要底漆。有報(bào)道表明水性無(wú)機(jī)富鋅涂料是目前防腐蝕期限最長(zhǎng)的防腐蝕涂料。
[0005]中國(guó)在20世紀(jì)80年代有水性無(wú)機(jī)富鋅涂料面市，其采用硅酸鋰溶液作粘結(jié)劑，但由于采用硅酸鋰溶液作粘結(jié)劑，其價(jià)格高昂，令生產(chǎn)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(wú)機(jī)富鋅涂料用于金屬基材表面防腐。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種原材料豐富、價(jià)格適中、易于使用的高防腐性能的水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料及該涂料中的高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備方法。
[0008]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
一種水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料，包括鋅粉和高模數(shù)硅酸鉀溶液，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液的模數(shù)為5.3~6.5。硅酸鉀溶液的模數(shù)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(qiáng)。
[0009]優(yōu)選地，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質(zhì)量比為1: (2.5~3.5)，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液的濃度為25%~32%。
[0010]更優(yōu)選地，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質(zhì)量比為1: 3，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液的濃度為30%。
[0011]一種高模數(shù)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(zhì)量的1%的有機(jī)硅改性樹脂；
(3)在50~60°C下攪拌0.5~2個(gè)小時(shí)，即得高模數(shù)硅酸鉀溶液。
[0012]上述方法的化學(xué)反應(yīng)式如下:
K2O + n SiO2 — K2 0.n SiO2 (η 為:5.3 ~6.5)
優(yōu)選地，所述步驟(2)中的有機(jī)硅改性樹脂為有機(jī)硅、有機(jī)硅-丙烯酸樹脂、有機(jī)聚硅氧烷和有機(jī)硅改性聚氨酯中的一種或幾種。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明以氧化鉀、硅溶膠溶液和有機(jī)硅改性樹脂為原料生產(chǎn)高模數(shù)硅酸鉀溶液，其模數(shù)高于傳統(tǒng)其它方法所得硅酸鉀溶液，高達(dá)5.3~6.5，所以以該高模數(shù)硅酸鉀溶液為粘結(jié)劑制得的水性無(wú)機(jī)富鋅防腐 涂料的防腐性能非常優(yōu)異，其附著力極強(qiáng)；同時(shí)，氧化鉀溶液、硅溶膠溶液和有機(jī)硅改性樹脂這些原材料豐富，價(jià)格適中，易于使用，所以本發(fā)明所述水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料便于推廣普及。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1:
首先，按以下步驟制備高模數(shù)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(zhì)量的1%的有機(jī)硅、有機(jī)硅-丙烯酸樹脂、機(jī)聚硅氧烷和有機(jī)硅改性聚氨酯；
(3)在50~60°C下攪拌0.5個(gè)小時(shí)，即得模數(shù)為5.3的高模數(shù)硅酸鉀溶液。
[0015]然后，將I質(zhì)量份的濃度為25% (如果得到的高模數(shù)硅酸鉀溶液濃度不對(duì)，則加水稀釋至該濃度，一般情況實(shí)際濃度不會(huì)低于該濃度)的高模數(shù)硅酸鉀溶液和2.5質(zhì)量份的鋅粉混合均勻，即得水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料。經(jīng)試驗(yàn)，該防腐涂料在可耐鹽霧實(shí)驗(yàn)中可超過(guò)10000小時(shí)(中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為1000小時(shí))。
[0016]實(shí)施例2:
首先，按以下步驟制備高模數(shù)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(zhì)量的1%的有機(jī)硅-丙烯酸樹脂；
(3)在50~60°C下攪拌I個(gè)小時(shí)，即得模數(shù)為5.8的高模數(shù)硅酸鉀溶液。
[0017]然后，將I質(zhì)量份的濃度為30% (如果得到的高模數(shù)硅酸鉀溶液濃度不對(duì)，則加水稀釋至該濃度，一般情況實(shí)際濃度不會(huì)低于該濃度)的高模數(shù)硅酸鉀溶液和3質(zhì)量份的鋅粉混合均勻，即得水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料。經(jīng)試驗(yàn)，該防腐涂料在可耐鹽霧實(shí)驗(yàn)中可超過(guò)10000小時(shí)(中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為1000小時(shí))。[0018]實(shí)施例3:
首先，按以下步驟制備高模數(shù)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?xì)溲趸浫芤汉屯奕苣z溶液總質(zhì)量的1%的有機(jī)娃-丙烯酸樹脂、有機(jī)聚硅氧烷和有機(jī)硅改性聚氨酯；
(3)在50~60°C下攪拌2個(gè)小時(shí)，即得模數(shù)為6.5的高模數(shù)硅酸鉀溶液。
[0019]然后，將I質(zhì)量份的濃度為32% (如果得到的高模數(shù)硅酸鉀溶液濃度不對(duì)，則加水稀釋至該濃度，一般情況實(shí)際濃度不會(huì)低于該濃度)的高模數(shù)硅酸鉀溶液和3.5質(zhì)量份的鋅粉混合均勻，即得水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料。經(jīng)試驗(yàn)，該防腐涂料在可耐鹽霧實(shí)驗(yàn)中可超過(guò)10000小時(shí)(中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為1000小時(shí))。
[0020]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料，包括鋅粉，其特征在于:還包括高模數(shù)硅酸鉀溶液，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液的模數(shù)為5.3~6.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料，其特征在于:所述高模數(shù)硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質(zhì)量比為1: (2.5~3.5)，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液的濃度為25%~32%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述水性無(wú)機(jī)富鋅防腐涂料，其特征在于:所述高模數(shù)硅酸鉀溶液與所述鋅粉的質(zhì)量比為1: 3，所述高模數(shù)硅酸鉀溶液的濃度為30%。
4.一種高模數(shù)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(zhì)量的1%的有機(jī)硅改性樹脂； 在50~60 °C下攪拌0.5~2個(gè)小時(shí)，即得高模數(shù)硅酸鉀溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的有機(jī)硅改性 樹脂為有機(jī)硅、有機(jī)硅-丙烯酸樹脂、有機(jī)聚硅氧烷和有機(jī)硅改性聚氨酯中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】C09D1/04GK104004393SQ201410098388
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】王秀玲, 張宇, 任鑫 申請(qǐng)人:重慶艾普化工有限公司