CN104004393A

CN104004393A - 水性无机富锌防腐涂料及高模数硅酸钾溶液的制备方法

Info

Publication number: CN104004393A
Application number: CN201410098388.3A
Authority: CN
Inventors: 王秀玲; 张宇; 任鑫
Original assignee: Chongqing Ai Pu Chemical Co Ltd
Current assignee: Chongqing Ai Pu Chemical Co Ltd
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-08-27

Abstract

本发明公开了一种水性无机富锌防腐涂料，包括锌粉和高模数硅酸钾溶液，所述高模数硅酸钾溶液的模数为5.3～6.5。本发明还公开了一种高模数硅酸钾溶液的制备方法，包括以下步骤：首先将氧化钾加入到硅溶胶溶液中；再加入占氧化钾和硅溶胶溶液总质量的1%的有机硅改性树脂；在50～60℃下搅拌0.5～2个小时，即得高模数硅酸钾溶液。本发明以氧化钾、硅溶胶溶液和有机硅改性树脂为原料生产高模数硅酸钾溶液，其模数高于传统其它方法所得硅酸钾溶液，高达5.3～6.5，所以以该高模数硅酸钾溶液为粘结剂制得的水性无机富锌防腐涂料的防腐性能非常优异，其附着力极强；同时，原材料丰富，价格适中，易于推广普及。

Description

水性无机富锌防腐涂料及高模数硅酸钾溶液的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于金属的水性无机富锌防腐涂料，尤其涉及一种由高模数硅酸钾溶液和锌粉组合而成、用于金属基材表面、非溶剂型的高防腐性能的水性无机富锌防腐涂料及该涂料中的高模数硅酸钾溶液的制备方法。

背景技术

在众多的金属防腐蚀方法中，涂装防腐蚀涂料是最为常用和方便有效的方法，它不仅能使被保护金属体系免遭腐蚀侵害，同时给被保护体系以装饰效果。防腐蚀涂料具有品种多、施工方便、应用广泛、不受被保护基材大小形状影响等优点。然而，传统的防腐蚀涂料产品中有大量的有机溶剂，这些挥发性有机物在施工之后挥发至大气中，造成大气污染，严重影响环境安全和人类健康。随着现代工业迅速发展和人们生活水平的不断提高，环境保护问题逐渐成为人们关注的焦点，世界各国政府也相继出台了限制VOC（挥发性有机化合物volatile organic compounds的英文缩写）排放的标准和法案。因此，传统的溶剂型防腐蚀涂料越来越不受人们的欢迎。防腐蚀涂料工业必须朝着“环境友好”的方向发展。开发无公害或少公害而有同样具有优良防腐蚀性能的涂料产品成为人们的急切需求。

水性无机富锌涂料是以碱金属硅酸盐的水溶液为粘结剂，以金属锌粉为防锈颜料的重防腐蚀涂料。水性无机富锌涂料完全摆脱了传统的溶剂型防腐蚀涂料的束缚，它以水为稀释剂，VOC 排放为零，同时还具有施工方便、防腐蚀性优异、附着力强和良好的耐候性、耐磨性、耐热性、耐溶剂性、耐辐射等优点，所以被广泛应用，成为建筑钢结构、船舶、各类储罐、桥梁钢结构、耐高温材料的主要底漆。有报道表明水性无机富锌涂料是目前防腐蚀期限最长的防腐蚀涂料。

中国在20世纪80年代有水性无机富锌涂料面市，其采用硅酸锂溶液作粘结剂，但由于采用硅酸锂溶液作粘结剂，其价格高昂，令生产商和用户难以接受，其推广使用在很大程度上受到了限制。所以，目前尚没有能大量推广的水性无机富锌涂料用于金属基材表面防腐。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种原材料丰富、价格适中、易于使用的高防腐性能的水性无机富锌防腐涂料及该涂料中的高模数硅酸钾溶液的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种水性无机富锌防腐涂料，包括锌粉和高模数硅酸钾溶液，所述高模数硅酸钾溶液的模数为5.3～6.5。硅酸钾溶液的模数即为硅酸钾溶液中的SiO₂与K₂O的摩尔比，该值越高，防腐涂料的防腐性能越好、附着力越强。

优选地，所述高模数硅酸钾溶液与所述锌粉的质量比为1∶（2.5～3.5），所述高模数硅酸钾溶液的浓度为25%～32%。

更优选地，所述高模数硅酸钾溶液与所述锌粉的质量比为1∶3，所述高模数硅酸钾溶液的浓度为30%。

一种高模数硅酸钾溶液的制备方法，包括以下步骤：

（1）首先将氧化钾加入到硅溶胶溶液中；

（2）再加入占氧化钾和硅溶胶溶液总质量的1%的有机硅改性树脂；

（3）在50～60 ℃下搅拌0.5～2个小时，即得高模数硅酸钾溶液。

上述方法的化学反应式如下：

K₂O + n SiO₂→ K₂ O.n SiO₂ (n为: 5.3～6.5)

优选地，所述步骤（2）中的有机硅改性树脂为有机硅、有机硅-丙烯酸树脂、有机聚硅氧烷和有机硅改性聚氨酯中的一种或几种。

本发明的有益效果在于：

本发明以氧化钾、硅溶胶溶液和有机硅改性树脂为原料生产高模数硅酸钾溶液，其模数高于传统其它方法所得硅酸钾溶液，高达5.3～6.5，所以以该高模数硅酸钾溶液为粘结剂制得的水性无机富锌防腐涂料的防腐性能非常优异，其附着力极强；同时，氧化钾溶液、硅溶胶溶液和有机硅改性树脂这些原材料丰富，价格适中，易于使用，所以本发明所述水性无机富锌防腐涂料便于推广普及。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

首先，按以下步骤制备高模数硅酸钾溶液：

（1）将8.9克氧化钾加入到100克硅溶胶溶液中；

（2）再加入占氧化钾和硅溶胶溶液总质量的1%的有机硅、有机硅-丙烯酸树脂、机聚硅氧烷和有机硅改性聚氨酯；

（3）在50～60 ℃下搅拌0.5个小时，即得模数为5.3的高模数硅酸钾溶液。

然后，将1质量份的浓度为25%（如果得到的高模数硅酸钾溶液浓度不对，则加水稀释至该浓度，一般情况实际浓度不会低于该浓度）的高模数硅酸钾溶液和2.5质量份的锌粉混合均匀，即得水性无机富锌防腐涂料。经试验，该防腐涂料在可耐盐雾实验中可超过10000小时（中国国家标准为1000小时）。

实施例2：

首先，按以下步骤制备高模数硅酸钾溶液：

（1）将8.1克氧化钾加入到100克硅溶胶溶液中；

（2）再加入占氧化钾和硅溶胶溶液总质量的1%的有机硅-丙烯酸树脂；

（3）在50～60 ℃下搅拌1个小时，即得模数为5.8的高模数硅酸钾溶液。

然后，将1质量份的浓度为30%（如果得到的高模数硅酸钾溶液浓度不对，则加水稀释至该浓度，一般情况实际浓度不会低于该浓度）的高模数硅酸钾溶液和3质量份的锌粉混合均匀，即得水性无机富锌防腐涂料。经试验，该防腐涂料在可耐盐雾实验中可超过10000小时（中国国家标准为1000小时）。

实施例3：

首先，按以下步骤制备高模数硅酸钾溶液：

（1）将7.2克氧化钾加入到100克硅溶胶溶液中；

（2）再加入占氢氧化钾溶液和硅溶胶溶液总质量的1%的有机硅-丙烯酸树脂、有机聚硅氧烷和有机硅改性聚氨酯；

（3）在50～60 ℃下搅拌2个小时，即得模数为6.5的高模数硅酸钾溶液。

然后，将1质量份的浓度为32%（如果得到的高模数硅酸钾溶液浓度不对，则加水稀释至该浓度，一般情况实际浓度不会低于该浓度）的高模数硅酸钾溶液和3.5质量份的锌粉混合均匀，即得水性无机富锌防腐涂料。经试验，该防腐涂料在可耐盐雾实验中可超过10000小时（中国国家标准为1000小时）。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims

1.一种水性无机富锌防腐涂料，包括锌粉，其特征在于：还包括高模数硅酸钾溶液，所述高模数硅酸钾溶液的模数为5.3～6.5。

2.根据权利要求1所述水性无机富锌防腐涂料，其特征在于：所述高模数硅酸钾溶液与所述锌粉的质量比为1∶（2.5～3.5），所述高模数硅酸钾溶液的浓度为25%～32%。

3.根据权利要求2所述水性无机富锌防腐涂料，其特征在于：所述高模数硅酸钾溶液与所述锌粉的质量比为1∶3，所述高模数硅酸钾溶液的浓度为30%。

4.一种高模数硅酸钾溶液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

首先将氧化钾加入到硅溶胶溶液中；

再加入占氧化钾和硅溶胶溶液总质量的1%的有机硅改性树脂；

在50～60 ℃下搅拌0.5～2个小时，即得高模数硅酸钾溶液。

5.根据权利要求4所述的高模数硅酸钾溶液的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的有机硅改性树脂为有机硅、有机硅-丙烯酸树脂、有机聚硅氧烷和有机硅改性聚氨酯中的一种或几种。