[發明專利]一種耐沖擊耐腐蝕納米復合富鋅涂料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810046934.3
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101245208A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 唐一文;龔書生;徐亮;陳正華
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: C09D125/14
• 分類號: C09D125/14;C09D183/04;C09D5/08;C09D7/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張安國

技術領域

本發明涉及一種基于富鋅涂料組合物的制備技術，具體為一種一維納米氧化鋅粉體改性的復合富鋅涂料及其制備方法。

背景技術

水性無機富鋅涂料一般是以硅酸鈉、硅酸鉀或硅酸鋰為基料，并與鋅粉復配而成的一種雙組分高性能無機涂料，富鋅涂層對基底鋼材的保護作用分為兩個階段：第一個階段是陰極保護作用階段，鋅粉顆粒通過提供保護電流保護基底鋼材；第二個階段是涂層的阻擋保護作用階段，它是由于涂層中的孔隙被鋅粉的腐蝕產物堵塞而產生。水性無機富鋅涂料結合了熱噴鋅、鋁與有機富鋅的優點，性價比高，是目前國際上最具發展前途的環保型涂料，主要應用于煉油、采油、船舶艦艇、橋梁、油槽、儲罐、管路、廠房鋼結構、鍋爐、蒸汽管路、煙囪等各種鋼設備的保護，并均達到低成本、長效性的防銹防腐效果。

水性無機富鋅涂料具有如上所述的優異的性能，但也存在一些不足：1)水性無機富鋅涂料的涂層中鋅含量超過70％以上，涂層較“脆”，耐沖擊性能不佳；2)無機富鋅底漆的涂層易開裂，會產生所謂龜裂的涂層缺陷等，這些因素影響無機富鋅涂料的防腐蝕性能和綜合力學性能，目前提高涂膜綜合性能的途徑主要是采用高品質填料。納米材料及技術的發展為涂料工業帶來了新的機遇，納米粒子的表面效應、小尺寸效應等使多種材料成為性能優異的涂料填料，尤其一維納米材料在這方面更能發揮其作用。

發明內容

本發明的目的在于通過一維納米氧化鋅棒粉體的添加，提供一種耐沖擊耐腐蝕納米復合富鋅涂料及其制備方法，顯著提高普通水性無機富鋅涂料的綜合性能。

在普通水性無機富鋅涂料中加入一維納米氧化鋅棒制成復合富鋅涂料。一維氧化鋅納米粒子比表面積大，表面原子具有極高的不飽和性，故粒子表面活性非常大，通過表面處理和高速乳化分散(或球磨、砂磨、高速攪拌等)處理，在富鋅涂料中可分散均勻。涂料固化過程中，氧化鋅表面原子與硅酸鹽反應使涂層固化形成鈍化膜。分散的一維氧化鋅納米棒可有效填充涂層的針孔，抑制涂層龜裂的形成；另外，一維氧化鋅納米棒在涂料中可傳遞應力吸收高能量，抑制涂料中微裂紋的產生，從而有效抗擊沖擊力和控制裂縫。氧化鋅本身具優異的防腐性能，所以一維氧化鋅納米棒的加入不僅可保持富鋅涂料本身優異的防腐蝕性能，而且可顯著提高富鋅涂料的綜合性能。

本發明的耐沖擊耐腐蝕納米復合富鋅涂料由A、B兩種組分組成，組分A為粘結劑，組分B為填料。A組分由硅酸鋰-硅酸鈉溶液、少量有機樹脂及多功能助劑組成，B組分是普通鋅粉和一維納米氧化鋅棒粉，具體組成如下：

組分A：

成分????????????????????????質量分數

硅酸鋰-硅酸鈉溶液???????????63％～85％

有機樹脂????????????????????10％～30％

鎂鋁硅酸鹽無機凝膠??????????1％～5％

表面活性劑FC?80?????????????0.1％～0.5％

多功能助劑BD-800????????????0.1％～0.5％

消泡劑BD-710????????????????0％～1％；

組分B：

成分????????????????????????質量分數

一維納米氧化鋅棒????????????5～15％

普通鋅粉????????????????????95～85％；

其中，

所述的有機樹脂為苯丙乳液或硅丙乳液；

所述的硅酸鋰-硅酸鈉溶液的模數為3.0～5.0；

所述的鋅粉粒度為200目至1000目之間；

所述的一維納米氧化鋅棒長徑比大于20；

所述的A組分與B組分質量比為1∶2～4。

該涂料制備步驟包括：

1)、A組分的制備：將含鋰、鈉離子的混合型硅溶膠放入容器中，在攪拌中加入鎂鋁硅酸鹽無機凝膠，攪拌使得無機凝膠完全分散，然后放置3～6小時；然后加入有機樹脂攪拌，最后再加入表面活性劑FC80和多功能助劑BD?800，攪拌2小時備用，有氣泡時加入幾滴消泡劑，制得組分A；

2)、B組分的制備：將ZnNO₃·6H₂O和六次甲基四胺溶解于水中，配成摩爾濃度為0.1M的ZnNO₃和摩爾濃度為0.2M的六次甲基四胺水溶液，用氨水調節pH為9.5，水熱法在90℃下反應24小時，即制得一維納米氧化鋅棒；

普通鋅粉顆粒為200目～1000目；