[發明專利]一種水性無機樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201310585452.6
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103602107A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 牛清平;廖文建;胡勝初
• 申請（專利權）人: 無錫市虎皇漆業有限公司
• 主分類號: C09D1/04
• 分類號: C09D1/04;C09D1/00;C09D5/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，具體涉及一種水性無機樹脂及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著人們對環境保護的關注程度日益加深，高性能水性產品樹脂得到了廣泛的研發。

目前研發報道的水性無機樹脂有硅溶膠鈉水玻璃或鉀鈉水玻璃，還有鋰水玻璃，或者幾種的混合體。鈉水玻璃易溶于水，漆膜耐水性差；硅酸鉀溶于水，價格適中；硅酸鋰成本高，且不宜溶于水，濃度低。通過簡單混合得到的產品，穩定性差，附著力差，或者耐水性、柔韌性等均存在一定的問題。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明提供一種高防腐效果、耐水性優異其且環保的水性無機樹脂及其制備方法。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明提出一種水性無機樹脂，它包括如下重量份數的組分：

其中，所述的硅酸鉀模數為3.3～3.5，二氧化硅的含量為19wt%～21wt%。

所述的硅溶膠，其中的二氧化硅含量為25～26wt%或30～31wt%，氧化鈉含量為0.2wt%～0.4wt%。

所述的硅酸鋰的模數為4.7，二氧化硅的含量為19wt%；或者，所述的硅酸鋰的模數為4.9，二氧化硅的含量為21wt%；或者所述的硅酸鋰的模數為5.1，二氧化硅的含量為20.5wt%。

所述的偶聯劑為三甲氧基硅烷偶聯劑、甲基三甲氧基硅烷偶聯劑、甲基三乙氧基硅烷偶聯劑中的任意一種。所述偶聯劑用于穩定硅溶膠、硅酸鉀，同時可以提高無機樹脂與基材附著力的能力，防止凝膠從溶液中分離出來。

所述的乳液為純丙稀酸乳液或苯丙乳液。所述乳液用于調節水性無機樹脂的柔韌性、干燥速度，并用于提高無機樹脂的固含量。

所述的助劑為氟碳表面活性劑，所述助劑用于調節無機樹脂表面的濕度、平流性等。

所述的穩定劑為季銨鹽化合物，優選地，所述的季銨鹽化合物為二烯丙基二甲基氯化銨聚合物、四烷基二氨基二丙氧基季胺化合物中的任意一種。

上述水性無機樹脂的制備方法，包括如下步驟：

（1）預留出去離子水配方量的5.0wt%待用，其余的去離子水全部加入分散釜中，開啟攪拌600～800r/min，加入配方量的硅酸鉀、硅溶膠、硅酸鋰，連續攪拌；

（2）加完后繼續攪拌5min，然后慢慢滴加配方量的偶聯劑，在15～20min內滴加完畢，降低攪拌速度，在400～500r/min下保持攪拌2小時后停機，靜止24小時以上，在400～500r/min的條件下慢慢加入配方量的乳液、預留的5wt%的去離子水和配方量的助劑、穩定劑，并保持攪拌1小時，用150目絹濾布過濾，取樣檢測，包裝。

SiO₂含量越高，易溶于水的鉀、鈉、氧化物含量越少，即模數越高，則水性無機樹脂就越不溶于水，涂層的耐水性越好，附著力、防腐性能越優異。為進一步提高模數，可以通過凝膠形態的硅溶膠來調節。硅溶膠是一種凝膠形式的結構，很不穩定，為了保持這種凝膠結構，可以通過加入適量的偶聯劑水解，來使體系穩定。SiO₂的含量也可以通過選取模數高的硅酸鋰進行調節。硅酸鋰較難溶于水，不僅提高了耐水性，而且增加了SiO₂的含量，SiO₂的含量越高，干燥速度越快，但模數高的硅酸鋰價格也相應昂貴，不宜多加。

有益效果：與現有技術相比，本發明制備的水性無機樹脂是環保型的，無氣味無毒，具有非常優異的耐鹽霧性和長久的耐腐蝕性，硬度高，隨著力強，耐濕熱，不燃不爆，因此，該水性無機樹脂在許多重防腐領域、大氣和海洋鋼結構重防腐領域具有廣闊的發展空間。該制備方法使不同的無機硅酸鹽液由不穩定變為穩定的，相溶的聚合體，提高SiO₂的含量，降低水溶性的氧化物，從而大大提高摸數，通過合成的高分子水性乳液改善了樹脂的硬度、柔韌性及施工性。

具體實施方式

以下實施例中所用試劑及其來源如下：硅酸鉀（淇縣鑫鈺化工有限公司、江蘇聯合化工有限公司）、硅溶膠（江陰國聯化工有限公司、浙江宇達化工有限公司）、硅酸鋰（江陰國聯化工有限公司）、三甲氧基硅烷偶聯劑（南京向前化工有限公司）、甲基三甲氧基硅烷偶聯劑（南京向前化工有限公司）、甲基三乙氧基硅烷偶聯劑（南京向前化工有限公司）、純丙稀酸乳液（上海保立佳化工有限公司）、苯丙乳液（上海巴德富有限公司）、氟碳表面活性劑（中科院上海有機研究所）、二烯丙基二甲基氯化銨聚合物（科萊恩化工（中國）有限公司）、四烷基二氨基二丙氧基季胺化合物（科萊恩化工（中國）有限公司）。