[發(fā)明專利]水性無機(jī)富鋅防腐涂料及高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備方法

在審

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• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104004393A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王秀玲;張宇;任鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶艾普化工有限公司
• 主分類號: C09D1/04
• 分類號: C09D1/04;C09D5/10
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種用于金屬的水性無機(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。

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背景技術(shù)

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。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)問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點，世界各國政府也相繼出臺了限制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。

水性無機(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，所以被廣泛應(yīng)用，成為建筑鋼結(jié)構(gòu)、船舶、各類儲罐、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、耐高溫材料的主要底漆。有報道表明水性無機(jī)富鋅涂料是目前防腐蝕期限最長的防腐蝕涂料。

中國在20世紀(jì)80年代有水性無機(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機(jī)富鋅涂料用于金屬基材表面防腐。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種原材料豐富、價格適中、易于使用的高防腐性能的水性無機(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。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種水性無機(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)。

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%。

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%。

一種高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備方法，包括以下步驟：

（1）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?℃下攪拌0.5～2個小時，即得高模數(shù)硅酸鉀溶液。

上述方法的化學(xué)反應(yīng)式如下：

K₂O?+?n?SiO_2??→??K₂?O.n?SiO₂???(n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。

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，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，價格適中，易于使用，所以本發(fā)明所述水性無機(jī)富鋅防腐涂料便于推廣普及。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實施例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?℃下攪拌0.5個小時，即得模數(shù)為5.3的高模數(shù)硅酸鉀溶液。