一種水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，本底漆由自制水性粘結(jié)劑樹(shù)脂、500目以上的活性鋅粉、超細(xì)混合超細(xì)混合改性填料混合制備而成。本發(fā)明的油漆環(huán)保，附著力強(qiáng)，耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕性和優(yōu)良的防銹防腐性能，高硬度耐磨損、導(dǎo)電、具有優(yōu)良的陰極保護(hù)作用，不受焊接和切割影響。廣泛用于大型鋼結(jié)構(gòu)、管道、油罐、船閘、橋梁及船舶、海岸設(shè)施、石油設(shè)備等涂裝。
【專利說(shuō)明】一種水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及油漆領(lǐng)域，具體涉及一種水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆及其制備方法。【背景技術(shù)】:
[0002]隨著國(guó)內(nèi)外各種苛刻的環(huán)保法規(guī)的相應(yīng)出臺(tái)，開(kāi)發(fā)水性重防腐涂料勢(shì)在必要。我國(guó)鋼鐵結(jié)構(gòu)銹蝕每年造成的損失高達(dá)5千億元占國(guó)民生產(chǎn)總值的5.3%，因此保護(hù)鋼鐵等金屬，使其發(fā)揮功效、阻止銹蝕、延長(zhǎng)使用壽命是防腐工作的一項(xiàng)重要任務(wù)。水性無(wú)機(jī)富鋅漆是基于無(wú)機(jī)硅酸鹽技術(shù)，主要是無(wú)機(jī)硅酸鹽與鋅粉反應(yīng)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)狀涂層，屬于綠色環(huán)保型涂料。具有獨(dú)特的無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)和防腐機(jī)理，在陰極保護(hù)，屏蔽，阻蝕和鈍化等方面性能卓越。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，被大量應(yīng)用于飛機(jī)場(chǎng)，火車站，橋梁，車體，廠房等等鋼結(jié)構(gòu)的方方面面。水性無(wú)機(jī)富鋅漆發(fā)展到現(xiàn)在，被越來(lái)越多的終端用戶所重視?，F(xiàn)市面上出現(xiàn)了各種各樣的水性無(wú)機(jī)富鋅漆樹(shù)脂，但大體可分為兩種:
[0003]1、建立在純無(wú)機(jī)硅酸鹽技術(shù)基礎(chǔ)上的一此類樹(shù)脂外觀多半無(wú)色(或淺色)透
[0004]明狀，防腐耐侯性能佳，但對(duì)底材處理要求相對(duì)高，對(duì)施工條件要求苛刻。
[0005]2、在無(wú)機(jī)硅酸鹽技術(shù)上經(jīng)改性過(guò)的乳狀樹(shù)脂一大多數(shù)用有機(jī)類的建筑用乳
[0006]液進(jìn)行改性，改進(jìn)后的樹(shù)脂能有效的增強(qiáng)漆膜的一些物理性能，但是附著力有
[0007]所下降，耐鹽霧性有所降低。
[0008]3、本發(fā)明技術(shù)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)，選用改性天然橡膠對(duì)無(wú)機(jī)硅酸鹽進(jìn)行改
[0009]性，改性后的樹(shù)脂配出來(lái)的底漆施工性簡(jiǎn)單，附著力強(qiáng)，防腐性能佳，解決
[0010]了其它類型品種的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0011]本發(fā)明提供了一種水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆的制備方法。本發(fā)明產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)味、零VOC排放，有極好的附著力，極強(qiáng)的耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕性和優(yōu)良的防銹防腐性能，高硬度耐磨損、導(dǎo)電、具有優(yōu)良的陰極保護(hù)作用，不受焊接和切割影響。涂膜物理性能超過(guò)HG/T3668-2009之規(guī)定，耐鹽霧性達(dá)到HG/T3668-2009指標(biāo)要求。廣泛用于大型鋼結(jié)構(gòu)、管道、油罐、船閘、橋梁及船舶、海岸設(shè)施、石油設(shè)備等涂裝。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0013]一種水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，其特征在于，其由下列重量份的組分制成:
[0014]水性粘結(jié)劑樹(shù)脂30-40、鋅粉60-70、超細(xì)混合改性填料5_10，
[0015]所述的水性粘結(jié)劑樹(shù)脂的制備方法為:
[0016](1)按重量份稱取下列組分:
[0017]無(wú)機(jī)硅酸鋰13-16、無(wú)機(jī)硅酸鉀12-15、功能性助劑0.5-1.0、水合活性稀釋劑45-50、乳化天然橡膠18-22 ；
[0018](2)將稱取的無(wú)機(jī)硅酸鋰、無(wú)機(jī)硅酸鉀在酸性條件下水解，得到水解物，所得水解物與乳化天然橡膠在60°C條件下發(fā)生聚合反應(yīng)，得到水性粘結(jié)劑樹(shù)脂；[0019]所述的超細(xì)混合改性填料是通過(guò)下列方法制備而得:
[0020]a.取下列重量份的原料:高嶺土 100-150、碳酸鈣120-130、沸石10_12、納米碳1_2、二氧化鶴1-2、氧化倆2_3、薄荷精油2_3、過(guò)砸酸納1-2、氧化招2_3、沉淀法硫酸鎖30-34、茶多酚3-4、檸檬酸三乙酯1-2、鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-TTS4-6、玉石粉1_2 ；
[0021 ] b、將高嶺土、碳酸鈣、沸石在450_480°C下煅燒4_5h，冷卻至室溫，取出后，加入3-4%的氫氧化鈉溶液中研磨1-2小時(shí)，然后，加入12-15%的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)PH值為4_5，陳化10-15小時(shí)，再加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液pH為中性，過(guò)濾，烘干得到填料粉末；
[0022]C、將上述所得粉末與其它剩余成分混合，研磨成超細(xì)混合粉，并以8000-10000轉(zhuǎn)/分的速度，高速分散均勻，即可。
[0023]所述的水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，其特征在于:所述鋅粉為500目活性鋅粉。
[0024]所述的水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，其特征在于:所述功能性助劑選自流平劑、消泡劑、催干劑、增稠劑中的一種或幾種。
[0025]所述的水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0026](I)按重量將水性粘結(jié)劑樹(shù)脂灌裝在干凈塑料桶密封好包裝為涂料甲組份；
`[0027](2)在干燥環(huán)境下按重量稱出鋅粉和超細(xì)混合改性填料，用捏合機(jī)混合均勻，用塑料袋包裝放入大口鐵桶中即為涂料乙組份；
[0028](3)使用時(shí)將甲組份與乙組分按重量比3: 7的比例混合均勻即可。
[0029]本發(fā)明的技術(shù)方案確定過(guò)程:
[0030]I)主要成膜物質(zhì)水性粘結(jié)劑樹(shù)脂的確定:
[0031]本發(fā)明采用的水性粘結(jié)劑樹(shù)脂，是由高模數(shù)的硅酸鹽水玻璃(模數(shù)為4.8左右)經(jīng)天然橡膠改性而成。經(jīng)改性后的高模數(shù)水玻璃復(fù)合粘結(jié)劑，里面含有較多的OH基，有更多的分子參與聚合，其中的S1-O鍵與鋅粉，鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵元素等聚合生成硅酸鹽聚合物，在吸收空氣中的水和C02后，繼續(xù)反應(yīng)成不溶性漆膜和網(wǎng)狀硅酸鋅鉻合物，與鋼結(jié)構(gòu)基材粘結(jié)在一起形成巨大的網(wǎng)絡(luò)，其中的天然橡膠因其耐優(yōu)良的老化性能，高強(qiáng)的粘結(jié)性和封閉性，在經(jīng)聚合后，與其它鉻合物一起與鋼結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)有機(jī)的整體，起到了保護(hù)鋼鐵的作用。
[0032](2)成漆配方的確定:
[0033]本發(fā)明的水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，由甲組份液體和乙組粉料按照一定比例(3: 7)組成。乙組份為500目以上的活性鋅粉和少量的超細(xì)混合填料組成，甲組分為本發(fā)明的天然橡膠改性的硅酸鋰鉀粘結(jié)劑樹(shù)脂。漆膜的主要性能是由各組份之間和底材鋼結(jié)構(gòu)之間復(fù)雜的相互作的表現(xiàn)出來(lái)，所以液體(粘結(jié)劑)的好壞，直接影響著涂料的性能。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0035]因水性粘結(jié)劑樹(shù)脂是由天然橡膠改性的高摩爾比硅酸鋰、硅酸鉀混合體，因而本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
[0036]1.長(zhǎng)久的耐候性:本發(fā)明產(chǎn)品的主要成膜物為無(wú)機(jī)物，可以長(zhǎng)期抵抗太陽(yáng)光的紫外線而不會(huì)被老化，在長(zhǎng)期的暴曬下，也不易發(fā)生粉化，開(kāi)裂，脫落等現(xiàn)象。漆膜中的鋅粉，可以起到很好的陰極保護(hù)作用，即使漆膜意外的破損，也不會(huì)向周邊擴(kuò)散，其耐鹽霧性能可達(dá)1000小時(shí)。
[0037]2.優(yōu)良的粘結(jié)強(qiáng)度:本發(fā)明產(chǎn)品屬于水性硅酸鹽類的富鋅涂料，漆膜在干燥過(guò)程當(dāng)中與基材鐵結(jié)觸，形成硅酸鋅鐵類的化學(xué)網(wǎng)狀鉻合物，是很牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，因而對(duì)基材鋼結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度(附著力> 3MPa)。
[0038]3.焊結(jié)性能:可帶漆切割，焊結(jié)漆膜不起泡，不脫落，不燒焦，不影響焊縫質(zhì)量。
[0039]4.安全性:本發(fā)明產(chǎn)品以水為中介質(zhì)，無(wú)閃點(diǎn)，不燃不爆，不含有害有機(jī)揮發(fā)物，對(duì)環(huán)境環(huán)保，對(duì)施工人員安全。
[0040]5耐熱性:本發(fā)明產(chǎn)品長(zhǎng)期可耐溫400°C，瞬間可耐溫達(dá)800°C。并且具有較好的噴涂性，無(wú)論是空氣噴涂還是無(wú)氣噴涂，施工時(shí)不易堵噴槍。除以上特點(diǎn)外，還有耐磨性，抗靜電性(105-108)，耐溶劑性等。
【具體實(shí)施方式】
[0041]實(shí)施例1成膜物質(zhì)水性粘結(jié)劑樹(shù)脂的制備
[0042]主要原材料
[0043]1.1材料組成
[0044]無(wú)機(jī)硅酸鉀，無(wú)機(jī)硅酸鋰，功能性助劑，水合活性稀釋劑、乳化天然橡膠。
[0045]1.2水性粘結(jié)劑樹(shù)脂的原料配方
[0046]

原料名稱. 重量(kg)
無(wú)機(jī)硅酸鋰 15
無(wú)機(jī)硅酸鉀
14
功能性助劑
0.6

水介活性稀釋劑
46

乳化天然I象膠
20;
[0047]1.3合成工藝
[0048]1.3.1天然橡膠的乳化:投天然橡膠的8%環(huán)己烷溶液于反應(yīng)釜中，攪拌下加入油酸及斯盤-80 (Span80)，25°C加入一定濃度的KOH溶液，當(dāng)體系由油包水轉(zhuǎn)為水包油反相后，再用高剪切混合乳化機(jī)乳化，于40°C下減壓蒸餾抽出環(huán)己烷，制得乳化天然橡膠液。
[0049]1.3.2水性粘結(jié)劑樹(shù)脂的合成:將稱取的無(wú)機(jī)硅酸鋰、無(wú)機(jī)硅酸鉀在酸性條件下水解，得到水解物，所得水解物與乳化天然橡膠在60°C條件下發(fā)生聚合反應(yīng)，得到水性粘結(jié)劑樹(shù)脂。
[0050]1.4水性粘結(jié)劑樹(shù)脂技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下表:
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，其特征在于，其由下列重量份的組分制成: 水性粘結(jié)劑樹(shù)脂30-40、鋅粉60-70、超細(xì)混合改性填料5-10， 所述的水性粘結(jié)劑樹(shù)脂的制備方法為: (1)按重量份稱取下列組分: 無(wú)機(jī)硅酸鋰13-16、無(wú)機(jī)硅酸鉀12-15、功能性助劑0.5-1.0、水合活性稀釋劑45-50、乳化天然橡膠18-22 ； (2)將稱取的無(wú)機(jī)硅酸鋰、無(wú)機(jī)硅酸鉀在酸性條件下水解，得到水解物，所得水解物與乳化天然橡膠在60°C條件下發(fā)生聚合反應(yīng)，得到水性粘結(jié)劑樹(shù)脂； 所述的超細(xì)混合改性填料是通過(guò)下列方法制備而得: a.取下列重量份的原料:高嶺土100-150、碳酸鈣120-130、沸石10-12、納米碳1_2、三氧化鎢1-2、氧化鑭2-3、薄荷精油2-3、過(guò)硼酸鈉1-2、氧化鋁2_3、沉淀法硫酸鋇30-34、茶多酚3-4、檸檬酸三乙酯1-2、鈦酸酯偶聯(lián)劑TMC-TTS 4_6、玉石粉1_2 ； b、將高嶺土、碳酸鈣、沸石在450-480V下煅燒4-5h，冷卻至室溫，取出后，加入3-4%的氫氧化鈉溶液中研磨1-2小時(shí)，然后，加入12-15%的鹽酸溶液，調(diào)節(jié)PH值為4-5，陳化10-15小時(shí)，再加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)研磨液PH為中性，過(guò)濾，烘干得到填料粉末； C、將上述所得粉末與 其它剩余成分混合，研磨成超細(xì)混合粉，并以8000-10000轉(zhuǎn)/分的速度，高速分散均勻，即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，其特征在于:所述鋅粉為500目活性鋅粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆，其特征在于:所述功能性助劑選自流平劑、消泡劑、催干劑、增稠劑中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性有機(jī)改性無(wú)機(jī)富鋅底漆的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按重量將水性粘結(jié)劑樹(shù)脂灌裝在干凈塑料桶密封好包裝為涂料甲組份； (2)在干燥環(huán)境下按重量稱出鋅粉和超細(xì)混合改性填料，用捏合機(jī)混合均勻，用塑料袋包裝放入大口鐵桶中即為涂料乙組份； (3)使用時(shí)將甲組份與乙組分按重量比3: 7的比例混合均勻即可。
【文檔編號(hào)】C09C3/08GK103555017SQ201310539213
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】張?jiān)? 陶文, 葉文蓮 申請(qǐng)人:安慶菱湖涂料有限公司