一种长效防腐的水性冷涂锌涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种长效防腐的水性冷涂锌涂料及其制备方法，长效防腐的水性冷涂锌涂料，由如下重量百分比的各组分组成：水性丙烯酸树脂5‑15%、锌粉75‑90%、硅烷偶联剂0.5‑3%、增稠剂1‑5%、水余量。本发明专利技术采用的树脂为水性丙烯酸树脂，溶剂为水，不含VOC，符合环保要求；本发明专利技术所采用的硅烷偶联剂为含有两个伯胺基的二氨基硅烷偶联剂，不仅有助于在锌粉表面形成化学键，形成牢固的包覆，改善锌粉颗粒的分散性和表面活性，改善锌粉颗粒表面的物理、化学、力学等，而且利于在钢铁基材表面形成氢键，提高附着力，而且由于该二氨基硅烷偶联剂中含有两个伯氨基，少量添加即可起到良好的改善效果。

A long-term anticorrosive water-based cold zinc coating and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种长效防腐的水性冷涂锌涂料及其制备方法
本专利技术属于防腐涂料
，具体涉及一种长效防腐的水性冷涂锌涂料及其制备方法。
技术介绍
传统的钢材防腐手段通常是在钢材表面热镀锌或热喷锌，但这两种手段也存在许多缺点：(1)热镀锌或热喷锌由于是在高温下进行的，容易使工件受热变形，造成安装困难；(2)很多大型构件无法进行镀锌，许多施工现场由于条件限制无法进行镀锌操作；(3)热镀锌或热喷锌均需要使金属锌加热融化，耗费大量能源；(4)两种方式均会产生大量三废，对环境污染严重；(5)安装、运输、焊接等造成的锌层破损无法进行有效的修复，从而影响整体的防腐寿命，造成安全隐患，还有色差等问题。冷涂锌的出现，有效解决了上述问题。冷涂锌为一种新型的单组分高含锌量富锌涂料，与其他双组分富锌涂料或其他单组分产品相比，冷涂锌涂料中锌的含量极高，干膜中含锌95％以上，综合了热镀锌和热喷锌的优点，对钢铁基材同时具备阴极保护和屏障保护的双重保护作用，而且冷镀锌涂层在牺牲锌保护铁的过程中，逐渐与树脂层形成一层致密的锌盐，屏蔽保护的性能远超一般油漆，且锌盐层不会像油漆一样老化。但是，传统溶剂型冷涂锌涂料中挥发性有机溶剂含量较高，不仅环境污染严重，还会对施工人员的身体健康造成不良影响。中国专利文献CN108948898A公开了一种低表面处理冷喷锌涂料及其制备方法，该冷喷锌涂料包括氧化石墨烯醋酸正丁酯分散液0.1-5.0份、丙烯酸树脂2-20份、硅烷偶联剂0.1-2份、增塑剂0.1-2份、防沉剂0.1-3份、球状锌粉10-50份、片状锌粉10-50份、混合醇硅溶胶1-10份，虽然该冷喷锌涂料将VOC含量降低到200g/L以下，但仍然会对环境造成较大的污染，而且其干膜中锌的含量仅达到90％以上，在进行喷砂处理的底材上的耐中性盐雾时间为1000h，防腐性能有待进一步提高。
技术实现思路
为了提供一种无VOC排放的冷涂锌涂料，同时确保长效的防腐性能，本专利技术公开了一种长效防腐的水性冷涂锌涂料及其制备方法，该冷涂锌涂料以水为溶剂，不添加有机溶剂，无VOC排放，健康环保，所添加的硅烷偶联剂能够很好地帮助均匀分散锌粉，且有助于增强与基底的附着力，提高抗腐蚀性能。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种长效防腐的水性冷涂锌涂料，由如下重量百分比的各组分组成：作为优选，上述硅烷偶联剂为二氨基硅烷偶联剂，所述二氨基硅烷偶联剂的结构式为：所述二氨基硅烷偶联剂的制备方法为：(1)将摩尔比为1:1的三甲氧基硅烷与2,8-二氯辛烷-1-烯加入反应釜中，再加入质量分数0.2％的Pt催化剂，加热至90℃，搅拌反应8-10h，压滤除去Pt催化剂，得到产物I，反应方程式为：(2)将产物I和NH3的饱和乙醇溶液(其中产物I与NH3的摩尔比为1:3)加入高压反应釜内，并加入CuCl催化剂(CuCl与产物I的摩尔比为1:25)，调节反应釜内温度至50℃、压力至0.8MPa，反应8h后冷却至室温，缓慢释放压力，真空旋蒸分离得到二氨基硅烷偶联剂，反应方程式为：作为优选，上述锌粉为片状锌粉和球状锌粉的混合物，所述片状锌粉和球状锌粉的质量比为2-3：1。作为优选，上述增稠剂为羧甲基纤维素类增稠剂、羟甲基纤维素类增稠剂中的一种或几种。一种长效防腐的水性冷涂锌涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各组分，先将水性丙烯酸树脂、水和硅烷偶联剂按顺序加入反应釜内，搅拌10-30min；(2)搅拌下先缓慢加入球状锌粉，搅拌10-30min，然后再加入片状锌粉，继续搅拌30-60min；(3)加入增稠剂，搅拌均匀，过筛，得到冷涂锌涂料。作为优选，上述步骤(1)中的搅拌速度为400-600r/min。作为优选，上述步骤(2)中的搅拌速度均为1000-1200r/min。作为优选，上述步骤(3)中的搅拌速度为800-1000r/min。作为优选，上述过筛所用过滤网的目数为200-400目，作为优选，所述过筛所用过滤网的目数为300-400目。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术采用的树脂为水性丙烯酸树脂，溶剂为水，不含VOC，符合环保要求；(2)本专利技术所采用的硅烷偶联剂为含有两个伯胺基的二氨基硅烷偶联剂，且具有较长的碳链，不仅有助于在锌粉表面形成化学键，形成牢固的包覆，改善锌粉颗粒的分散性和表面活性，改善锌粉颗粒表面的物理、化学、力学等，而且利于在钢铁基材表面形成氢键，提高附着力，而且由于该二氨基硅烷偶联剂中含有两个伯氨基，少量添加即可起到良好的改善效果；(3)本专利技术中的锌粉为片状锌粉和球状锌粉的混合物，由于球状锌粉表面更为光滑，搅拌阻力较小，更利于锌粉的均匀分散，可均匀填充在片状锌粉之间，同时，严格控制片状锌粉与球状锌粉的质量比，叫少量的球状锌粉利于填补片状锌粉之间的缝隙，从而有利于形成更为致密的涂层，进一步提高防腐效果；(4)本专利技术的冷涂锌涂料在制备过程等中，先加入球状锌粉，搅拌均匀之后，再加入片状锌粉搅拌，球状锌粉先于水性丙烯酸树脂、硅烷偶联剂等接触搅拌，利于先完成对球状锌粉的充分包覆，从而使球状锌粉在整个体系中起到更好的衔接作用，利于形成更为致密的涂层。具体实施方式现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。长效防腐的水性冷涂锌涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各组分，先将水性丙烯酸树脂、水和硅烷偶联剂按顺序加入反应釜内，搅拌10-30min；(2)搅拌下先缓慢加入球状锌粉，搅拌10-30min，然后再加入片状锌粉，继续搅拌30-60min；(3)加入增稠剂，搅拌均匀，过筛，得到冷涂锌涂料。其中，步骤(1)中的搅拌速度为400-600r/min；步骤(2)中的搅拌速度均为1000-1200r/min；步骤(3)中的搅拌速度为800-1000r/min；过筛所用过滤网的目数为200-400目，优选300-400目。实施例1-3与对比例1-6中各组分用量见表1。表1对比例7与实施例2基本相同，不同之处在于，对比例7中球状锌粉与片状锌粉为同时加入。对比例8与实施例2基本相同，不同之处在于，对比例8中先加入片状锌粉，后加入球状锌粉。实施例1-3和对比例1-8所制备的冷涂锌涂料的各项性能见表2。表2以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长效防腐的水性冷涂锌涂料，其特征在于：由如下重量百分比的各组分组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种长效防腐的水性冷涂锌涂料，其特征在于：由如下重量百分比的各组分组成：





2.如权利要求1所述的长效防腐的水性冷涂锌涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为二氨基硅烷偶联剂，所述二氨基硅烷偶联剂的结构式为：





3.如权利要求1所述的长效防腐的水性冷涂锌涂料，其特征在于：所述锌粉为片状锌粉和球状锌粉的混合物，所述片状锌粉和球状锌粉的质量比为2-3：1。


4.如权利要求1所述的长效防腐的水性冷涂锌涂料，其特征在于：所述增稠剂为羧甲基纤维素类增稠剂、羟甲基纤维素类增稠剂中的一种或几种。


5.一种如权利要求1-4任一项所述的长效防腐的水性冷涂锌涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按比例称取各组分，先将水性丙烯酸树脂、水和硅烷偶联剂按顺序加入反应釜内，搅拌10-30...

【专利技术属性】
技术研发人员：周道贵，
申请(专利权)人：南京东顶新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32