水性无机富锌防腐涂料及其制备方法技术

水性无机富锌防腐涂料及其制备方法，涉及涂料技术领域。水性无机富锌防腐涂料，其包含组分及各组分重量份数如下：硅酸钾5

【技术实现步骤摘要】
水性无机富锌防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，特别是一种水性无机富锌防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]一方面，金属腐蚀是导致钢铁资源浪费的最主要原因，每年都会造成大量经济损失，另一方面，金属腐蚀还会增加重大危险事故的风险，例如天然气或石油运输管道因金属腐蚀导致裂缝或孔洞，塔吊中的钢结构因金属腐蚀而产生裂隙而坍塌，因此，钢铁的防腐研究和先进防腐技术的应用迫在眉睫。
[0003]在钢铁表面涂覆防腐涂料是避免金属腐蚀的常用技术手段，其不仅可以起到一定的防腐作用，而且能带来装饰效果。在品类众多的防腐涂料中，富锌防腐涂料不仅具有物理屏蔽作用(避免腐蚀介质直接与基材表面接触)，还具有电化学防护、涂膜自修复和钝化作用，因此在防腐领域广泛应用。
[0004]富锌防腐涂料可分为有机富锌防腐涂料和无机富锌防腐涂料这两大类，这两类富锌防腐物料各有特点及其适用场合。其中，无机富锌涂料又分为溶剂型和水性两类，溶剂型无机富锌涂料是以正硅酸乙酯为基料组成的涂料，水性无机富锌涂料是由水性无机硅酸盐(纳、钾、锂)树脂、锌粉、助剂组成的双组分涂料。水性无机富锌防腐涂料凭借自身优异的附着力、耐磨性、耐热性、耐辐射性、耐溶剂性、安全性和抗静电性，而被广泛使用。
[0005]但是，传统的水性无机防腐富锌涂料仍存在以下不足之处：1、由于锌粉性质过于活泼，导致涂层过早失效，耐腐蚀性能还有待提升；2、由于锌粉表面粗糙，锌粉自身及相邻锌粉间存在沟壑缝隙，水渍易渗入其中，导致涂层难以快速干透，容易出现鼓泡，影响涂层质量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种水性无机富锌防腐涂料及其制备方法，它解决了现有的水性无机富锌防腐涂料耐腐蚀性和耐水性能较差的问题。
[0007]本专利技术的技术方案是：水性无机富锌防腐涂料，其包含组分及各组分重量份数如下：硅酸钾5
‑
15份；硅溶胶10
‑
30份；γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5
‑
10份；硅丙乳液20
‑
40份；改性锌粉20
‑
40份；固化剂1
‑
5份；增稠剂0.5
‑
1.5份；
[0008]所述改性锌粉的制备方法如下：
[0009]S01，硅烷改性溶液制备：分别取γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1,2
‑
双(三乙氧基硅基)乙烷，分散于乙醇和蒸馏水构成的1号溶液中，得到2号溶液，充分搅拌2号溶液并保温在20～30℃；
[0010]本步骤中，γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与1,2
‑
双(三乙氧基硅基)乙烷的体积比为2：(2～3)；1号溶液中的乙醇与蒸馏水的体积比为1：(4～5)；
[0011]S02，植酸改性溶液制备：将2号溶液与植酸混合，形成3号溶液，再将3号溶液分散于乙醇和蒸馏水构成的4号溶液中，得到5号溶液，调节5号溶液的PH值为7
‑
10，充分搅拌5号
溶液并保温在30～40℃；
[0012]本步骤中，2号溶液与植酸混合的体积比为(3～20)：2；4号溶液中的乙醇与蒸馏水的体积比为1：(4～5)；
[0013]S03，制备改性锌粉：添加锌粉到5号溶液中，充分搅拌使锌粉表面被5号溶液充分浸润，从而在锌粉表面附着硅烷膜和植酸基团，再将5号溶液蒸干即得到改性锌粉。
[0014]本专利技术进一步的技术方案是：制备改性锌粉S01步骤中，搅拌和保温2号溶液同时进行，时长为20～40min；制备改性锌粉S02步骤中，搅拌和保温5号溶液同时进行，时长为20～40min；制备改性锌粉S02步骤中，植酸浓度为45～55％；制备改性锌粉S03步骤中，添加锌粉的粒径为250～800目。
[0015]本专利技术再进一步的技术方案是：水性无机富锌防腐涂料，其包含组分及各组分重量份数如下：硅酸钾10份；硅溶胶20份；γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷7份；硅丙乳液30份；改性锌粉30份；固化剂3份；增稠剂1份；固化剂为三乙烯四胺，增稠剂为聚丙烯酸钠。
[0016]本专利技术的技术方案是：一种制备上述水性无机富锌防腐涂料的方法，步骤如下：
[0017]S01，取5
‑
15重量份数的硅酸钾溶液倒入容器中，滴加10
‑
30重量份数的硅溶胶至容器中，得到6号溶液，滴加的同时进行搅拌和加热，控制加热温度在50
‑
70℃；
[0018]S02，在搅拌状态下向6号溶液中加入5
‑
10重量份数的γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，得到7号溶液，静置7号溶液使其自然冷却至室温；
[0019]S03，在搅拌状态下向7号溶液中加入20
‑
40重量份数的硅丙乳液，得到8号溶液；
[0020]S04，在搅拌状态下向8号溶液中依次加入20
‑
40重量份数的改性锌粉、1
‑
5重量份数的固化剂、0.5
‑
1.5重量份数的增稠剂，即得到水性无机富锌防腐涂料。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有如下优点：其相比于现有的水性无机富锌防腐涂料，通过在制备原料中选用改性锌粉替代普通锌粉，使涂层具有更好的耐腐蚀性能和耐水性能。相较于普通锌粉表面粗糙的形态，改性锌粉的表面包覆有硅烷膜和植酸基团，从而形成了一层光滑致密的保护膜。基于保护膜，一方面避免了腐蚀介质直接与锌粉接触，延缓了腐蚀介质腐蚀锌粉的速度，避免涂层过早失效，另一方面其光滑致密的特性有效避免了水渍渗入，使涂层的耐水性能得到提升。
[0022]以下结合图和实施例对本专利技术作进一步描述。
附图说明
[0023]图1为放大10000倍的普通锌粉SEM图；
[0024]图2为放大10000倍的改性锌粉SEM图；
[0025]图3为对照组试样的表面形貌照片；
[0026]图4为实验组试样的表面形貌照片。
具体实施方式
[0027]实施例1：
[0028]水性无机富锌防腐涂料，其包含组分及各组分重量份数如下：硅酸钾10份；硅溶胶20份；γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷7份；硅丙乳液30份；改性锌粉30份；固化剂3份；增稠剂1份。
[0029]所述改性锌粉的制备方法如下：
[0030]S01，硅烷改性溶液制备：分别取γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1,2
‑
双(三乙氧基硅基)乙烷，分散于乙醇和蒸馏水构成的1号溶液中，得到2号溶液，充分搅拌2号溶液并保温在25℃；
[0031]本步骤中，γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与1,2
‑
双(三乙氧基硅基)乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水性无机富锌防腐涂料，其特征是：其包含组分及各组分重量份数如下：硅酸钾5
‑
15份；硅溶胶10
‑
30份；γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5
‑
10份；硅丙乳液20
‑
40份；改性锌粉20
‑
40份；固化剂1
‑
5份；增稠剂0.5
‑
1.5份；所述改性锌粉的制备方法如下：S01，硅烷改性溶液制备：分别取γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1,2
‑
双(三乙氧基硅基)乙烷，分散于乙醇和蒸馏水构成的1号溶液中，得到2号溶液，充分搅拌2号溶液并保温在20～30℃；本步骤中，γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与1,2
‑
双(三乙氧基硅基)乙烷的体积比为2：(2～3)；1号溶液中的乙醇与蒸馏水的体积比为1：(4～5)；S02，植酸改性溶液制备：将2号溶液与植酸混合，形成3号溶液，再将3号溶液分散于乙醇和蒸馏水构成的4号溶液中，得到5号溶液，调节5号溶液的PH值为7
‑
10，充分搅拌5号溶液并保温在30～40℃；本步骤中，2号溶液与植酸混合的体积比为(3～20)：2；4号溶液中的乙醇与蒸馏水的体积比为1：(4～5)；S03，制备改性锌粉：添加锌粉到5号溶液中，充分搅拌使锌粉表面被5号溶液充分浸润，从而在锌粉表面附着硅烷膜和植酸基团，再将5号溶液蒸干即得到改性锌粉。2.如权利要求1所述的水性无机富锌防腐涂料，其特征是：制备改性锌粉S01步骤中，搅拌和保温2号溶液同时进行，时长为20～40min；制备改性锌粉S02步骤中，搅拌和保温5号溶液同时进行，时长为20～40min；制备改性锌粉S02步骤中，植酸浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：招国栋，李伟凡，郑少伟，刘清，滑熠龙，龙慧，金丹，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：