一种环保无机导静电防腐蚀涂料及其制备方法技术

一种环保无机导静电防腐蚀涂料，包括A组分、B组分和水；A组分包括10～30份硅酸盐溶液和5～20份甲基硅酸盐溶液；B组分包括以下重量份的原料：球形锌粉10～20份、片状锌粉2～10份、磷铁粉5～15份、纳米金属粉1～5份、金属纤维5～10份、导电填料5～10份、防腐剂3～8份。制备方法：取A组分各原料放入搅拌机中搅拌得到A组分；取B组分各原料放入研磨分散机中分散得到B组分；将B组分加入A组分中使二者充分润湿，再加入水，搅拌均匀，即得环保无机导静电防腐蚀涂料。该制备工艺简单、成本低、生产过程安全环保；所得到的涂料绿色环保，无毒无污染，可提高导静电性能和防腐性能，具有广阔的应用价值和市场前景。和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种环保无机导静电防腐蚀涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种环保无机导静电防腐蚀涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在工业制造和日常生活中，由于摩擦、感应或传导等作用往往产生静电荷的积累，轻则使人感到不舒适，重则对人体造成伤害，甚至产生火灾爆炸事故。静电的危害主要表现在引起电子设备故障或错误动作、引起电磁干扰，从而影响生产效率。高压静电放电引起触电，危及生命安全。在易燃易爆物品多、粉尘、油雾多的场所容易引起爆炸和火灾。尤其在石油化工领域，油品属于非极性物质，在储运过程中会产生电荷，如不排除而逐渐积累，存在着火与爆炸的安全隐患，由静电导致的安全事故时有发生。为了防止金属制品的腐蚀和静电积累，往往采用涂料对金属构件或设备进行保护，要求涂料具有良好的防腐蚀和导静电性能。
[0003]目前，国内防腐蚀导静电涂料一般为有机涂料为主，主要存在以下几方面问题：
[0004](1)污染问题：生产过程中使用大量有机物，造成资源的浪费，而且污染环境和危害人身健康；如公开号为CN 114045081 A的专利公开了一种纳米导静电涂料，该涂料包括丙烯酸乳液、羧甲基纤维素钠、有机硅氧烷、丙烯酸交联型增稠剂和邻苯二甲酸酐等多种有机物；
[0005](2)导静电性能低：由于有机物是绝缘性物质，仅通过添加导电填料很难大幅提高其导静电性能；如公开号为CN 112280357 A的专利公开了以水性环氧树脂作为成膜物和导电云母粉为导静电填料来制备导静电涂料，其表面电阻仅为109Ω，且挥发性有机化合物(VOC)含量为24g/L，有一定的污染性；公开号为CN 114456675 A的专利公开的单壁碳纳米管改性无溶剂环氧导静电涂料及其制备方法，所制备得到的涂料表面电阻为108～10
10
Ω；公开号为CN 109355009B的专利公开了一种基于硅基咪唑类离子液体的有机硅导静电涂料，该导静电涂料的表面电阻为109Ω；
[0006](3)生产工艺复杂，如公开号为CN 114773957 A的专利公开了一种室内导静电涂料，该涂料包括环氧底漆、环氧中间漆和导静电面漆三道组合涂料，不仅提高了涂料生产成本，还增加了施工成本，且该涂料的底漆、中间漆和面漆均含有15～75g/L的VOC，具有环境污染性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种环保无机导静电防腐蚀涂料及其制备方法，该制备工艺简单、成本低、生产过程安全环保；所制备得到的涂料绿色环保，无毒无污染，可提高导静电性能和防腐性能，具有广阔的应用价值和市场前景。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种环保无机导静电防腐蚀涂料，包括A组分、B组分和水；A组分与B组分之间的质量比为1：(1～1.5)，水占环保无机导静电防腐蚀涂料重量
的10～20％；所述A组分包括以下重量份的原料：硅酸盐溶液10～30份、甲基硅酸盐溶液5～20份；所述B组分包括以下重量份的原料：球形锌粉10～20份、片状锌粉2～10份、磷铁粉5～15份、纳米金属粉1～5份、金属纤维5～10份、导电填料5～10份、防腐剂3～8份；所述纳米金属粉为平均粒径均为20～100nm的铝粉、钛粉中的一种或两种。
[0009]优选的，所述硅酸盐溶液为硅酸钠和硅酸钾中的一种或两种，所述硅酸盐溶液的模数为2.0～4.0。
[0010]优选的，所述甲基硅酸盐溶液为质量分数20～50％的甲基硅酸钠溶液和甲基硅酸钾溶液中的一种或两种。
[0011]优选的，所述球形锌粉的平均粒径为5～50μm，片状锌粉的平均粒径为2～20μm，磷铁粉的平均粒径为5～20μm。
[0012]优选的，所述金属纤维为不锈钢纤维、镍纤维和铝纤维中的一种或两种；所述金属纤维的平均粒径为1～10μm、长度为20～50μm。
[0013]优选的，所述导电填料的平均粒径为5～30μm，导电填料为导电钛白粉、导电云母粉、掺锑二氧化锡中的一种或多种。
[0014]优选的，所述防腐剂为聚磷酸铝、三聚磷酸铝锌和钼酸锌中的一种或多种。
[0015]为实现专利技术目的，本专利技术还提供上述环保无机导静电防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]1)A组分的制备：按比例称取硅酸盐溶液放入搅拌机中，在搅拌条件下按重量比例将甲基硅酸盐溶液缓慢倒入硅酸盐溶液中，并继续搅拌10～20min后即得A组分；
[0017]2)B组分制备：按比例称取球形锌粉、片状锌粉、磷铁粉、纳米金属粉、金属纤维、导电填料和防腐剂放入干粉研磨分散机中，研磨分散20～40min后即得B组分；
[0018]3)涂料的制备：按比例分别称取A组分和B组分，在搅拌条件下将B组分缓慢加入A组分中使二者充分润湿，再加入涂料总量10～20％的水后，搅拌均匀，即得环保无机导静电防腐蚀涂料。
[0019]优选的，步骤1)中，调整搅拌机转速为500～1000rpm；步骤2)中，调整研磨分散机的转速为500～1000rpm。
[0020]使用时，采用喷涂或刷涂的工艺将本专利技术制备得到的环保无机导静电防腐蚀涂料涂覆在待涂金属表面，室温干燥24h后，即得到环保无机导静电防腐蚀涂层。
[0021]本专利技术中无机硅酸盐作为成膜物，而不是有机成膜物、成膜助剂和助剂，从根本上解决了涂料释放甲醛和VOC的问题，环保性能优异；另外，甲基硅酸盐改性硅酸盐后，由于憎水性甲基的存在提高了涂层的耐水性能和防腐蚀性能。
[0022]本专利技术中球形锌粉在涂料防腐蚀过程中由于牺牲阳极的作用而提高了涂层的防腐蚀性能；片状锌粉在涂料中平行于基体排列有利于提高涂料的防腐蚀性能。
[0023]本专利技术中纳米金属粉在涂料中作为刚性质点分散了涂层固化时的收缩应力，提高了涂层的抗开裂等性能，同时与硅酸盐反应形成硅酸铝强化了涂层。
[0024]本专利技术中超细磷铁粉作为阴极性组分部分代替锌粉，不仅对钢铁材料具有防锈作用，而且还降低了锌粉的用量，进而降低了涂料的成本。
[0025]本专利技术中具有一定长度的金属纤维在涂料中形成互相搭接的网状结构，将涂料中的锌粉等金属粉和导电填料相互连接起来，形成导电通路，显著提高了涂层的导静电性能，
并提高了涂层的强度。
[0026]本专利技术中防腐剂一方面水解释放出与铁离子络合能力强的磷酸根或钼酸根离子在钢铁表面形成致密保护膜，阻止钢铁进一步腐蚀；另一方面在涂层固化过程中水解产生的H
+
离子促进了涂料的固化，强化了涂层、提高了涂层的耐水性能。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028]本专利技术使用的原材料为无机硅酸盐，不使用有机成膜物和助剂，从根本上解决了涂料释放甲醛和VOC的问题，环保性能优异。本专利技术通过各组分的成分配比和优化，协同作用，使得该涂料综合性能优异。本专利技术制备工艺简单、成本低、生产过程安全环保；所制备得到的涂料绿色环保，无毒无污染，提高了导静电性能和防腐性能，具有广阔的应用价值和市场前景。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保无机导静电防腐蚀涂料，其特征在于，包括A组分、B组分和水；A组分与B组分之间的质量比为1：(1～1.5)，水占环保无机导静电防腐蚀涂料重量的10～20％；所述A组分包括以下重量份的原料：硅酸盐溶液10～30份、甲基硅酸盐溶液5～20份；所述B组分包括以下重量份的原料：球形锌粉10～20份、片状锌粉2～10份、磷铁粉5～15份、纳米金属粉1～5份、金属纤维5～10份、导电填料5～10份、防腐剂3～8份；所述纳米金属粉为平均粒径均为20～100nm的铝粉、钛粉中的一种或两种。2.根据权利要求1所述的一种环保无机导静电防腐蚀涂料，其特征在于，所述硅酸盐溶液为硅酸钠和硅酸钾中的一种或两种，所述硅酸盐溶液的模数为2.0～4.0。3.根据权利要求1或2所述的一种环保无机导静电防腐蚀涂料，其特征在于，所述甲基硅酸盐溶液为质量分数20～50％的甲基硅酸钠溶液和甲基硅酸钾溶液中的一种或两种。4.根据权利要求1或2所述的一种环保无机导静电防腐蚀涂料，其特征在于，所述球形锌粉的平均粒径为5～50μm，片状锌粉的平均粒径为2～20μm，磷铁粉的平均粒径为5～20μm。5.根据权利要求1或2所述的一种环保无机导静电防腐蚀涂料，其特征在于，所述金属纤维为不锈钢纤维、镍纤维和铝纤维中的一种或两种；所述金属纤维的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，张陈，王翔，吕宗增，
申请(专利权)人：江苏集萃道路工程技术与装备研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：