CN102775828A - 缓释干燥型水性无机富锌涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缓释干燥型水性无机富锌涂料，它是由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100：30～100：50。本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料，通过使用缓释干燥改性剂，再配合锌粉、功能性填料等制成缓释干燥型水性无机富锌涂料，改变了传统的水性无机富锌涂料室外施工风力不能大于3级、基材温度不可高于30℃的苛刻条件限制，可使其在室外风力5级、温度50℃条件下涂于喷砂处理的钢质基材表面，膜厚度50-100μm时不出现漆膜开裂、重涂不带起、不产生干喷等漆膜病态，对钢质板材工件起到极佳的防腐作用。本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料用于经喷砂后的钢质板材、钢结构工件（储油罐、储气罐、钢结构建筑等）的表面涂装。

Description

缓释干燥型水性无机富锌涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，涉及水性无机富锌涂料，更具体的说是一种缓释干燥型水性无机富锌涂料及其制备方法与应用。

背景技术

水性无机富锌涂料以其优异的防腐蚀、自修复性、电化学性、耐热性、耐溶剂性、耐油性、可焊性和零VOC排放，在大气和海洋重防腐工程中取得令人满意的效果，得到愈来愈多业内人士的认同。 随着人们环保意识的增强,含挥发性有机溶剂的体系在应用中受到了严格的限制，水性涂料、无溶剂涂料等更是受到人们的重视。

当前，水性无机富锌涂料备受关注，其技术市场潜力巨大，是今后防腐涂料发展的重点方向之一，尤其用作底漆，有着不可替代的优异性能。德国Galvatech Led公司开发了Zinga富锌涂料，已使用多年，且防腐性能极好。近年来，国内也开发出了水性高模数硅酸钾、硅酸锂富锌涂料，在工程上逐渐应用，而且品质在不断改进，作为一种水性环保防腐涂料，目前已经被人们普遍接受。

然而，水性无机富锌涂料的室外施工性能却一直不理想，严重限制了对它的有效利用和发展。 水性无机富锌涂料的施工受基材温度、环境风力影响较大，多数水性无机富锌涂料产品在施工时，要求环境温度不能低于5℃、周围空气温度至少高于露点温度3℃以上，而基材最高温度不超过30℃，相对湿度低于80%。，风力小于2级，在野外施工时，很难同时满足这些条件。

发明内容

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的缺点与不足，提供了一种缓释干燥型水性无机富锌涂料，本发明通过研究尽可能获得适宜露天环境施工的性能良好、高环保的水性富锌涂料。重点是对涂料进行功能性改性，即延缓涂料的表面干燥特征，使水性无机富锌涂料能在较高的温度、较高风力条件下适宜喷、刷涂和滚涂等施工方法，施工时漆膜不开裂、重叠涂刷不带起、不形成干喷，提高其综合施工性能，达到水性无机富锌涂料能在室外较恶劣的环境下施工应用效果。在这样的背景下，我国对于如此庞大的水性无机富锌涂料市场的开发就显得势在必行，市场推广前景广阔。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容

一种缓释干燥型水性无机富锌涂料，其特征在于该涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100：30～100：50。其中主剂、固化剂是由下列重量份数的原料组成：

主剂：               

锌粉                  85-98份，

功能性填料：          2-15份；

固化剂：

硅酸锂基料            85-92份，

缓释干燥改性剂        8-15份。

本发明所述的功能性填料为：重质碳酸钙、重晶石粉、滑石粉、瓷土、氧化锌或二氧化硅。其中优选：滑石粉、二氧化硅、氧化锌。

缓释干燥改性剂为：葡萄糖、蔗糖、麦芽糖或硅溶胶。优选：蔗糖或葡萄糖。

本发明一个典型的组成是：主剂：锌粉90kg；功能性填料10 kg（氧化锌1.2 kg，滑石粉8.0 kg，二氧化硅0.8 kg）。固化剂：硅酸锂基料35.2 kg；缓释干燥改性剂（蔗糖）4.8kg。

本发明另一个典型的组成是：主剂：锌粉97 kg；功能性填料3kg（氧化锌0.15kg，滑石粉2.4kg，二氧化硅0.45kg）。固化剂：硅酸锂基料46kg；缓释干燥改性剂（葡萄糖）4kg。

本发明再一个典型的组成是：主剂：锌粉88kg，功能性填料12kg （氧化锌0.6kg，滑石粉9.6kg，二氧化硅1.8kg）；固化剂：硅酸锂基料25.5kg；缓释干燥改性剂（葡萄糖或蔗糖）4.5kg。

本发明进一步公开了缓释干燥型水性无机富锌涂料的方法，它是按如下的步骤进行：

（1）将85-98份重量份数的锌粉、2-15份功能性填料依次加入锥形搅拌罐，开搅拌混合1-2小时，混合均匀后包装；

（2）将85-92份重量份数的硅酸锂基料装入配料罐，开搅拌缓缓加入8-15份缓释干燥改性剂，在高速搅拌状态下搅拌30-50分钟，待缓释干燥改性剂均匀溶解后，过滤包装；

（3）使用时将分别包装的主剂与固化剂以100：30～100：50的重量份数比混合，充分搅拌均匀，熟化10-15分钟后再次搅拌即可进行涂装施工。

本发明所述的缓释干燥型水性无机富锌涂料主要在钢质板材、钢结构工件（储油罐、储气罐、钢结构建筑等）涂装中应用。

本发明通过使用硅酸锂基料，在体系中硅酸盐与锌粉反应的同时还与钢铁反应形成硅酸锌铁络合物，因而对钢铁表面形成很强的化学键，使其具有很好的防腐性能，解决了在高度腐蚀环境下的钢材防腐问题。

本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料，通过缓释干燥改性剂的引入解决了水性无机富锌涂料在室外基材较高温度、高风力条件下涂装漆膜开裂、重复涂装漆膜带起、干喷等问题。

本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料，通过合理配合功能性填料解决了厚涂漆膜流挂和配漆后施工过程中锌粉沉淀的问题。

本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料，用以上无机硅酸锂基料、缓释干燥改性剂再配合锌粉、功能性调料制成“缓释干燥型水性无机富锌涂料”，可在室外钢材表面温度50℃、风力5级环境条件下，涂于钢质基材表面，一次涂装漆膜厚度在50-100μm 时，不流挂、不起泡，漆膜不开裂，重叠涂装漆膜不带起，漆膜平整、具有优异的理化性能，对钢质制品起到极佳的保护作用。

本发明制备的缓释干燥型水性无机富锌涂料，（实施例1-5）检测的各项指标及对比试验如下：

1、检测的各项指标及对比：                                  

性能指标	实施例1-5	普通水性无机富锌涂料
			风力5级钢材表面温度50℃，滚涂、刷涂	漆膜表面平整	漆膜表面开裂，重叠滚涂漆膜带起
表干	15-20分钟	8分钟
			实干	2小时	2小时
厚涂性  mm	150	120
			附着力（划格法）mm	1	1
硬度	3H	3H
			耐水性	2000小时，不起泡、不生锈	2000小时，不起泡、不生锈
耐盐雾	2000小时，不起泡、不生锈	2000小时，不起泡、不生锈

2、产品特性：本发明的“缓释干燥型水性无机富锌涂料”具有如下优异特性：

1）施工性：可以在较高温度（5-50℃）、风力（1-5级）条件下施工，漆膜不产生开裂、无气泡、不出现干喷等漆膜弊病，重叠涂刷漆膜不带起。

2）厚涂性；一次性涂装漆膜厚度可达到100μm以上（干膜），不产生流挂现象。

3）耐盐雾性：漆膜耐盐雾性能可以达到2000h以上，不起泡、不生锈。

本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料与现有的水性无机富锌涂料相比所具有的积极效果在于：

（1）本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料，其产品性能达到或超过国外同类产品水平，满足国内钢质基材涂装使用要求。

（2）本发明的产品解决了现有水性无机富锌涂料室外施工时对环境条件的苛刻（要求被涂钢材表面温度低于30℃，环境风力小于2级）要求，可在被涂钢材表面温度5-50℃，环境风力1-5级的恶劣条件下施工，解决了施工环境、条件对涂料施工的影响。 

（3）本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料不含重金属、纯水性产品，符合环保要求。

（4）本发明的缓释干燥型水性无机富锌涂料主要用于钢质基材工件领域如：油储罐、石油管道、钢结构建筑等产品的涂装，起到长效防腐作用。

具体实施方式

为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要的细节影响对本技术方案的描述。以下结合较佳实施例，对本发明做进一步的描述。需要加以说明的是：制备本发明的各种化学试剂、原料均可以从市场上买到或容易地通过已知的方法制得。本发明所指的份数可以是克，公斤或吨，主要以生产的实际需要加以选定。

实施例1

主剂：

锌粉             90

功能性填料       10（氧化锌1.2，滑石粉8，二氧化硅0.8）

固化剂：

硅酸锂基料                             88 

缓释干燥改性剂（葡萄糖或蔗糖）         12

使用时按主剂：固化剂=100：40的重量份数比混合。

实施例2

主剂：

锌粉        95

功能性填料  5（氧化锌0.25，滑石粉4，二氧化硅0.75）

固化剂：

硅酸锂基料                           92

缓释干燥改性剂（葡萄糖）              8

使用时按主剂：固化剂=100：50的重量份数比混合。

实施例3

主剂：

锌粉         88

功能性填料   12（氧化锌0.6，滑石粉9.6，二氧化硅1.8）

固化剂：

硅酸锂基料                             85

缓释干燥改性剂（蔗糖）                 15

使用时按主剂：固化剂=100：30的重量份数比混合。

实施例4

主剂：锌粉97

功能性填料3（氧化锌0.15，滑石粉2.4，二氧化硅0.45）

固化剂：

硅酸锂基料                           92

缓释干燥改性剂（麦芽糖）              8

使用时按主剂：固化剂=100：50的重量份数比混合。

实施例5

主剂：

锌粉             90

功能性填料       10（瓷土1.2，滑石粉8，二氧化硅0.8）

固化剂：

硅酸锂基料                             88 

缓释干燥改性剂（葡萄糖）               12

使用时按主剂：固化剂=100：40的重量份数比混合。

实施例1-5

实施例1-5的制备方法

1、主剂制备

将85-98份重量份数的锌粉、2-15份功能性填料依次加入锥形搅拌罐，开搅拌混合1-2小时，混合均匀后包装；

2、固化剂制备：将85-92份重量份数的硅酸锂基料装入配料罐，开搅拌缓缓加入8-15份缓释干燥改性剂，在高速搅拌状态下搅拌30-50分钟，待缓释干燥改性剂均匀溶解后，过滤包装。

3、使用时将分别包装的主剂与固化剂以100：30～100：50的重量份数比混合，充分搅拌均匀，熟化10-15分钟后再次搅拌即可进行涂装施工。

实施例6（实际应用情况的说明）

不论是储油罐、储气罐、集装箱等在涂装缓释干燥型水性无机富锌涂料时，均在喷砂处理的钢质板材上涂装，待干燥后再焊接成型，不在成型罐上涂装，所以基本上仅在钢质板材上施工。下面以钢质板材为例对应用情况加以说明。

钢质板材：在施工环境为温度50℃、风力5级的条件下，将实施例1-5制备的分别包装的主剂与固化剂按重量份数比混合，搅拌均匀，过80目罗网，熟化10分钟后，再次搅拌均匀，分别使用辊涂和刷涂方法，涂于经喷砂处理好的钢质板材上，平面漆膜厚度80-100μm，重复滚涂漆膜不带起，涂膜干燥后表面无开裂、无气泡，漆膜平整。

在详细说明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (5)

1.一种缓释干燥型水性无机富锌涂料，其特征在于该涂料由主剂和固化剂组成，其中主剂与固化剂的重量份数为100：30～100：50；所述的主剂、固化剂是由下列重量份数的原料组成：

主剂：               

锌粉                  85-98份，

功能性填料：          2-15份；

固化剂：

硅酸锂基料            85-92份，

缓释干燥改性剂        8-15份。

2.权利要求1所述的缓释干燥型水性无机富锌涂料，其中功能性填料为：重质碳酸钙、重晶石粉、滑石粉、瓷土、氧化锌、二氧化硅两种或以上的混合物。

3.权利要求1所述的缓释干燥型水性无机富锌涂料，其中缓释干燥改性剂为：葡萄糖、蔗糖、麦芽糖或硅溶胶。

4.一种制备权利要求1-3任一项所述缓释干燥型水性无机富锌涂料的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）将85-98份重量份数的锌粉、2-15份功能性填料依次加入锥形搅拌罐，开搅拌1-2小时，混合均匀后包装；

（2）将85-92份重量份数的硅酸锂基料装入配料罐，开搅拌缓缓加入8-15份缓释干燥改性剂，在高速搅拌状态下搅拌30-50分钟，待缓释干燥改性剂均匀溶解后，过滤包装；

（3）使用时将分别包装的主剂与固化剂以100：30～100：50的重量份数比混合，充分搅拌均匀，熟化10-15分钟后再次搅拌即可进行涂装施工。

5.权利要求1-3任一项所述缓释干燥型水性无机富锌涂料在制备钢质板材、钢结构工件（储油罐、储气罐、钢结构建筑）涂料中的应用。