CN102977770B

CN102977770B - 一种有机改性聚硅酸酯及其制备方法

Info

Publication number: CN102977770B
Application number: CN201210505277.0A
Authority: CN
Inventors: 张国锋; 胡胜初
Original assignee: WUXI HUHUANG PAINT CO Ltd
Current assignee: Huhuang New Material Technology Group Co.,Ltd.
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN102977770A

Abstract

一种有机改性聚硅酸酯及其制备方法，按质量百分含量计，包含以下组份：正硅酸乙酯32%~45%、聚乙烯醇缩丁醛2.5%~3%、异丙醇19%~36%、乙醇17%~20%、丙二醇乙醚5%~8%、稳定剂0.3%~0.4%、催化剂0.1%~0.3%、去离子水4%~6%。本发明的有机改性聚硅酸酯有非常好的成膜性及韧性，无需添加固化剂，价格低，所制备的无机硅酸锌车间底漆干燥快，固含量高，涂膜附着力及硬度发展快，在自动化生产线上使用可降低涂膜损坏率，提高生产线速度；所制备的无机富锌底漆可一次喷涂150μm不开裂，不流挂，干膜锌含量高。

Description

一种有机改性聚硅酸酯及其制备方法

技术领域

本发明属于油漆化工领域，具体涉及一种有机改性聚硅酸酯及其制备方法。

背景技术

无机硅酸锌车间底漆、无机硅酸锌防锈漆、无机富锌底漆等是目前造船、港机、建筑钢结构等重工钢材车间预处理防腐的主流产品及长效重防腐的重要产品。市场此类产品种类繁多，大多是两罐液体包装或单罐液体包装，其中锌粉包装组份（或单罐包装产品）中不可避免的或多或少含有一定量水份，超细锌粉极易氧化产生氢气和氧化锌，不同程度的影响配方中锌含量；产生的氧化锌颗粒较大，影响喷涂及防腐性；而产生的氢气危害及大，造成包装变型，包装钢桶盖子鼓胀，甚至喷盖危险。因锌粉比重大，漆液易出现结死底现象，如果搅拌不均将影响施工防腐性，造成大量浪费。

现有的树脂基料与本发明的有机改性聚硅酸酯相比价格较高，需添加固化剂，且韧性较差。现有市售无机富锌底漆树脂基料如有机改性的无机富锌树脂、水玻璃的特点如下表：

	市售有机改性的无机富锌树脂	市售水玻璃
			固化特点	无需另外添加固化剂	需添加固化剂
韧性	好	较差
			厚涂成膜性	好	差
生产工艺过程	复杂	一般
			价格	高	低

针对以上现有的市售无机富锌底漆树脂基料的缺点需要研发一种新的树脂基料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机改性聚硅酸酯。该有机改性聚硅酸酯用于无机富锌底漆或防锈漆漆浆。

本发明的另一目的在于提供一种有机改性聚硅酸酯的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种有机改性聚硅酸酯，按质量百分含量计，包含以下组份：正硅酸乙酯 32%~45%、聚乙烯醇缩丁醛2.5%~3%、异丙醇19%~36%、乙醇17%~20%、丙二醇乙醚5%~8%、稳定剂0.3%~0.4%、催化剂0.1%~0.3%、去离子水4%~6%。有机改性聚硅酸酯各组份的质量百分含量之和为100%。

所述的稳定剂为分析纯的氯化锌。

所述的催化剂为分析纯盐酸。所述的分析纯盐酸为一般市售盐酸，质量百分浓度一般为36%~38%。

所述的聚乙烯醇缩丁醛为SD－1型低分子量聚乙烯醇缩丁醛。

上述的有机改性聚硅酸酯的制备方法包括以下步骤：

（1）制备聚乙烯醇缩丁醛溶液：按配方量将聚乙烯醇缩丁醛缓慢加入搅拌状态下的乙醇和丙二醇乙醚的混合溶液中，至完全溶解；

（2）制备有机改性聚硅酸酯：按配方量将正硅酸乙酯、稳定剂、催化剂及部分异丙醇依次加入塘瓷锅中，升温至50~60℃，搅拌状态下将配方量去离子水在30~90分钟滴完，加入剩余异丙醇，在50~60℃搅拌保温1~3小时；静置15~30小时后搅拌状态下加入步骤（1）制备的聚乙烯醇缩丁醛溶液，过滤出料。

上述制备方法中，步骤（1）和（2）中所述搅拌的速度一般为200~600r/min。

步骤（2）中加入的部分异丙醇的量一般为配方量异丙醇的30%~60%（质量百分数）。

本发明的有机改性聚硅酸酯强针对背景技术所述的缺点制漆，通过粉体、液体分罐包装，使用时液体部分倒入调漆桶，逐渐加入粉体组份，搅拌均匀，加入适当稀释剂即可使用。

本发明的有益效果：

本发明的有机改性聚硅酸酯是利用聚乙烯醇缩丁醛溶液与聚硅酸酯冷拼得到的水白微带乳光的有机改性聚硅酸酯液体，该液体有非常好的成膜性及韧性，无需添加固化剂，价格低，所制备的无机硅酸锌车间底漆干燥快，固含量高，涂膜附着力及硬度发展快，在自动化生产线上使用可降低涂膜损坏率，提高生产线速度；所制备的无机富锌底漆可一次喷涂150μm不开裂，不流挂，干膜锌含量高。

具体实施方式

使用原料：

分析纯氯化锌：天津金汇太亚化学试剂有限公司

分析纯盐酸：宜兴市辉煌化学试剂厂

正硅酸乙酯：张家港新亚化工有限公司

聚乙烯醇缩丁醛：上海四喜化工， SD－1型低分子量聚乙烯醇缩丁醛

异丙醇、丙二醇乙醚、无水乙醇、催化剂、稳定剂，以上匀为工业级。

实施例1

一种有机改性聚硅酸酯，按质量百分含量计，包含以下组份：正硅酸乙酯 35%、聚乙烯醇缩丁醛2.5%、异丙醇32%、乙醇18%、丙二醇乙醚7%、稳定剂0.3%、催化剂0.2%、去离子水5%。

所述的稳定剂为分析纯氯化锌，所述的催化剂为分析纯盐酸，所述的聚乙烯醇缩丁醛为上海四喜化工的SD－1型低分子量聚乙烯醇缩丁醛，粘度8－10S。

制备工艺：

（2）制备有机改性聚硅酸酯：按配方量将正硅酸乙酯、稳定剂、催化剂及配方量一半的异丙醇依次加入塘瓷锅中，升温至55℃，搅拌状态下将配方量去离子水在30~90分钟滴完，滴加过程中注意控制锅内温度不超过60℃，如温度过高可使用剩余量的异丙醇调节锅内温度，加入配方剩余量的异丙醇，在55℃搅拌保温2小时；静置24小时后搅拌状态下加入步骤（1）制备的聚乙烯醇缩丁醛溶液，过滤出料。

上述制备方法中，搅拌的速度为200~400r/min。

实施例2

一种有机改性聚硅酸酯，按质量百分含量计，包含以下组份：正硅酸乙酯 32%、聚乙烯醇缩丁醛3%、异丙醇35%、乙醇17%、丙二醇乙醚8%、稳定剂0.4%、催化剂0.1%、去离子水4.5%。

制备工艺：

（2）制备有机改性聚硅酸酯：按配方量将正硅酸乙酯、稳定剂、催化剂及配方量一半的异丙醇依次加入塘瓷锅中，升温至55℃，搅拌状态下将配方量去离子水在30~90分钟滴完，滴加过程中注意控制锅内温度不超过60℃，如温度过高可使用剩余量的异丙醇调节锅内温度，加入配方剩余量的异丙醇，在55℃搅拌保温2小时；静置24小时后搅拌状态下加入聚乙烯醇缩丁醛溶液，过滤出料。

步骤（1）和（2）中搅拌的速度为200~400r/min。

实施例3

一种有机改性聚硅酸酯，按质量百分含量计，包含以下组份：正硅酸乙酯 45%、聚乙烯醇缩丁醛2.5%、异丙醇20%、乙醇20%、丙二醇乙醚6%、稳定剂0.3%、催化剂0.2%、去离子水6%。

制备工艺：

步骤（1）和（2）中搅拌的速度为200~400r/min。

实施例1~3制备的有机改性聚硅酸酯的检测结果见表1。

表1 实施例1~3制备的有机改性聚硅酸酯的检测结果

检测项目	检测指标	检验方法
			外观	水白至微黄稍有乳光	GB/T1721－1979
色泽Fe-Co	≤ 1	GB/T1722-1992
			粘度T－4 /s	10－20	GB/T1723-1993
固含量%	≥12	GB/T1725-1979

实施例1制备的有机改性聚硅酸酯树脂基料为例与现有市售无机富锌底漆树脂基料如有机改性的无机富锌树脂和水玻璃的性能对比见表2：

表2实施例1制备的有机改性聚硅酸酯树脂与市售有机改性无机富锌树脂和水玻璃对比

	市售有机改性无机富锌树脂	市售水玻璃	实施例1
				固化特点	无需另外添加固化剂	需添加固化剂	无需另外添加固化剂
韧性	好	较差	非常好
				厚涂成膜性	好	差	好
生产工艺过程	复杂	一般	简单
				价格	高	低	低

以实施例1制备的有机改性聚硅酸酯为基料配以锌粉等防锈颜料（ZMP防腐基料，市售），有机改性聚硅酸酯与ZMP防腐基料的质量比为1:4，搅拌均匀加入适当稀释剂（乙醇、正丁醇和二甲苯=3~5:2~3:3~4）喷板性能指标见下表2：

表3以有机改性聚硅酸酯为基料制备的涂料检测结果

检验项目	实测结果	技术指标
			干燥时间（表干）	≤2min	≤5min
附着力/级	≤1	≤2
			漆膜厚度	通过	15~20μm
产品中金属锌含量%	≥90	商定
			耐候性	通过	12个月生锈1级

将有机改性聚硅酸酯为基料和ZMP防腐基料按1:4的质量比混合后贮存，贮存稳定性见下表4：

表4以有机改性聚硅酸酯为基料制备的涂料的贮存稳定性

注：影响粘度变化因素很多，以上指标是在HDPE包装桶内贮存。

结果：本发明制备的有机改性聚硅酸酯韧性高，成膜性好，生产工艺简单，无需添加固化剂，价格低。以有机改性聚硅酸酯为基料配以锌粉等防锈颜料制成无机富锌底漆干燥快，固含量高，涂膜附着力及硬度发展快；可一次喷涂150μm不开裂，不流挂，干膜锌含量高。

Claims

1.一种有机改性聚硅酸酯，其特征在于按质量百分含量计，由以下组份组成：正硅酸乙酯 32%~45%、聚乙烯醇缩丁醛2.5%~3%、异丙醇19%~36%、乙醇17%~20%、丙二醇乙醚5%~8%、稳定剂0.3%~0.4%、催化剂0.1%~0.3%、去离子水4%~6%；所述的稳定剂为氯化锌；所述的催化剂为分析纯盐酸。

2.根据权利要求1所述的有机改性聚硅酸酯，其特征在于所述的聚乙烯醇缩丁醛为SD－1型低分子量聚乙烯醇缩丁醛。

3.根据权利要求1所述的有机改性聚硅酸酯，其特征在于其制备方法包括以下步骤：

（2）制备有机改性聚硅酸酯：按配方量将正硅酸乙酯、稳定剂、催化剂及部分异丙醇依次加入塘瓷锅中，升温至50~60℃，搅拌状态下将配方量的去离子水在30~90分钟滴完，加入剩余异丙醇，在50~60℃搅拌保温1~3小时；静置15~30小时后搅拌状态下加入步骤（1）制备的聚乙烯醇缩丁醛溶液，过滤出料。

4.根据权利要求3所述的有机改性聚硅酸酯，其特征在于步骤（1）和步骤（2）中所述搅拌的搅拌速度为200~600r/min。

5.权利要求1所述的有机改性聚硅酸酯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的有机改性聚硅酸酯的制备方法，其特征在于步骤（1）和步骤（2）中所述搅拌的搅拌速度为200~600r/min。