CN104292892A - 一种水性无机富锌干粉涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性无机富锌干粉涂料，主要成份为磨细的高炉矿渣、偏高岭土、锌粉和固体水玻璃粉，由磨细高炉矿渣粉体与偏高岭土混合得到的粉体A、固体水玻璃粉和锌粉为原料混合而成，所述的A按重量分为磨细高炉矿渣粉体60～99份与偏高岭土1～40份的混合物，将粉体A与固体水玻璃粉按照质量比为10∶2～6混合得到成膜干粉，再将成膜干粉与锌粉按照质量比为1∶5～9混合即得本发明涂料。本发明制备的水性无机富锌干粉涂料施工时的固含量可通过用水量调节；具有固化快，界面结合牢固，无开裂的优点。

Description

一种水性无机富锌干粉涂料及制备方法

技术领域

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种水性无机富锌干粉涂料及制备方法。

背景技术

地质聚合物材料是一种碱激发胶凝材料，但大多数碱激发地质聚合物采用水玻璃作为激发剂，使用过程中不便于运输和储存。为此，制备单组份地质聚合物无机富锌干粉涂料，使用中只需要加水就可使用，使用和储存更加方便。更重要的是其防腐机理结合了界面封闭、阴极保护以及强碱性钝化三种机制，防腐性能优良。因而，本发明具有非常重要的意义。

20世纪70年代末，法国的J.Davidovits首先提出地质聚合物材料的概念。该材料具有比高分子材料高的硬度、热稳定性和抗氧化能力，但韧性不及有机聚合物；与陶瓷材料相比，地聚合物材料的结构是以环状链构成的连续三维网络构架，有“类晶态”和玻璃态两种结构，不存在完全的晶体和晶界，材料的各项性能来自于[—Si—O—Al—O—]n骨架，地聚合物材料的性能与陶瓷类似但不需要烧结成型。与水泥材料相比，地聚合物材料的聚合程度较高，反应后具有氧化物三维网络结构，在高温下亦能保持网络结构完整，因而地聚合物材料具有比水泥更高的强度、硬度、韧性、耐水性、高温稳定性和抗冻性。

近年来，随着涂料产量及用量的增加，它所造成的负面影响也突显了出来，不仅给生态环境带来了巨大的破坏，也造成了巨大的能源浪费及经济损失。因此，随着全球发展无毒、低污染、低能耗的涂料呼声日益高涨，随着我国受环境保护、国家法律法规、石油资源匮乏等对工业防腐涂料的可挥发性物质(VOCs)以及有害空气污染物(HAPs)的限制因素，绿色化、环保化、原料来源丰富化的涂料成为工业防腐涂料的发展趋势，“无机环保水性化”是涂料发展的热点。

资料表明，涂装于钢铁基材的传统水性无机富锌涂料，其成膜过程包括水分蒸发过程和固化成膜过程。蒸发过程中，包围着锌粉颗粒的硅溶胶粒子发生聚合反应，形成Si—O键的立体网状结构，反应产物硅酸锌聚合物即为涂层中的主要成膜物质，大量的锌粉分散在以小分子状态存在的硅酸盐溶液中，锌粉在其中不仅是颜料，同时又是涂料的固化剂，成膜时硅酸盐中大量存在的—OH基团不仅与锌起交联反应，而且亦与钢铁底材发生键合作用，形成硅酸锌铁的络合物Fe₂(SiO₃)₃·ZnSiO3，使基体表面的铁原子也成为漆膜无机大分子结构的一个组成部分，从而使漆膜牢固地附着在钢铁表面。而本技术不同的是采用地质聚合物技术成膜，不需要水分蒸发成膜，对施工环境要求不高，固化反应快；通过调节水量可实现高固含量涂料施工，致密性更好。与其他防腐涂料相比,水性无机富锌涂料对金属底材的处理和施工要求比较严,若处理不当,涂膜易出现开裂、脱落、起泡等弊病。

发明内容

本发明针对性传统水性无机富锌涂料储存期短、固化慢、施工条件苛刻，与界面结合力不高、易开裂等缺点，旨在提供一种水性无机富锌干粉涂料及制备方法，采用高炉矿渣和偏高岭土作为主要原料，通过掺加固体水玻璃进行激发和增强，获得了早期高强度，抗腐蚀性好、抗冻性好的地质聚合物成膜材料。本发明目的还在于提供一种地质聚合物基水性无机富锌干粉涂料及制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种水性无机富锌干粉涂料，由磨细高炉矿渣粉体与偏高岭土混合得到的粉体A、固体水玻璃粉和锌粉为原料混合而成。

所述的A为磨细高炉矿渣粉体与偏高岭土混合粉体，组分按质量份数，配比如下：磨细高炉矿渣粉体60～99份；偏高岭土1～40份。

所述的固体水玻璃粉为模数为1.8-2.2的工业钾水玻璃或钠水玻璃经过喷雾干燥而成的固体粉末，其细度大于60目，含水量小于质量百分数25％；

所述的成膜干粉由A与固体水玻璃粉混合得到，且A与固体水玻璃粉的质量比为10∶2～6。

本发明富锌干粉涂料中成膜干粉与锌粉质量比为1∶5～9。

本发明所述的偏高岭土由高岭土经800℃煅烧2小时后形成；磨细高炉矿渣粉体为市场采购。

本发明水性无机富锌干粉涂料制备方法如下：将磨细高炉矿渣粉体与偏高岭土混合后的粉体A与模数为1.8-2.2的固体水玻璃B粉按质量配比混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，得到成膜干粉；将成膜干粉与锌粉按照质量比混合均匀，包装密封后即成为水性无机富锌干粉涂料。

本发明水性无机富锌干粉涂料使用时加入适量的水，控制水固比0.18-0.30，搅拌均匀后即可使用。

本发明的有益效果为：

1)本发明的制备工艺安全、简单、零VOC、易运输和储存；

2)本发明制备的水性无机富锌干粉涂料施工时的固含量可通过用水量调节；固化快，界面结合牢固，无开裂；

3)本发明材料可应用于钢结构防腐、船舶防腐、海洋工程防腐、军事设施防腐等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案作进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。

实施例1

一种水性无机富锌干粉涂料，通过以下方法制备：

将磨细高炉矿渣粉体30kg与偏高岭土20kg混合得到粉体A，取模数为2.0的固体钠水玻璃30kg与粉体A混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，得到成膜干粉；将成膜干粉与720kg锌粉混合均匀，包装密封后即成为水性无机富锌干粉涂料。

该水性无机富锌干粉涂料使用时加入适量的水，控制水固比0.15-0.30，搅拌均匀后即可使用。该配方涂料在25℃经无气喷涂施工后表干时间在3小时左右。

实施例2

一种水性无机富锌干粉涂料，通过以下方法制备：

将磨细高炉矿渣粉体50kg与偏高岭土10kg混合得到粉体A，取模数为2.2的固体钠水玻璃12kg与粉体A混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，得到成膜干粉；将成膜干粉与310kg锌粉混合均匀，包装密封后即成为水性无机富锌干粉涂料。

该水性无机富锌干粉涂料使用时加入适量的水，控制水固比0.18-0.30，搅拌均匀后即可使用。该配方涂料在25℃经无气喷涂施工后表干时间在4小时左右。

实施例3

一种水性无机富锌干粉涂料，通过以下方法制备：

将磨细高炉矿渣粉体99kg与偏高岭土1kg混合得到粉体A，取模数为1.8的固体钾水玻璃20kg与粉体A混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，得到成膜干粉；将成膜干粉与600kg锌粉混合均匀，包装密封后即成为水性无机富锌干粉涂料。

该水性无机富锌干粉涂料使用时加入适量的水，控制水固比0.18-0.30，搅拌均匀后即可使用。该配方涂料在5℃经无气喷涂施工后表干时间在6小时左右。

实施例4

按重量分取高炉矿渣粉体99份与偏高岭土1份，将磨细高炉矿渣粉体与偏高岭土混合后的粉体A与模数为2.0的固体钠水玻璃粉按质量配比为5:2比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，得到成膜干粉；将成膜干粉与锌粉按照质量比1:8混合均匀，包装密封后即成为水性无机富锌干粉涂料。

该水性无机富锌干粉涂料使用时加入适量的水，控制水固比0.18-0.30，搅拌均匀后即可使用。该配方涂料在25℃经无气喷涂施工后表干时间在2小时左右。

实施例5

按重量分取高炉矿渣粉体60份与偏高岭土40份，将磨细高炉矿渣粉体与偏高岭土混合后的粉体A与模数为1.9的固体钠水玻璃粉按质量配比为5:3比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，得到成膜干粉；将成膜干粉与锌粉按照质量比1:9混合均匀，包装密封后即成为水性无机富锌干粉涂料。

该水性无机富锌干粉涂料使用时加入适量的水，控制水固比0.18-0.30，搅拌均匀后即可使用。该配方涂料在10℃经无气喷涂施工后表干时间在4小时左右，养护3天后经测试，其涂层性能符合富锌底漆行业标准HG/T3668-2009要求。

Claims (4)

1.一种水性无机富锌干粉涂料，由成膜干粉和锌粉组成，其特征在于：所述的成膜干粉与锌粉质量比为1∶5～9。

2.根据权利要求1所述的一种水性无机富锌干粉涂料，其特征在于：所述的成膜干粉由粉体A与固体水玻璃粉组成，粉体A与固体水玻璃粉的质量比为10∶2～6。

3.根据权利要求2所述的一种水性无机富锌干粉涂料，其特征在于：所述的粉体A为磨细高炉矿渣粉体与偏高岭土混合粉体，高炉矿渣粉体与偏高岭土的重量份分别为60～99份、1～40份。

4.根据根据权利要求2所述的一种水性无机富锌干粉涂料，其特征在于：所述的固体水玻璃粉为模数为1.8-2.2的工业钾水玻璃或钠水玻璃经过喷雾干燥而成的固体粉末，其细度大于60目，含水量小于质量百分数25％。