CN105062161A - 一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料及其制备工艺，通过在制备富锌涂料过程中添加气相二氧化硅，气相二氧化硅粒度小，比表面积大，表面上带有硅烷醇基团。这些硅烷醇基可与邻近的气相二氧化硅颗粒间相互作用而形成氢键，氢键作用使其形成触变形结构，从而防止涂料体系中金属锌粉发生沉降。

Description

一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种金属防腐涂料及其制备方法，特别涉及一种富锌防腐涂料及其制备方法，属于涂料化工领域。

背景技术

金属钢铁在我们生活中用途非常广泛，如汽车工业、制造业、建筑业、交通运输业，等行业。2014年全球粗钢产量达到16.62亿吨，同比增长1.2%，其中中国粗钢产量达到8.23亿吨。但是钢铁具有耐腐性较差的缺点，腐蚀一般是金属表面和介质之间发生化学或电化学多相反应造成的，发生腐蚀后会显著降低钢铁材料的强度、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，缩短设备的使用寿命。为了提高钢铁的使用寿命，人们通过各种方式来延缓钢铁的腐蚀速度，如改进基材、增加金属镀层等。通过向纯金属中添加其他物质来抑制或者阻止钢铁的腐蚀缺点在于与原来的材料相比，其物理性能往往会有所缺失。而增加金属镀层，诸如热浸镀锌、电弧喷锌。但鉴于这些工艺存在施工难度大、环境污染等问题，并且锌层一旦受损难于修复等弊端，给实际应用带来相应的困难。而在钢铁表面涂覆一层富锌底漆，即可以防腐，又不改变材料本身的性质。富锌涂料中含有大量锌粉，锌粒子之间、锌粒子与钢铁表面之间紧密接触，锌的电位比铁更负，所以在电解质溶液中锌原子容易失去电子变成阳极，铁则为阴极。在阳极区锌由于失去电子而被腐蚀掉，在阴极区钢铁表面不断得到电子，从而得到保护。当涂膜上有部位损伤后，露出基体金属，在较小的面积内腐蚀电流能流向钢铁露出部分，则锌的产物就沉积在此处形成一层保护膜，延缓腐蚀继续发生。

富锌涂料分为有机富锌油漆和无机富锌涂料，有机富锌涂料常用环氧树脂、氯化橡胶、乙烯基树脂和聚氨酯树脂为成膜基料。但有机富锌涂料的有机成膜物的导电性能差。无机富锌涂料又分为有溶剂型和水性两类。其中水性无机富锌涂料是由水性无机硅酸盐（纳、钾、锂）树脂、锌粉、助剂等组成。水性无机富锌涂料由于其无有机溶剂，具有无异味、不燃不爆，不污染环境等优点，但在水性富锌涂料制备过程中会出现沉降现象，若锌粉分散不充分，漆膜有颗粒，会大大影响防腐的效果。为了克服以上缺点，在涂料中加人防沉剂，即在涂料中引入了疏松网络触变性结构，能使料颗粒悬浮而不结块，防止料颗粒沉降，改善涂料性能，保持优良的流平性，最终延缓涂料沉降。

气相二氧化硅是四氯化硅在氢氧焰中水解制得的。它粒度小，比表面积大，表面上带有硅烷醇基团。这些硅烷醇基可与邻近的气相二氧化硅颗粒间相互作用而形成氢键，氢键作用使其形成触变形结构，对于防止涂料体系中金属锌粉沉淀非常有效。本发明通过在制备富锌涂料过程中，添加气相二氧化硅，制备出一种防止锌粉沉降的的富锌防腐涂料。

发明内容

本发明公开一种添加气相二氧化硅防沉剂的金属防腐涂料及其制备方法，该涂料所含组分的质量百分比为：

硅酸钾20%-30%；

超细锌粉45%-60%；

硅丙乳液10%-20%；

钛酸酯偶联剂3%-5%；

MgCl₂水溶液3%-4%；

气相二氧化硅4%-6%。

一种添加气相二氧化硅防沉剂的金属防腐涂料，其制备方法包括如下步骤：

⑴将硅酸钾溶液倒入容器中，缓慢加热；

⑵当加热到60-75℃时，将硅丙乳液缓慢添加到容器中，并不停地搅拌，添加完毕后，停止加热；

⑶再往容器中添加适量的钛酸酯偶联剂，高速搅拌；

⑷加入锌粉，不停地搅拌均匀；

⑸最后依次添加适量的MgCl₂水溶液和气相二氧化硅，即得一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料。

优先地，在步骤⑷中，所加锌粉为500-600目。

本发明具有下列优点和特性：

⑴制备工艺简单；

⑵涂料稳定性好，锌粉颗粒不集聚下沉。

具体实施方式

实施例一：

将200g硅酸钾溶液倒入到一可加热的容器中，缓慢加热，当溶液温度达到60℃后，再往容器中滴加100g硅丙乳液，并不停地搅拌，滴加完毕后，停止加热，体系温度降至室温后，再往容器中加入30g钛酸酯偶联剂，并提高搅拌速度，然后加入600g的500目超细锌粉，最后依次添加30gMgCl₂水溶液和40g气相二氧化硅，即得一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料。

实施例二：

将500g硅酸钾溶液倒入到一可加热的容器中，缓慢加热，当溶液温度达到65℃后，再往容器中滴加200g硅丙乳液，并不停地搅拌，滴加完毕后，停止加热，体系温度降至室温后，再往容器中加入100g钛酸酯偶联剂，并提高搅拌速度，然后加入1000g的550目超细锌粉，最后依次添加80gMgCl₂水溶液和120g气相二氧化硅，即得一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料。

实施例三：

将1500g硅酸钾溶液倒入到一可加热的容器中，缓慢加热，当溶液温度达到75℃后，再往容器中滴加750g硅丙乳液，并不停地搅拌，滴加完毕后，停止加热，体系温度降至室温后，再往容器中加入150g钛酸酯偶联剂，并提高搅拌速度，然后加入2550g的600目超细锌粉，最后依次添加150gMgCl₂水溶液和200g气相二氧化硅，即得一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料。

Claims (3)

1.一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料及其制备工艺，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

⑴将硅酸钾溶液倒入容器中，缓慢加热；

⑵当加热到60-75℃时，将硅丙乳液缓慢添加到容器中，并不停地搅拌，添加完毕后，停止加热；

⑶再往容器中添加适量的钛酸酯偶联剂，高速搅拌；

⑷加入锌粉，不停地搅拌均匀；

⑸最后依次添加适量的MgCl₂水溶液和气相二氧化硅，即得一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料。

2.根据权利要求1所述的一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料及其制备工艺，其特征在于，在步骤⑷中，所加的锌粉为500-600目，添加质量百分比为45%-60%。

3.根据权利要求1所述的一种添加气相二氧化硅的金属防腐涂料及其制备工艺，其特征在于，在步骤⑸中，气相二氧化硅的添加质量百分比为4%-6%。