CN106590084B - 一种金属防锈无机涂料及其制备方法 - Google Patents

一种金属防锈无机涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无机涂料领域，公开了一种金属防锈无机涂料及其制备方法，由以下重量份的原料制得：改性二氧化硅溶胶30‑40份，碳酸钙5‑15份，氧化铁红3‑7份，颜料3‑7份，酚氧树脂1‑3份，分散剂0.5‑1.5份，消泡剂0.5‑1.5份，水35‑45份。本发明的金属防锈无机涂料在金属表面的附着性、耐老化性好，成膜膜层硬度高，耐磨性好，并且还具有抗菌功能，能够抵御微生物的侵蚀。

Description

一种金属防锈无机涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及无机涂料领域，尤其涉及一种金属防锈无机涂料及其制备方法。
背景技术
金属制品用途广泛，但是金属制品在潮湿环境下其表面容易遭受腐蚀和生锈，不仅影响外观，而且其性能也会大幅降低。
因此为了防止金属发生氧化而生锈，通常会在金属表面涂覆一层防锈涂料，如公开号为CN105368169A的中国发明专利公开了一种金属防锈涂料及其制备方法，该金属防锈涂料包括以下按照重量份数计的原料：铁红5-10份、聚苯乙烯树脂10-20份、甲苯30-40份、二甲苯10-20份、邻苯二甲酸二丁酯5-10份、乙酸乙酯10-20份、环烷酸铅1-5份、石油磺酸钙8-15份、汽油5-12份、松香3-5份、流平剂3-5份、催干剂1-3份、防沉淀剂5-8份。该发明以聚苯乙烯为原料，以铁红为颜料，以甲苯、二甲苯、乙酸乙醌为混合溶剂，配合环烷酸铅和石油磺酸钙，添加松香、防沉淀剂、流平剂、催干剂制备了多功能防锈漆，具有比其他采用聚苯乙烯材料的铁红防锈涂料更加优越的防锈性能，可有效替代铁红防锈涂料。
虽然上述涂料的防锈性能较好，但是其选用了大量的有机溶剂，不够环保；而且涂料的主要成膜物质为聚苯乙烯树脂，在金属表面的粘结力相对较差，容易脱落，同时聚苯乙烯树脂成膜后为有机树脂膜，其硬度、耐磨性和耐老化性不够出色。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金属防锈无机涂料及其制备方法。本发明的金属防锈无机涂料在金属表面的附着性、耐老化性好，成膜膜层硬度高，耐磨性好，并且还具有抗菌功能，能够抵御微生物的侵蚀。
本发明的具体技术方案为：一种金属防锈无机涂料，所述金属防锈无机涂料由以下重量份的原料制得：改性二氧化硅溶胶30-40份，碳酸钙5-15份，氧化铁红3-7份，颜料3-7份，酚氧树脂1-3份，分散剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1.5份，水35-45份。
本发明以改性二氧化硅溶胶作为涂料成膜后的基材，与碳酸钙、氧化铁红复配固化成膜后，能够在金属表面够形成一层致密度高、强度高、硬度高的保护膜，能够使金属表面与外界的水、空气以及其他腐蚀性物质隔绝，避免金属生锈。并且该膜层与有机涂层相比更为耐磨，耐老化。其中酚氧树脂作为粘合剂，其与金属表面的粘结力强，能够提高涂料与金属表面的附着力，使涂料成膜后不易脱落，此外酚氧树脂自身的耐收缩性以及耐磨性也很好。
进一步的，所述碳酸钙、氧化铁红的粒径为1-10微米。粒径较小的碳酸钙、氧化铁红不仅在涂料中分散性更好，而且固化后更容易形成致密的膜层。
进一步的，所述酚氧树脂的分子质量为10-15万。上述分子质量下的酚氧树脂其粘结力较好。
进一步的，所述分散剂为羧甲基纤维素钠。
进一步的，所述消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷。
一种金属防锈无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性二氧化硅溶胶的制备。
(2)将改性二氧化硅溶胶与碳酸钙，氧化铁红，颜料，酚氧树脂，分散剂，消泡剂，水按配比混合均匀，然后进行研磨，制得金属防锈无机涂料。
进一步的，所述改性二氧化硅溶胶的制备方法为：以1-烯丙基-3-咪唑氯盐离子液体为溶剂，配制浓度为10-20wt％的纤维素溶液，将纤维素溶液加热至50-60℃，先后向纤维素溶液中滴加10-20wt％的硝酸银溶液和10-20wt％的硝酸锌溶液进行反应，滴加完毕后静置20-40min，将反应后液体添加到其2-4倍质量的正硅酸乙酯中，得到混合溶液，向混合溶液中滴加酸液，在30-40℃下搅拌反应3-4h，过滤后得到改性二氧化硅溶胶。
本发明先将纤维素与硝酸银和硝酸锌进行反应，使得纤维素接枝、吸附有两种金属离子，然后将其添加到正硅酸乙酯中，然后添加酸液，如此顺序的好处是，在添加酸液后，正硅酸乙酯中发生水解，生成具有网络状结构的溶胶，纤维素在溶胶生成过程中，参与了部分交联，使得纤维素能够穿插在无机网络中，与溶胶成为一体。因此该方法生成的二氧化硅溶胶中纤维素的分散性好。此外，接枝有金属离子的纤维素具有出色的抗菌性，并且两种金属离子能够产生一定的微磁场，在微磁场的作用下，其自身的离子抗菌活性也得到加强。而且金属离子抗菌成分与有机抗菌剂相比，对人体、环境无害，更为安全环保，且其与直接添加抗菌性相比，分散性、稳定性更好，从而具有更强的抗菌活性。
进一步的，所述硝酸银溶液质量分别为纤维素溶液的6-10％，所述硝酸锌溶液质量分别为纤维素溶液的4-6％。
进一步的，所述硝酸银溶液和硝酸锌溶液的滴加速度为5-15mL/min。
进一步的，所述酸液为5-15wt％的盐酸溶液或10-30wt％的冰醋酸溶液，酸液的质量为正硅酸乙酯的5-10％。
与现有技术对比，本发明的金属防锈无机涂料在金属表面的附着性、耐老化性好，成膜膜层硬度高，耐磨性好，并且还具有抗菌功能，能够抵御微生物的侵蚀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种金属防锈无机涂料，由以下重量份的原料制得：改性二氧化硅溶胶30份，粒径为1-10微米的碳酸钙15份，粒径为1-10微米的氧化铁红7份，颜料7份，分子质量为10-15万的酚氧树脂1份，羧甲基纤维素钠1.5份，乳化硅油1.5份，水37份。
上述金属防锈无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性二氧化硅溶胶的制备：以1-烯丙基-3-咪唑氯盐离子液体为溶剂，配制浓度为10wt％的纤维素溶液，将纤维素溶液加热至50℃，先后向纤维素溶液中以5mL/min的速度滴加20wt％的硝酸银溶液和20wt％的硝酸锌溶液进行反应，滴加完毕后静置20min；其中所述硝酸银溶液质量分别为纤维素溶液的6％，所述硝酸锌溶液质量分别为纤维素溶液的4％。
将反应后液体添加到其2倍质量的正硅酸乙酯中，得到混合溶液，向混合溶液中滴加5wt％的盐酸溶液，酸液的质量为正硅酸乙酯的10％，在30℃下搅拌反应4h，过滤后得到改性二氧化硅溶胶。
(2)将改性二氧化硅溶胶与碳酸钙，氧化铁红，颜料，酚氧树脂，分散剂，消泡剂，水按配比混合均匀，然后进行研磨，制得金属防锈无机涂料。
实施例2
一种金属防锈无机涂料，由以下重量份的原料制得：改性二氧化硅溶胶40份，粒径为1-10微米的碳酸钙5份，粒径为1-10微米的氧化铁红3份，颜料3份，分子质量为10-15万的酚氧树脂3份，羧甲基纤维素钠0.5份，聚氧丙烯甘油醚0.5份，水45份。
上述金属防锈无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性二氧化硅溶胶的制备：以1-烯丙基-3-咪唑氯盐离子液体为溶剂，配制浓度为20wt％的纤维素溶液，将纤维素溶液加热至60℃，先后向纤维素溶液中以15mL/min的速度滴加20wt％的硝酸银溶液和20wt％的硝酸锌溶液进行反应，滴加完毕后静置40min；其中所述硝酸银溶液质量分别为纤维素溶液的6％，所述硝酸锌溶液质量分别为纤维素溶液的4％。
将反应后液体添加到其4倍质量的正硅酸乙酯中，得到混合溶液，向混合溶液中滴加20wt％的冰醋酸溶液，酸液的质量为正硅酸乙酯的8％，在40℃下搅拌反应3h，过滤后得到改性二氧化硅溶胶。
(2)将改性二氧化硅溶胶与碳酸钙，氧化铁红，颜料，酚氧树脂，分散剂，消泡剂，水按配比混合均匀，然后进行研磨，制得金属防锈无机涂料。
实施例3
一种金属防锈无机涂料，由以下重量份的原料制得：改性二氧化硅溶胶35份，粒径为1-10微米的碳酸钙10份，粒径为1-10微米的氧化铁红5份，颜料5份，分子质量为10-15万的酚氧树脂2份，羧甲基纤维素钠1份，聚二甲基硅氧烷1份，水41份。
上述金属防锈无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性二氧化硅溶胶的制备：以1-烯丙基-3-咪唑氯盐离子液体为溶剂，配制浓度为15wt％的纤维素溶液，将纤维素溶液加热至55℃，先后向纤维素溶液中以10mL/min的速度滴加15wt％的硝酸银溶液和15wt％的硝酸锌溶液进行反应，滴加完毕后静置30min；其中所述硝酸银溶液质量分别为纤维素溶液的8％，所述硝酸锌溶液质量分别为纤维素溶液的5％。
将反应后液体添加到其3倍质量的正硅酸乙酯中，得到混合溶液，向混合溶液中滴加10wt％的盐酸溶液，酸液的质量为正硅酸乙酯的8％，在35℃下搅拌反应3.5h，过滤后得到改性二氧化硅溶胶。
(2)将改性二氧化硅溶胶与碳酸钙，氧化铁红，颜料，酚氧树脂，分散剂，消泡剂，水按配比混合均匀，然后进行研磨，制得金属防锈无机涂料。
将本实施例的金属防锈无机涂料涂覆于铁表面后进行测试：

Claims (8)

1.一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述金属防锈无机涂料由以下重量份的原料制得：改性二氧化硅溶胶30-40份，碳酸钙5-15份，氧化铁红3-7份，颜料3-7份，酚氧树脂1-3份，分散剂0.5-1.5份，消泡剂0.5-1.5份，水35-45份；
所述金属防锈无机涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)改性二氧化硅溶胶的制备：以1-烯丙基-3-咪唑氯盐离子液体为溶剂，配制浓度为10-20wt％的纤维素溶液，将纤维素溶液加热至50-60℃，先后向纤维素溶液中滴加10-20wt％的硝酸银溶液和10-20wt％的硝酸锌溶液进行反应，滴加完毕后静置20-40min，将反应后液体添加到其2-4倍质量的正硅酸乙酯中，得到混合溶液，向混合溶液中滴加酸液，在30-40℃下搅拌反应3-4h，过滤后得到改性二氧化硅溶胶
(2)将改性二氧化硅溶胶与碳酸钙，氧化铁红，颜料，酚氧树脂，分散剂，消泡剂，水按配比混合均匀，然后进行研磨，制得金属防锈无机涂料。
2.如权利要求1所述的一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述碳酸钙、氧化铁红的粒径为1-10微米。
3.如权利要求1所述的一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述酚氧树脂的分子质量为10-15万。
4.如权利要求1所述的一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述分散剂为羧甲基纤维素钠。
5.如权利要求1所述的一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷。
6.如权利要求1所述的一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述硝酸银溶液质量分别为纤维素溶液的6-10％，所述硝酸锌溶液质量分别为纤维素溶液的4-6％。
7.如权利要求1所述的一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述硝酸银溶液和硝酸锌溶液的滴加速度为5-15mL/min。
8.如权利要求1所述的一种金属防锈无机涂料，其特征在于：所述酸液为5-15wt％的盐酸溶液或10-30wt％的冰醋酸溶液，酸液的质量为正硅酸乙酯的5-10％。
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