CN108395779A - 一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐、硅藻土、聚酯基聚氨酯、聚四氟乙烯乳液、水性UV树脂、水溶性丙烯酸树脂、低分子聚乙烯蜡、亚硝酸钠、甲基戊醇、氢氧化铝、混合环硼硅氧烷、硼酸酯偶联剂、涂料分散剂、抗氧化剂、光亮剂、防冻剂、硅溶胶和成膜助剂，其制备流程为：备料、升温融合、静置成型、分装入库，本发明添加了无机硅酸盐，具有耐水，耐碱，耐污染，耐气性能，形成的保护膜，具有物理、化学双重保护的作用，同时无机硅酸盐可再生，不迫害环境，因此本发明的涂覆材料，具有防腐涂层对环境无污染，使用寿命长，防腐性能达到国家先进水平，符合环保要求的高科技换代产品。

Description

一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料

技术领域

本发明涉及涂覆制备领域，具体为一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料。

背景技术

金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。对于金属的表面防腐，一般是在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀，现有的防腐涂覆材料使用效果不好，制备困难。

所以，如何设计一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，成为我们当前要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐20-30份、硅藻土30-40份、聚酯基聚氨酯15-20份、聚四氟乙烯乳液20-22份、水性UV树脂3-5份、水溶性丙烯酸树脂5-10份、低分子聚乙烯蜡5-8份、亚硝酸钠3-5份、甲基戊醇7-10份、氢氧化铝1-3份、混合环硼硅氧烷2-4份、硼酸酯偶联剂1-3份、涂料分散剂1-2份、水基型脂肪酰胺表面活性剂0.1-0.3份、抗氧化剂0.5-0.7份、光亮剂0.2-0.8份、防冻剂3-4份、硅溶胶0.1-0.3份和成膜助剂0.2-0.4份。

根据上述技术方案，所述水性UV树脂的制备方法为首先在氮气保护下，将二异氰酸酯置于装有机械搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的四口烧瓶中，在60-70℃温度范围内滴加聚乙二醇，升高温度至65-85℃反应2-3h；接着降温至40-50℃，滴加1,4-丁二醇进行扩链反应0.5-1h；再升温至50-60℃，直接加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度至65-85℃反应2-3h，反应过程中通过加入少量丙酮以控制反应体系的粘度，得到含羧基的聚氨酯预聚体；接着再降温至40-50℃，边搅拌边往上述预聚体中滴加溶有阻聚剂的丙烯酸羟基酯，在1h内滴加完，滴加完后升温至60-70℃，反应2-3h后加入小分子一元醇封端反应0.5-1h，得到不饱和丙烯酸酯封端的聚氨酯丙烯酸酯预聚体；最后降温至50℃以下，往上述聚氨酯丙烯酸酯预聚体中加入叔胺和去离子水进行成盐乳化，高速搅拌反应1h得到水性UV树脂。

根据上述技术方案，所述混合环硼硅氧烷的制备方法为在惰性气体保护下，将烃基硼酸和有机溶剂二氯甲烷的混合物滴入二烃基二氯硅烷中，在-20℃-80℃温度下，搅拌反应3h-8h后，加入到有机溶剂乙酸乙酯与金属氧化物的混合物中，在-20℃-80℃温度下，反应6h-18h后过滤，水洗，蒸除有机溶剂二氯甲烷与有机溶剂乙酸乙酯，得到混合环硼硅氧烷。

根据上述技术方案，所述硼酸酯偶联剂的制备方法为将硼酸、乙醇胺和甲苯混合，在100-120℃下反应4-7h，加入N-羟甲基丙烯酰胺和阻聚剂，在真空度小于0.1MPa，温度为50-70℃的条件下继续反应，制得硼酸酯偶联剂。

根据上述技术方案，所述防冻剂的制备方法为以脂肪酸酰胺10-12％、乙二醇25-27％、二乙醇胺4-5％、脂肪醇硫酸钠3-4％、聚羧酸减水剂6-7％和氢氧化钠0.5-1.0％为原料，将乙二醇送入搅拌容器中，将温度调至45℃，开始搅拌，边搅拌边依次加入脂肪酸酰胺、二乙醇胺、脂肪醇硫酸钠、聚羧酸减水剂和氢氧化钠，混合均匀后静置保温反应1.2小时，制成防冻剂。

根据上述技术方案，所述硅溶胶的制备方法为首先以可以精馏提纯的有机硅烷作为原料，将其溶解于无机酸或有机酸制得酸性硅酸溶液；接着将可以精馏提纯的有机硅烷溶解在无机碱或有机碱水溶液中制得碱性含硅溶液，或者将无机碱或有机碱水溶液直接稀释制得碱性不含硅溶液；再将酸性硅酸溶液与碱性的含硅或不含硅溶液在105℃以下的温度反应，制备成硅溶胶；最后将硅溶胶在常压下或减压下加热至沸腾排除甲醇乙醇等副产品及一部分的水，得到浓度在20％以上的硅溶胶。

一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料的制作方法，包括如下步骤：

1)备料：按上述配方原料比准备物料，备用；

2)升温融合：将混料罐升温至60-70℃后，将无机硅酸盐、硅藻土、聚酯基聚氨酯、聚四氟乙烯乳液、水性UV树脂、水溶性丙烯酸树脂、低分子聚乙烯蜡、亚硝酸钠、甲基戊醇、氢氧化铝和混合环硼硅氧烷依次加入到混料罐中，待全部融化后，使混料罐升温至90-110℃，再依次加入硼酸酯偶联剂、涂料分散剂、水基型脂肪酰胺表面活性剂、抗氧化剂、光亮剂、防冻剂、硅溶胶和成膜助剂，待全部混合后，制成混合液，备用；

3)静置成型：将混合液静置2-4h，制成无机硅酸盐的硅藻涂覆材料；

4)分装入库：将制成的无机硅酸盐的硅藻涂覆材料依次分装到不同的存储罐中，入库。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明添加了无机硅酸盐，具有耐水，耐碱，耐污染，耐气性能，形成的保护膜，具有物理、化学双重保护的作用，同时无机硅酸盐可再生，不迫害环境；添加了硅藻土，具有防潮，吸附性强，无毒无害零甲醛和环保等优点，因此本发明的涂覆材料，具有防腐涂层对环境无污染，使用寿命长，防腐性能达到国家先进水平，符合环保要求的高科技换代产品。

附图说明

图1是本发明的硅藻涂覆材料制备流程方框图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1，本发明提供一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐20份、硅藻土30份、聚酯基聚氨酯15份、聚四氟乙烯乳液20份、水性UV树脂3份、水溶性丙烯酸树脂5份、低分子聚乙烯蜡5份、亚硝酸钠3份、甲基戊醇7份、氢氧化铝1份、混合环硼硅氧烷2份、硼酸酯偶联剂1份、涂料分散剂1份、水基型脂肪酰胺表面活性剂0.1份、抗氧化剂0.5份、光亮剂0.2份、防冻剂3份、硅溶胶0.1份和成膜助剂0.2份。

根据上述技术方案，水性UV树脂的制备方法为首先在氮气保护下，将二异氰酸酯置于装有机械搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的四口烧瓶中，在60-70℃温度范围内滴加聚乙二醇，升高温度至65-85℃反应2-3h；接着降温至40-50℃，滴加1,4-丁二醇进行扩链反应0.5-1h；再升温至50-60℃，直接加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度至65-85℃反应2-3h，反应过程中通过加入少量丙酮以控制反应体系的粘度，得到含羧基的聚氨酯预聚体；接着再降温至40-50℃，边搅拌边往上述预聚体中滴加溶有阻聚剂的丙烯酸羟基酯，在1h内滴加完，滴加完后升温至60-70℃，反应2-3h后加入小分子一元醇封端反应0.5-1h，得到不饱和丙烯酸酯封端的聚氨酯丙烯酸酯预聚体；最后降温至50℃以下，往上述聚氨酯丙烯酸酯预聚体中加入叔胺和去离子水进行成盐乳化，高速搅拌反应1h得到水性UV树脂。

根据上述技术方案，混合环硼硅氧烷的制备方法为在惰性气体保护下，将烃基硼酸和有机溶剂二氯甲烷的混合物滴入二烃基二氯硅烷中，在-20℃-80℃温度下，搅拌反应3h-8h后，加入到有机溶剂乙酸乙酯与金属氧化物的混合物中，在-20℃-80℃温度下，反应6h-18h后过滤，水洗，蒸除有机溶剂二氯甲烷与有机溶剂乙酸乙酯，得到混合环硼硅氧烷。

根据上述技术方案，硼酸酯偶联剂的制备方法为将硼酸、乙醇胺和甲苯混合，在100-120℃下反应4-7h，加入N-羟甲基丙烯酰胺和阻聚剂，在真空度小于0.1MPa，温度为50-70℃的条件下继续反应，制得硼酸酯偶联剂。

根据上述技术方案，防冻剂的制备方法为以脂肪酸酰胺10％、乙二醇25％、二乙醇胺4％、脂肪醇硫酸钠3％、聚羧酸减水剂6％和氢氧化钠0.5％为原料，将乙二醇送入搅拌容器中，将温度调至45℃，开始搅拌，边搅拌边依次加入脂肪酸酰胺、二乙醇胺、脂肪醇硫酸钠、聚羧酸减水剂和氢氧化钠，混合均匀后静置保温反应1.2小时，制成防冻剂。

根据上述技术方案，硅溶胶的制备方法为首先以可以精馏提纯的有机硅烷作为原料，将其溶解于无机酸或有机酸制得酸性硅酸溶液；接着将可以精馏提纯的有机硅烷溶解在无机碱或有机碱水溶液中制得碱性含硅溶液，或者将无机碱或有机碱水溶液直接稀释制得碱性不含硅溶液；再将酸性硅酸溶液与碱性的含硅或不含硅溶液在105℃以下的温度反应，制备成硅溶胶；最后将硅溶胶在常压下或减压下加热至沸腾排除甲醇乙醇等副产品及一部分的水，得到浓度在20％以上的硅溶胶。

一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料的制作方法，包括如下步骤：

1)备料：按上述配方原料比准备物料，备用；

2)升温融合：将混料罐升温至60-70℃后，将无机硅酸盐、硅藻土、聚酯基聚氨酯、聚四氟乙烯乳液、水性UV树脂、水溶性丙烯酸树脂、低分子聚乙烯蜡、亚硝酸钠、甲基戊醇、氢氧化铝和混合环硼硅氧烷依次加入到混料罐中，待全部融化后，使混料罐升温至90-110℃，再依次加入硼酸酯偶联剂、涂料分散剂、水基型脂肪酰胺表面活性剂、抗氧化剂、光亮剂、防冻剂、硅溶胶和成膜助剂，待全部混合后，制成混合液，备用；

3)静置成型：将混合液静置2-4h，制成无机硅酸盐的硅藻涂覆材料；

4)分装入库：将制成的无机硅酸盐的硅藻涂覆材料依次分装到不同的存储罐中，入库。

实施例2：请参阅图1，本发明提供一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐30份、硅藻土40份、聚酯基聚氨酯20份、聚四氟乙烯乳液22份、水性UV树脂5份、水溶性丙烯酸树脂10份、低分子聚乙烯蜡8份、亚硝酸钠5份、甲基戊醇10份、氢氧化铝3份、混合环硼硅氧烷4份、硼酸酯偶联剂3份、涂料分散剂2份、水基型脂肪酰胺表面活性剂0.3份、抗氧化剂0.7份、光亮剂0.8份、防冻剂4份、硅溶胶0.3份和成膜助剂0.4份。

根据上述技术方案，水性UV树脂的制备方法为首先在氮气保护下，将二异氰酸酯置于装有机械搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的四口烧瓶中，在60-70℃温度范围内滴加聚乙二醇，升高温度至65-85℃反应2-3h；接着降温至40-50℃，滴加1,4-丁二醇进行扩链反应0.5-1h；再升温至50-60℃，直接加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度至65-85℃反应2-3h，反应过程中通过加入少量丙酮以控制反应体系的粘度，得到含羧基的聚氨酯预聚体；接着再降温至40-50℃，边搅拌边往上述预聚体中滴加溶有阻聚剂的丙烯酸羟基酯，在1h内滴加完，滴加完后升温至60-70℃，反应2-3h后加入小分子一元醇封端反应0.5-1h，得到不饱和丙烯酸酯封端的聚氨酯丙烯酸酯预聚体；最后降温至50℃以下，往上述聚氨酯丙烯酸酯预聚体中加入叔胺和去离子水进行成盐乳化，高速搅拌反应1h得到水性UV树脂。

根据上述技术方案，混合环硼硅氧烷的制备方法为在惰性气体保护下，将烃基硼酸和有机溶剂二氯甲烷的混合物滴入二烃基二氯硅烷中，在-20℃-80℃温度下，搅拌反应3h-8h后，加入到有机溶剂乙酸乙酯与金属氧化物的混合物中，在-20℃-80℃温度下，反应6h-18h后过滤，水洗，蒸除有机溶剂二氯甲烷与有机溶剂乙酸乙酯，得到混合环硼硅氧烷。

根据上述技术方案，硼酸酯偶联剂的制备方法为将硼酸、乙醇胺和甲苯混合，在100-120℃下反应4-7h，加入N-羟甲基丙烯酰胺和阻聚剂，在真空度小于0.1MPa，温度为50-70℃的条件下继续反应，制得硼酸酯偶联剂。

根据上述技术方案，防冻剂的制备方法为以脂肪酸酰胺12％、乙二醇27％、二乙醇胺5％、脂肪醇硫酸钠4％、聚羧酸减水剂7％和氢氧化钠1.0％为原料，将乙二醇送入搅拌容器中，将温度调至45℃，开始搅拌，边搅拌边依次加入脂肪酸酰胺、二乙醇胺、脂肪醇硫酸钠、聚羧酸减水剂和氢氧化钠，混合均匀后静置保温反应1.2小时，制成防冻剂。

根据上述技术方案，硅溶胶的制备方法为首先以可以精馏提纯的有机硅烷作为原料，将其溶解于无机酸或有机酸制得酸性硅酸溶液；接着将可以精馏提纯的有机硅烷溶解在无机碱或有机碱水溶液中制得碱性含硅溶液，或者将无机碱或有机碱水溶液直接稀释制得碱性不含硅溶液；再将酸性硅酸溶液与碱性的含硅或不含硅溶液在105℃以下的温度反应，制备成硅溶胶；最后将硅溶胶在常压下或减压下加热至沸腾排除甲醇乙醇等副产品及一部分的水，得到浓度在20％以上的硅溶胶。

一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料的制作方法，包括如下步骤：

1)备料：按上述配方原料比准备物料，备用；

2)升温融合：将混料罐升温至60-70℃后，将无机硅酸盐、硅藻土、聚酯基聚氨酯、聚四氟乙烯乳液、水性UV树脂、水溶性丙烯酸树脂、低分子聚乙烯蜡、亚硝酸钠、甲基戊醇、氢氧化铝和混合环硼硅氧烷依次加入到混料罐中，待全部融化后，使混料罐升温至90-110℃，再依次加入硼酸酯偶联剂、涂料分散剂、水基型脂肪酰胺表面活性剂、抗氧化剂、光亮剂、防冻剂、硅溶胶和成膜助剂，待全部混合后，制成混合液，备用；

3)静置成型：将混合液静置2-4h，制成无机硅酸盐的硅藻涂覆材料；

4)分装入库：将制成的无机硅酸盐的硅藻涂覆材料依次分装到不同的存储罐中，入库。

基于上述，本发明的优点在于，本发明添加了无机硅酸盐，具有耐水，耐碱，耐污染，耐气性能，形成的保护膜，具有物理、化学双重保护的作用，同时无机硅酸盐可再生，不迫害环境；添加了硅藻土，具有防潮，吸附性强，无毒无害零甲醛和环保等优点，因此本发明的涂覆材料，具有防腐涂层对环境无污染，使用寿命长，防腐性能达到国家先进水平，符合环保要求的高科技换代产品。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：无机硅酸盐20-30份、硅藻土30-40份、聚酯基聚氨酯15-20份、聚四氟乙烯乳液20-22份、水性UV树脂3-5份、水溶性丙烯酸树脂5-10份、低分子聚乙烯蜡5-8份、亚硝酸钠3-5份、甲基戊醇7-10份、氢氧化铝1-3份、混合环硼硅氧烷2-4份、硼酸酯偶联剂1-3份、涂料分散剂1-2份、水基型脂肪酰胺表面活性剂0.1-0.3份、抗氧化剂0.5-0.7份、光亮剂0.2-0.8份、防冻剂3-4份、硅溶胶0.1-0.3份和成膜助剂0.2-0.4份。

2.根据权利要求1的一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，其特征在于：所述水性UV树脂的制备方法为首先在氮气保护下，将二异氰酸酯置于装有机械搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的四口烧瓶中，在60-70℃温度范围内滴加聚乙二醇，升高温度至65-85℃反应2-3h；接着降温至40-50℃，滴加1,4-丁二醇进行扩链反应0.5-1h；再升温至50-60℃，直接加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度至65-85℃反应2-3h，反应过程中通过加入少量丙酮以控制反应体系的粘度，得到含羧基的聚氨酯预聚体；接着再降温至40-50℃，边搅拌边往上述预聚体中滴加溶有阻聚剂的丙烯酸羟基酯，在1h内滴加完，滴加完后升温至60-70℃，反应2-3h后加入小分子一元醇封端反应0.5-1h，得到不饱和丙烯酸酯封端的聚氨酯丙烯酸酯预聚体；最后降温至50℃以下，往上述聚氨酯丙烯酸酯预聚体中加入叔胺和去离子水进行成盐乳化，高速搅拌反应1h得到水性UV树脂。

3.根据权利要求1的一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，其特征在于：所述混合环硼硅氧烷的制备方法为在惰性气体保护下，将烃基硼酸和有机溶剂二氯甲烷的混合物滴入二烃基二氯硅烷中，在-20℃-80℃温度下，搅拌反应3h-8h后，加入到有机溶剂乙酸乙酯与金属氧化物的混合物中，在-20℃-80℃温度下，反应6h-18h后过滤，水洗，蒸除有机溶剂二氯甲烷与有机溶剂乙酸乙酯，得到混合环硼硅氧烷。

4.根据权利要求1的一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，其特征在于：所述硼酸酯偶联剂的制备方法为将硼酸、乙醇胺和甲苯混合，在100-120℃下反应4-7h，加入N-羟甲基丙烯酰胺和阻聚剂，在真空度小于0.1MPa，温度为50-70℃的条件下继续反应，制得硼酸酯偶联剂。

5.根据权利要求1的一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，其特征在于：所述防冻剂的制备方法为以脂肪酸酰胺10-12％、乙二醇25-27％、二乙醇胺4-5％、脂肪醇硫酸钠3-4％、聚羧酸减水剂6-7％和氢氧化钠0.5-1.0％为原料，将乙二醇送入搅拌容器中，将温度调至45℃，开始搅拌，边搅拌边依次加入脂肪酸酰胺、二乙醇胺、脂肪醇硫酸钠、聚羧酸减水剂和氢氧化钠，混合均匀后静置保温反应1.2小时，制成防冻剂。

6.根据权利要求1的一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料，其特征在于：所述硅溶胶的制备方法为首先以可以精馏提纯的有机硅烷作为原料，将其溶解于无机酸或有机酸制得酸性硅酸溶液；接着将可以精馏提纯的有机硅烷溶解在无机碱或有机碱水溶液中制得碱性含硅溶液，或者将无机碱或有机碱水溶液直接稀释制得碱性不含硅溶液；再将酸性硅酸溶液与碱性的含硅或不含硅溶液在105℃以下的温度反应，制备成硅溶胶；最后将硅溶胶在常压下或减压下加热至沸腾排除甲醇乙醇等副产品及一部分的水，得到浓度在20％以上的硅溶胶。

7.一种利用无机硅酸盐的硅藻涂覆材料的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)备料：按上述配方原料比准备物料，备用；

2)升温融合：将混料罐升温至60-70℃后，将无机硅酸盐、硅藻土、聚酯基聚氨酯、聚四氟乙烯乳液、水性UV树脂、水溶性丙烯酸树脂、低分子聚乙烯蜡、亚硝酸钠、甲基戊醇、氢氧化铝和混合环硼硅氧烷依次加入到混料罐中，待全部融化后，使混料罐升温至90-110℃，再依次加入硼酸酯偶联剂、涂料分散剂、水基型脂肪酰胺表面活性剂、抗氧化剂、光亮剂、防冻剂、硅溶胶和成膜助剂，待全部混合后，制成混合液，备用；

3)静置成型：将混合液静置2-4h，制成无机硅酸盐的硅藻涂覆材料；

4)分装入库：将制成的无机硅酸盐的硅藻涂覆材料依次分装到不同的存储罐中，入库。