CN109575657B - 一种高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料及其制备方法。包括以下步骤：1）在10~20份硅酸盐溶液中加入1~10份硅丙乳液，充分搅拌10~15min，得到经硅丙乳液改性后的硅酸盐溶液；2）在20~80份锌粉中加入1~10份电气石粉，充分研磨使两者混合均匀，得到混合颜料；3）将硅酸盐溶液加入混合颜料中，添加少量助剂，搅拌混合均匀，制得一种高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料。本发明提供的高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料解决了高附着力高柔韧性水性无机富锌涂料因其分散介质为水，导致在钢铁底材表面出现的闪锈、闪蚀问题。

Description

一种高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料及其制备 方法
技术领域
本发明属于工业重防腐涂料制备领域，具体涉及一种应用于钢结构防腐使用的高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料及其制备方法。
背景技术
水性无机富锌涂料广泛应用于钢结构重防腐，具有低VOC排放、耐候性能优异、价格低廉等综合性能，但是目前市面上使用的水性无机富锌涂料大都由碱金属硅酸盐水溶液或/和硅溶胶作为成膜物质，配以颜、填料及各种助剂制备而成，存在附着力不足、柔韧性差、易闪锈等问题。
中国专利CN108727881A采用半连续法乳液聚合法合成了一种高性能硅丙乳液，添加至无机硅酸盐溶液中，配以锌粉混合制备了一种高附着力高柔韧性富锌涂料，有效解决了水性无机富锌涂料附着力差、柔韧性不足的问题。但水性无机富锌涂料的主要分散介质为水，与钢铁底材接触时容易发生闪锈和闪蚀现象，严重影响其防腐性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术，制备一种高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用电气石粉代替部分锌粉作为防锈颜料添加至涂料中，制备高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料，其特征在于包括以下步骤：
1）在磁力搅拌作用下，将1~10质量份硅丙乳液缓慢加入10~20质量份硅酸盐溶液中，充分搅拌10~15min，得到经硅丙乳液改性后的硅酸盐溶液；
2）在20~80份锌粉中，缓慢加入1~10质量份电气石粉，充分研磨使两者混合均匀，得到混合颜料；
3）搅拌下将步骤2）中的混合颜料加入到步骤1）所得改性后的硅酸盐溶液中，添加少量助剂，300~500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料。
本申请中所述添加少量助剂，是指常规条件下涂料生产过程中需添加的常规用量下的常规助剂如抗沉剂和防流挂剂（用于消除因锌粉等原材料密度大、易沉淀以及喷涂施工时表面不平整造成的流挂现象）润湿分散剂、流平剂、消泡剂等。
按上述方案，所述的硅丙乳液为中国专利CN108727881A中合成的高性能硅丙乳液。
按上述方案，所述的电气石粉为锂电气石粉、镁电气石粉、钙电气石粉、铷电气石粉、铯电气石粉、镧电气石粉、锕电气石粉中的任意一种或它们的组合。
按上述方案，所述的硅酸盐溶液为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂的任意一种或它们的组合。
按上述方案，所述的少量助剂为润湿分散剂、流平剂、消泡剂中的一种或它们的组合。
本发明的创新在于根据电气石粉能释放电子的特性，以其代替部分锌粉作为防锈颜料添加至涂料中，阻止环境介质中的水分和氧气渗透至钢铁底材表面与铁原子发生电子转移反应，从而在不影响其高附着力高柔韧性的同时达到防闪锈的目的。此方法解决了高附着力高柔韧性水性无机富锌涂料因其分散介质为水，导致在钢铁底材表面出现的闪锈和闪蚀问题。
附图说明
图1为本发明添加电气石粉前后富锌涂层的Nyquist图。
具体实施方案
高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料的制备，下面结合具体实例对本发明做进一步详细说明。
高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料的配方见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
实施例1
取20g硅酸钠溶液于烧杯中，边搅拌边加入60g锌粉，添加少量助剂，500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得水性无机富锌涂料。
实施例2
取15g硅酸锂溶液至烧杯中，在磁力搅拌作用下缓慢加入5g硅丙乳液，充分搅拌0.5~1h，得到经硅丙乳液改性后的硅酸锂溶液；将上述溶液于洁净的烧杯中，边搅拌边加入20g锌粉，添加少量助剂，500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得水性无机富锌涂料。
实施例3
取18g硅酸钾溶液至烧杯中，在磁力搅拌作用下缓慢加入2g硅丙乳液，充分搅拌0.5~1h，得到经硅丙乳液改性后的硅酸钾溶液；将上述溶液于洁净的烧杯中，边搅拌边加入48g锌粉与2g锂/镧系电气石粉（锂电气石粉和镧电气石粉1:1质量比的混合物）的混合颜料，添加少量助剂，500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得水性无机富锌涂料。
实施例4
分别取8g硅酸钾、硅酸锂溶液至烧杯中，在磁力搅拌作用下缓慢加入4g硅丙乳液，充分搅拌0.5~1h，得到经硅丙乳液改性后的硅酸钾/硅酸锂溶液；将上述溶液于洁净的烧杯中，边搅拌边加入45g锌粉与5g镁/钙系电气石粉（镁电气石粉和钙电气石粉1:1质量比的混合物）的混合颜料，添加少量助剂，500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得水性无机富锌涂料。
实施例5
分别取5g硅酸钾、硅酸钠溶液至烧杯中，在磁力搅拌作用下缓慢加入10g硅丙乳液，充分搅拌0.5~1h，得到经硅丙乳液改性后的硅酸钾/硅酸钠溶液；将上述溶液于洁净的烧杯中，边搅拌边加入40g锌粉与10g铯/锕系电气石粉（铯电气石粉和锕电气石粉1:1质量比的混合物）的混合颜料，添加少量助剂，500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得水性无机富锌涂料。
实施例6
分别取6g硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠溶液至烧杯中，在磁力搅拌作用下缓慢加入2g硅丙乳液，充分搅拌0.5~1h，得到经硅丙乳液改性后的硅酸钾/硅酸锂/硅酸钠溶液；将上述溶液于洁净的烧杯中，边搅拌边加入46g锌粉与4g锂/铷系电气石粉（锂电气石粉和铷电气石粉1:1质量比的混合物）的混合颜料，添加少量助剂，500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得水性无机富锌涂料。
所制备的水性无机富锌涂料性能见表2。
Figure 313163DEST_PATH_IMAGE002
采用电气石粉代替部分锌粉作为防锈颜料添加至涂料中，制备水性无机富锌涂层。对其进行电化学分析（EIS），考察添加电气石粉前、后富锌涂层的Nyquist图谱，如下图1所示。
表2和图1的检测结果表明本发明采用电气石粉代替部分锌粉作为防锈颜料添加至涂料中，以此制备的富锌涂料不仅具有高附着力和高柔韧性，而且解决了因其分散介质为水导致在钢铁底材表面出现的闪锈和闪蚀问题。

Claims (2)

1.一种高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料的制备方法，其特征在于，由以下步骤制备：
1）在磁力搅拌作用下，将4g硅丙乳液缓慢加入8g硅酸钾和硅酸锂的溶液中，充分搅拌0.5-1h，得到经硅丙乳液改性后的硅酸钾和硅酸锂溶液；
2）在45g锌粉中，缓慢加入5g镁钙系电气石粉，充分研磨使两者混合均匀，得到混合颜料；
3）搅拌下将步骤2）中的混合颜料加入到步骤1）所得改性后的硅酸钾和硅酸锂溶液中，添加少量助剂， 500rpm下搅拌0.5h混合均匀，制得高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料；
其中，所述镁钙系电气石粉是镁电气石粉和钙电气石粉1:1质量比的混合物；
所述的少量助剂为润湿分散剂、流平剂、消泡剂的组合；
所述的电气石粉的细度为800目。
2.权利要求1所述的高附着力高柔韧性防闪锈水性无机富锌涂料的制备方法，其特征在于：所述锌粉的目数是500目。
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