CN111073360A - 一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，包括硅酸盐或溶胶或有机物改性溶胶中的至少一种、纳米氧化物分散液、碱金属的磷酸盐或者碱金属硅酸盐水溶液、抑制剂、润湿剂、溶剂、助剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂和固化剂，本发明的工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料相对于目前的金属涂料具有更高的耐高温性、耐酸耐碱性能；本发明的金属涂料通过抑制剂、润湿剂、抗氧剂、防霉剂的添加配合，增加本发明的润湿性、抗氧化性、分散性和耐霉变性；本发明的金属涂料经久耐用，高耐酸耐碱，使用周期长，应用范围广。

Description

一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料

技术领域

本发明涉及金属涂料相关技术领域，具体为一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料。

背景技术

在工程机械设备使用过程中，为了防止工程机械设备表面腐蚀生锈，通常会使用涂料对工程机械设备表面进行涂覆，起到保护和美观的作用。工程机械设备表面的金属生锈是最普遍、损失最大的一种腐蚀。防锈工作历来是国内外重大的科研课题之一，人们研究出多种防止和抑制金属锈蚀的措施，涂料防锈便是有效的方法之一。除了防止涂料生锈外，还需要具有耐高温，在光和热的作用下，无起泡、白化、水点、变褪色等现象，因此要求喷涂用于工程机械设备的金属涂料在高温、高压条件下进行不会出现涂料的涂层气泡、脱落、开裂等情况，目前市面上的金属涂料耐高温、耐酸耐碱性能的较差，为了解决上述问题，因此，设计一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，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：一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，包括硅酸盐或溶胶或有机物改性溶胶中的至少一种、纳米氧化物分散液、碱金属的磷酸盐或者碱金属硅酸盐水溶液、抑制剂、润湿剂、溶剂、助剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂和固化剂；

所述硅酸盐为硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙或硅酸锆中的至少一种；

所述溶胶为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶中的任意一种或者几种的混合；

所述有机物改性溶胶为有机物改性硅溶胶或有机物改性铝溶胶中的至少一种；

所述溶剂包括无机溶剂和有机溶剂，所述无机溶剂为去离子水，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或者几种的混合；

所述固化剂为二乙烯三胺或二甲胺基丙胺。

进一步的，包括下列按质量百分比的组分：硅酸盐为0-30％、溶胶为0-20％或者机物改性溶胶为0-20％、纳米氧化物分散液为1％-5％、碱金属的磷酸盐为0-5％或者碱金属硅酸盐水溶液为0-5％、抑制剂为1％-10％、润湿剂为0.01-2％，助剂为0.5％-1％、耐高温颜料为0.5％-1％、抗氧剂为1％-2.5％、防霉剂为1％-2.5％，溶剂余量。

进一步的，所述纳米氧化物分散液为气相二氧化硅分散液、纳米氧化钙分散液、纳米碳酸钙分散液、纳米氧化锌分散液或纳米氧化锆分散液中的任意一种或几种的混合。

进一步的，所述碱金属的磷酸盐为磷酸镁、磷酸铝、磷酸钠、磷酸钾和磷酸钙中的任意一种或几种的混合，所述碱金属硅酸盐水溶液为硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液中的任意一种或几种的混合。

进一步的，所述抑制剂为三乙醇胺或二乙醇胺中的至少一种。

进一步的，所述润湿剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、改性硅氧烷或聚山梨醇酯中的至少一种。

进一步的，所述助剂包括分散剂，所述分散剂为聚丙烯酸钠，所述助剂还包括增稠剂、消泡剂和水性流平剂，所述增稠剂为黄原胶、瓜尔胶和羟甲基纤维素中的一种或者几种的混合。

进一步的，所述耐高温颜料包括云母粉、着色颜料、超细滑石粉和硼酸锌，其中云母粉0.15％、着色颜料0.15％、超细滑石粉0.1％和硼酸锌0.1％。

一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料的制备方法，包括以下几个步骤：

S1、制备纳米氧化物分散液：将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的溶液；

S2、制备助剂：将增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂加入到剩余的溶剂中，所述剩余的溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或者几种的混合，搅拌，溶解，得到助剂分散液；

S3、制备耐酸耐碱水性金属涂料：(1)将硅酸盐、溶胶或者有机物改性溶胶中的任意一种、碱金属的磷酸盐或者碱金属硅酸盐水溶液混合，混合后加入上述步骤S1、S2制备成的气相二氧化硅增溶剂的溶液和助剂分散液，搅拌40-60分钟，转速400-600转/ 分钟；

(2)然后再搅拌情况下分别加入抑制剂、润湿剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂，高速搅拌20-30分钟，转速为600-1000转/分钟；

(3)最后在低俗搅拌下投入固化剂，搅拌10-40分钟，转速为200-400转/分钟；

(4)混合均匀后过滤密封包装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料相对于目前的金属涂料具有更高的耐高温性、耐酸耐碱性能；本发明的金属涂料的耐高温颜料在保证美观、装饰性的同时其中含有滑石粉，滑石粉线膨胀系数很大，但体积膨胀稀释很小，因此滑石粉的添加可以改变涂料的线膨胀系数，提高涂料的室温交变性能和高温下的防龟裂性能，可减缓涂料储存时的沉降，并可防止涂膜流挂，提高涂膜的耐水性、耐磨性，且耐高温颜料中的云母粉能显著提高漆膜的强度和抗粉化性；本发明的金属涂料通过抑制剂、润湿剂、抗氧剂、防霉剂的添加配合，增加本发明的润湿性、抗氧化性、分散性和耐霉变性；本发明的金属涂料经久耐用，高耐酸耐碱，使用周期长，应用范围广。

具体实施方式

下面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：本发明提供一种技术方案：一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，包括硅酸盐、纳米氧化物分散液、碱金属的磷酸盐、抑制剂、润湿剂、溶剂、助剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂和固化剂；硅酸盐为硅酸锂；溶剂包括无机溶剂和有机溶剂，无机溶剂为去离子水，有机溶剂为乙醇，固化剂为二乙烯三胺。

包括下列按质量百分比的组分：硅酸盐为10％、纳米氧化物分散液为2％、碱金属的磷酸盐为1％、抑制剂为1％、润湿剂为1％，助剂为0.5％、耐高温颜料为0.5％、抗氧剂为1％、防霉剂为1％，溶剂余量。纳米氧化物分散液为气相二氧化硅分散液。碱金属的磷酸盐为磷酸镁。抑制剂为三乙醇胺。润湿剂为乙二醇单丁醚。助剂包括分散剂，分散剂为聚丙烯酸钠，助剂还包括增稠剂、消泡剂和水性流平剂，增稠剂为黄原胶。耐高温颜料包括云母粉、着色颜料、超细滑石粉和硼酸锌，其中云母粉0.15％、着色颜料0.15％、超细滑石粉0.1％和硼酸锌0.1％。

一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料的制备方法，包括以下几个步骤：

S1、制备纳米氧化物分散液：将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的溶液；

S2、制备助剂：将增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂加入到剩余的溶剂中，剩余的溶剂为乙醇，搅拌，溶解，得到助剂分散液；

S3、制备耐酸耐碱水性金属涂料：(1)将硅酸盐、碱金属的磷酸盐，混合后加入上述步骤S1、S2制备成的气相二氧化硅增溶剂的溶液和助剂分散液，搅拌40-60分钟，转速400-600转/分钟；

(5)然后再搅拌情况下分别加入抑制剂、润湿剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂，高速搅拌20-30分钟，转速为600-1000转/分钟；

(6)最后在低俗搅拌下投入固化剂，搅拌10-40分钟，转速为200-400转/分钟；

混合均匀后过滤密封包装。

实施例2：一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，包括溶胶、纳米氧化物分散液、碱金属硅酸盐水溶液、抑制剂、润湿剂、溶剂、助剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂和固化剂；溶胶为硅溶胶、铝溶胶和钛溶胶；溶剂包括无机溶剂和有机溶剂，无机溶剂为去离子水，有机溶剂为乙醇；固化剂为二乙烯三胺。

包括下列按质量百分比的组分：溶胶为15％、纳米氧化物分散液为2％、碱金属硅酸盐水溶液为1％、抑制剂为1％、润湿剂为0.05％，助剂为0.5％、耐高温颜料为0.5％、抗氧剂为1％、防霉剂为1％，溶剂余量。纳米氧化物分散液为气相二氧化硅分散液。碱金属硅酸盐水溶液为硅酸锂水溶液。抑制剂为三乙醇胺。润湿剂为乙二醇单丁醚。助剂包括分散剂，分散剂为聚丙烯酸钠，助剂还包括增稠剂、消泡剂和水性流平剂，增稠剂为黄原胶。耐高温颜料包括云母粉、着色颜料、超细滑石粉和硼酸锌，其中云母粉0.15％、着色颜料0.15％、超细滑石粉0.1％和硼酸锌0.1％。

一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料的制备方法，包括以下几个步骤：

S1、制备纳米氧化物分散液：将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的溶液；

S2、制备助剂：将增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂加入到剩余的溶剂中，剩余的溶剂为乙醇，搅拌，溶解，得到助剂分散液；

S3、制备耐酸耐碱水性金属涂料：(1)将溶胶、碱金属硅酸盐水溶液混合，混合后加入上述步骤S1、S2制备成的气相二氧化硅增溶剂的溶液和助剂分散液，搅拌40-60 分钟，转速400-600转/分钟；

(7)然后再搅拌情况下分别加入抑制剂、润湿剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂，高速搅拌20-30分钟，转速为600-1000转/分钟；

(8)最后在低俗搅拌下投入固化剂，搅拌10-40分钟，转速为200-400转/分钟；

混合均匀后过滤密封包装。

实施例3：一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，包括有机物改性溶胶、纳米氧化物分散液、碱金属的磷酸盐、抑制剂、润湿剂、溶剂、助剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂和固化剂；有机物改性溶胶为有机物改性硅溶胶；溶剂包括无机溶剂和有机溶剂，无机溶剂为去离子水，有机溶剂为乙醇；固化剂为二乙烯三胺。

包括下列按质量百分比的组分：机物改性溶胶为18％、纳米氧化物分散液为5％、碱金属的磷酸盐为2％、抑制剂为10％、润湿剂为2％，助剂为1％、耐高温颜料为1％、抗氧剂为2.5％、防霉剂为2.5％，溶剂余量。纳米氧化物分散液为气相二氧化硅分散液。碱金属的磷酸盐为磷酸镁和酸铝混合。抑制剂为三乙醇胺。润湿剂为乙二醇单丁醚。助剂包括分散剂，分散剂为聚丙烯酸钠，助剂还包括增稠剂、消泡剂和水性流平剂，增稠剂为黄原胶和瓜尔胶混合。耐高温颜料包括云母粉、着色颜料、超细滑石粉和硼酸锌，其中云母粉0.15％、着色颜料0.15％、超细滑石粉0.1％和硼酸锌0.1％。

一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料的制备方法，包括以下几个步骤：

S1、制备纳米氧化物分散液：将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的溶液；

S2、制备助剂：将增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂加入到剩余的溶剂中，剩余的溶剂为乙醇，搅拌，溶解，得到助剂分散液；

S3、制备耐酸耐碱水性金属涂料：(1)有机物改性溶胶、碱金属的磷酸盐，混合后加入上述步骤S1、S2制备成的气相二氧化硅增溶剂的溶液和助剂分散液，搅拌40-60 分钟，转速400-600转/分钟；

(9)然后再搅拌情况下分别加入抑制剂、润湿剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂，高速搅拌20-30分钟，转速为600-1000转/分钟；

(10)最后在低俗搅拌下投入固化剂，搅拌10-40分钟，转速为200-400转/分钟；

混合均匀后过滤密封包装。

将实施例1-3所制备的耐酸耐碱水性金属涂料涂敷在工程机械设备的薄钢板上，(薄钢板为平整、无压痕和麻点等机械缺陷，尺寸为50*120*1mm(按国标GB1735～79)，薄钢板进行除油、除锈保证薄钢板表面清洁、干燥)，室温下放置24小时固化后进行相关性能的测试。

储存稳定性、附着力(GB1720～89)、冲击强度(GB/T1732～1993)、

干燥时间(GB1728～1979)等均按相关国家标准进行检验。

耐高温性测试：将薄钢板放到马弗炉中，升温到800度，放置10小时后取出，冷却到室温，观察薄钢板表面情况，如无漆膜脱落、龟裂情况，说明涂料耐热性能良好(GB1735～89)。

耐酸耐碱性测试：耐酸性，在薄钢板表面以记号笔划10-15mm圆圈，将1％乙酸溶液以滴管滴在圆圈内常温下24小时后，观察与外围涂层比较，须无明显变化；耐碱性，在薄钢板表面以记号笔划10-15mm圆圈，将0.5％氢氧化钠(NaOH)溶液以滴管滴在圆圈内常温下24小时后，观察与外围涂层比较，须无明显变化。

实施例1-3的检测性能见表1。

从上述性能检测结果可得：实施例1至实施例3涂料的涂层各项性能较优，尤其是实施例3，采用机物改性溶胶，增稠剂为黄原胶和瓜尔胶混合其室温附着力较其他实施例优，本发明的金属涂料在高温情况下，具备优越的耐高温性能，不开裂、不脱落，本发明的金属涂料经久耐用，高耐酸耐碱，使用周期长，应用范围广

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 (9)

1.一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于，包括硅酸盐或溶胶或有机物改性溶胶中的至少一种、纳米氧化物分散液、碱金属的磷酸盐或者碱金属硅酸盐水溶液、抑制剂、润湿剂、溶剂、助剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂和固化剂；

所述硅酸盐为硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙或硅酸锆中的至少一种；

所述溶胶为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶中的任意一种或者几种的混合；

所述有机物改性溶胶为有机物改性硅溶胶或有机物改性铝溶胶中的至少一种；

所述溶剂包括无机溶剂和有机溶剂，所述无机溶剂为去离子水，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或者几种的混合；

所述固化剂为二乙烯三胺或二甲胺基丙胺。

2.根据权利要求1所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于，包括下列按质量百分比的组分：硅酸盐为0-30％、溶胶为0-20％或者机物改性溶胶为0-20％、纳米氧化物分散液为1％-5％、碱金属的磷酸盐为0-5％或者碱金属硅酸盐水溶液为0-5％、抑制剂为1％-10％、润湿剂为0.01-2％，助剂为0.5％-1％、耐高温颜料为0.5％-1％、抗氧剂为1％-2.5％、防霉剂为1％-2.5％，溶剂余量。

3.根据权利要求1所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于：所述纳米氧化物分散液为气相二氧化硅分散液、纳米氧化钙分散液、纳米碳酸钙分散液、纳米氧化锌分散液或纳米氧化锆分散液中的任意一种或几种的混合。

4.根据权利要求1所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于：所述碱金属的磷酸盐为磷酸镁、磷酸铝、磷酸钠、磷酸钾和磷酸钙中的任意一种或几种的混合，所述碱金属硅酸盐水溶液为硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液中的任意一种或几种的混合。

5.根据权利要求1所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于：所述抑制剂为三乙醇胺或二乙醇胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于：所述润湿剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、改性硅氧烷或聚山梨醇酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于：所述助剂包括分散剂，所述分散剂为聚丙烯酸钠，所述助剂还包括增稠剂、消泡剂和水性流平剂，所述增稠剂为黄原胶、瓜尔胶和羟甲基纤维素中的一种或者几种的混合。

8.根据权利要求1所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料，其特征在于：所述耐高温颜料包括云母粉、着色颜料、超细滑石粉和硼酸锌，其中云母粉0.15％、着色颜料0.15％、超细滑石粉0.1％和硼酸锌0.1％。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种工程机械设备用耐酸耐碱水性金属涂料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1、制备纳米氧化物分散液：将气相二氧化硅增溶剂加入到去离子水中，配制成气相二氧化硅增溶剂的溶液；

S2、制备助剂：将增稠剂、分散剂、消泡剂和水性流平剂加入到剩余的溶剂中，所述剩余的溶剂为乙醇、异丙醇、二丙二醇二甲醚中的一种或者几种的混合，搅拌，溶解，得到助剂分散液；

S3、制备耐酸耐碱水性金属涂料：(1)将硅酸盐、溶胶或者有机物改性溶胶中的任意一种、碱金属的磷酸盐或者碱金属硅酸盐水溶液混合，混合后加入上述步骤S1、S2制备成的气相二氧化硅增溶剂的溶液和助剂分散液，搅拌40-60分钟，转速400-600转/分钟；

(2)然后再搅拌情况下分别加入抑制剂、润湿剂、耐高温颜料、抗氧剂、防霉剂，高速搅拌20-30分钟，转速为600-1000转/分钟；

(3)最后在低俗搅拌下投入固化剂，搅拌10-40分钟，转速为200-400转/分钟；

(4)混合均匀后过滤密封包装。