一种水性有机改性无机富锌底漆及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种水性有机改性无机富锌底漆，本底漆由自制水性粘结剂树脂、500目以上的活性锌粉、超细混合超细混合改性填料混合制备而成。本发明的油漆环保，附着力强，耐化学介质腐蚀性和优良的防锈防腐性能，高硬度耐磨损、导电、具有优良的阴极保护作用，不受焊接和切割影响。广泛用于大型钢结构、管道、油罐、船闸、桥梁及船舶、海岸设施、石油设备等涂装。
【专利说明】一种水性有机改性无机富锌底漆及其制备方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及油漆领域，具体涉及一种水性有机改性无机富锌底漆及其制备方法。【背景技术】:
[0002]随着国内外各种苛刻的环保法规的相应出台，开发水性重防腐涂料势在必要。我国钢铁结构锈蚀每年造成的损失高达5千亿元占国民生产总值的5.3%，因此保护钢铁等金属，使其发挥功效、阻止锈蚀、延长使用寿命是防腐工作的一项重要任务。水性无机富锌漆是基于无机硅酸盐技术，主要是无机硅酸盐与锌粉反应生成网状结构状涂层，属于绿色环保型涂料。具有独特的无机结构和防腐机理，在阴极保护，屏蔽，阻蚀和钝化等方面性能卓越。随着社会经济的发展和基础设施的建设，被大量应用于飞机场，火车站，桥梁，车体，厂房等等钢结构的方方面面。水性无机富锌漆发展到现在，被越来越多的终端用户所重视。现市面上出现了各种各样的水性无机富锌漆树脂，但大体可分为两种:
[0003]1、建立在纯无机硅酸盐技术基础上的一此类树脂外观多半无色(或浅色)透
[0004]明状，防腐耐侯性能佳，但对底材处理要求相对高，对施工条件要求苛刻。
[0005]2、在无机硅酸盐技术上经改性过的乳状树脂一大多数用有机类的建筑用乳
[0006]液进行改性，改进后的树脂能有效的增强漆膜的一些物理性能，但是附着力有
[0007]所下降，耐盐雾性有所降低。
[0008]3、本发明技术，经长时实践和实验，选用改性天然橡胶对无机硅酸盐进行改
[0009]性，改性后的树脂配出来的底漆施工性简单，附着力强，防腐性能佳，解决
[0010]了其它类型品种的不足。
【发明内容】
:
[0011]本发明提供了一种水性有机改性无机富锌底漆的制备方法。本发明产品无毒无味、零VOC排放，有极好的附着力，极强的耐化学介质腐蚀性和优良的防锈防腐性能，高硬度耐磨损、导电、具有优良的阴极保护作用，不受焊接和切割影响。涂膜物理性能超过HG/T3668-2009之规定，耐盐雾性达到HG/T3668-2009指标要求。广泛用于大型钢结构、管道、油罐、船闸、桥梁及船舶、海岸设施、石油设备等涂装。
[0012]为实现上述目的本发明采用的技术方案如下:
[0013]一种水性有机改性无机富锌底漆，其特征在于，其由下列重量份的组分制成:
[0014]水性粘结剂树脂30-40、锌粉60-70、超细混合改性填料5_10，
[0015]所述的水性粘结剂树脂的制备方法为:
[0016](1)按重量份称取下列组分:
[0017]无机硅酸锂13-16、无机硅酸钾12-15、功能性助剂0.5-1.0、水合活性稀释剂45-50、乳化天然橡胶18-22 ；
[0018](2)将称取的无机硅酸锂、无机硅酸钾在酸性条件下水解，得到水解物，所得水解物与乳化天然橡胶在60°C条件下发生聚合反应，得到水性粘结剂树脂；[0019]所述的超细混合改性填料是通过下列方法制备而得:
[0020]a.取下列重量份的原料:高岭土 100-150、碳酸钙120-130、沸石10_12、纳米碳1_2、二氧化鹤1-2、氧化俩2_3、薄荷精油2_3、过砸酸纳1-2、氧化招2_3、沉淀法硫酸锁30-34、茶多酚3-4、柠檬酸三乙酯1-2、钛酸酯偶联剂TMC-TTS4-6、玉石粉1_2 ；
[0021 ] b、将高岭土、碳酸钙、沸石在450_480°C下煅烧4_5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入12-15%的盐酸溶液，调节PH值为4_5，陈化10-15小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液pH为中性，过滤，烘干得到填料粉末；
[0022]C、将上述所得粉末与其它剩余成分混合，研磨成超细混合粉，并以8000-10000转/分的速度，高速分散均匀，即可。
[0023]所述的水性有机改性无机富锌底漆，其特征在于:所述锌粉为500目活性锌粉。
[0024]所述的水性有机改性无机富锌底漆，其特征在于:所述功能性助剂选自流平剂、消泡剂、催干剂、增稠剂中的一种或几种。
[0025]所述的水性有机改性无机富锌底漆的生产方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0026](I)按重量将水性粘结剂树脂灌装在干净塑料桶密封好包装为涂料甲组份；
`[0027](2)在干燥环境下按重量称出锌粉和超细混合改性填料，用捏合机混合均匀，用塑料袋包装放入大口铁桶中即为涂料乙组份；
[0028](3)使用时将甲组份与乙组分按重量比3: 7的比例混合均匀即可。
[0029]本发明的技术方案确定过程:
[0030]I)主要成膜物质水性粘结剂树脂的确定:
[0031]本发明采用的水性粘结剂树脂，是由高模数的硅酸盐水玻璃(模数为4.8左右)经天然橡胶改性而成。经改性后的高模数水玻璃复合粘结剂，里面含有较多的OH基，有更多的分子参与聚合，其中的S1-O键与锌粉，钢结构表面的铁元素等聚合生成硅酸盐聚合物，在吸收空气中的水和C02后，继续反应成不溶性漆膜和网状硅酸锌铬合物，与钢结构基材粘结在一起形成巨大的网络，其中的天然橡胶因其耐优良的老化性能，高强的粘结性和封闭性，在经聚合后，与其它铬合物一起与钢结构形成了一个有机的整体，起到了保护钢铁的作用。
[0032](2)成漆配方的确定:
[0033]本发明的水性有机改性无机富锌底漆，由甲组份液体和乙组粉料按照一定比例(3: 7)组成。乙组份为500目以上的活性锌粉和少量的超细混合填料组成，甲组分为本发明的天然橡胶改性的硅酸锂钾粘结剂树脂。漆膜的主要性能是由各组份之间和底材钢结构之间复杂的相互作的表现出来，所以液体(粘结剂)的好坏，直接影响着涂料的性能。
[0034]本发明的优点:
[0035]因水性粘结剂树脂是由天然橡胶改性的高摩尔比硅酸锂、硅酸钾混合体，因而本发明有如下优点:
[0036]1.长久的耐候性:本发明产品的主要成膜物为无机物，可以长期抵抗太阳光的紫外线而不会被老化，在长期的暴晒下，也不易发生粉化，开裂，脱落等现象。漆膜中的锌粉，可以起到很好的阴极保护作用，即使漆膜意外的破损，也不会向周边扩散，其耐盐雾性能可达1000小时。
[0037]2.优良的粘结强度:本发明产品属于水性硅酸盐类的富锌涂料，漆膜在干燥过程当中与基材铁结触，形成硅酸锌铁类的化学网状铬合物，是很牢固的化学键结合，因而对基材钢结构有很强的粘结强度(附着力> 3MPa)。
[0038]3.焊结性能:可带漆切割，焊结漆膜不起泡，不脱落，不烧焦，不影响焊缝质量。
[0039]4.安全性:本发明产品以水为中介质，无闪点，不燃不爆，不含有害有机挥发物，对环境环保，对施工人员安全。
[0040]5耐热性:本发明产品长期可耐温400°C，瞬间可耐温达800°C。并且具有较好的喷涂性，无论是空气喷涂还是无气喷涂，施工时不易堵喷枪。除以上特点外，还有耐磨性，抗静电性(105-108)，耐溶剂性等。
【具体实施方式】
[0041]实施例1成膜物质水性粘结剂树脂的制备
[0042]主要原材料
[0043]1.1材料组成
[0044]无机硅酸钾，无机硅酸锂，功能性助剂，水合活性稀释剂、乳化天然橡胶。
[0045]1.2水性粘结剂树脂的原料配方
[0046]
原料名称. 重量(kg)
无机硅酸锂 15
无机硅酸钾
14
功能性助剂
0.6
水介活性稀释剂
46
乳化天然I象胶
20;
[0047]1.3合成工艺
[0048]1.3.1天然橡胶的乳化:投天然橡胶的8%环己烷溶液于反应釜中，搅拌下加入油酸及斯盘-80 (Span80)，25°C加入一定浓度的KOH溶液，当体系由油包水转为水包油反相后，再用高剪切混合乳化机乳化，于40°C下减压蒸馏抽出环己烷，制得乳化天然橡胶液。
[0049]1.3.2水性粘结剂树脂的合成:将称取的无机硅酸锂、无机硅酸钾在酸性条件下水解，得到水解物，所得水解物与乳化天然橡胶在60°C条件下发生聚合反应，得到水性粘结剂树脂。
[0050]1.4水性粘结剂树脂技术指标检测结果如下表:
[0051]
【权利要求】
1.一种水性有机改性无机富锌底漆，其特征在于，其由下列重量份的组分制成: 水性粘结剂树脂30-40、锌粉60-70、超细混合改性填料5-10， 所述的水性粘结剂树脂的制备方法为: (1)按重量份称取下列组分: 无机硅酸锂13-16、无机硅酸钾12-15、功能性助剂0.5-1.0、水合活性稀释剂45-50、乳化天然橡胶18-22 ； (2)将称取的无机硅酸锂、无机硅酸钾在酸性条件下水解，得到水解物，所得水解物与乳化天然橡胶在60°C条件下发生聚合反应，得到水性粘结剂树脂； 所述的超细混合改性填料是通过下列方法制备而得: a.取下列重量份的原料:高岭土100-150、碳酸钙120-130、沸石10-12、纳米碳1_2、三氧化钨1-2、氧化镧2-3、薄荷精油2-3、过硼酸钠1-2、氧化铝2_3、沉淀法硫酸钡30-34、茶多酚3-4、柠檬酸三乙酯1-2、钛酸酯偶联剂TMC-TTS 4_6、玉石粉1_2 ； b、将高岭土、碳酸钙、沸石在450-480V下煅烧4-5h，冷却至室温，取出后，加入3-4%的氢氧化钠溶液中研磨1-2小时，然后，加入12-15%的盐酸溶液，调节PH值为4-5，陈化10-15小时，再加氢氧化钠溶液调节研磨液PH为中性，过滤，烘干得到填料粉末； C、将上述所得粉末与 其它剩余成分混合，研磨成超细混合粉，并以8000-10000转/分的速度，高速分散均匀，即可。
2.根据权利要求1所述的水性有机改性无机富锌底漆，其特征在于:所述锌粉为500目活性锌粉。
3.根据权利要求1所述的水性有机改性无机富锌底漆，其特征在于:所述功能性助剂选自流平剂、消泡剂、催干剂、增稠剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性有机改性无机富锌底漆的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)按重量将水性粘结剂树脂灌装在干净塑料桶密封好包装为涂料甲组份； (2)在干燥环境下按重量称出锌粉和超细混合改性填料，用捏合机混合均匀，用塑料袋包装放入大口铁桶中即为涂料乙组份； (3)使用时将甲组份与乙组分按重量比3: 7的比例混合均匀即可。
【文档编号】C09C3/08GK103555017SQ201310539213
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】张源, 陶文, 叶文莲 申请人:安庆菱湖涂料有限公司