阻烧延耐高温车间底漆及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种阻烧延耐高温的车间底漆及其制备方法，所述车间底漆由A组分和B组分制备而成，所述A组分的原料及其重量份为：20～80份聚硅酸乙酯Si-40，20～80份有机溶剂，1～10份去离子水，0.5～5份浓酸；B组分的原料及其重量份为：15～20份有机溶剂，2～5份聚乙烯醇缩醛，0～8份醇溶性有机硅树脂，1～6份环氧树脂，10～30份阻烧延剂，1～5份涂料助剂，4～8份1000-1500目的磷铁粉，20～40份1000-1500目的锌粉；所述A组分和B组分的重量份配比为15～90∶100。所述底漆制得的涂层耐热性达到800℃以上，烧损面积极小，且切割或焊接作用过程中几乎不产生烟雾。
【专利说明】阻烧延耐高温车间底漆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种阻烧延耐高温车间底漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 自20世纪50年代初，车间底漆就作为超级游船、海上石油钻井平台等大型钢铁结 构件的预处理底涂。车间底漆为适应流水线作业，需满足干燥快、防锈性能优异、可焊接性 与机械性能好等要求。
[0003] 目前使用较广的车间底漆是以聚乙烯醇缩丁醛和硅酸乙酯水解物为基料，复配锌 粉的预涂底漆，其缺点是在室外保养时间短（一般只有3个月），热加工时烧损面积较大，需 重涂面积大。
[0004] 还有一种是环氧富锌车间底漆，是由锌粉、环氧树脂、聚酰胺固化剂等配制而成， 在国内已经有几十年的发展历史，广泛地应用于船舶制造行业；其具有优异的阴极保护防 腐蚀性能、耐机械磨损性、耐热性和焊割时漆膜烧损面小等，如干膜的厚度控制在20 μ m左 右，则对钢材的焊接工艺和焊接质量无不良影响，并能和常用的防锈漆、面漆配套；但该种 车间底漆锌粉含量较多，在进行电焊、切割等热加工时，由于涂层无法耐受高温，故释放较 多的氧化锌烟尘，易导致"锌热病"，而威胁人体健康，且该种涂层对切割速度和质量也有一 定影响。
[0005] 现有技术中还有一种普通的车间底漆，但其不耐热，且在400°C以上就会气化，故 还需重新涂漆。
【发明内容】
[0006] 基于此，本发明的目的在于提供一种阻烧延耐高温车间底漆。
[0007] 解决上述技术问题的具体技术方案如下：
[0008] -种阻烧延耐高温车间底漆，所述车间底漆由下述A组分和B组分制备而成：
[0009] 所述A组分的原料及其重量份为：20?80份聚硅酸乙酯Si-40, 20?80份有机 溶剂，1?10份去离子水，〇. 5?5份浓酸；所述浓酸为浓盐酸、浓硫酸或浓磷酸中的至少一 种；
[0010] 所述B组分的原料及其重量份为：15?20份有机溶剂，2?5份聚乙烯醇缩醛， 0?8份醇溶性有机硅树脂，1?6份环氧树脂，10?30份阻烧延剂，1?5份涂料助剂， 4?8份1000-1500目的磷铁粉，20?40份1000-1500目的锌粉；所述阻烧延剂为玻璃粉、 轻钙、重钙、云母粉、硅微粉、霞长石、氢氧化铝、硅藻土、高岭土、海泡石粉、白炭黑、凹凸棒 土或蒙脱土中的至少一种；
[0011] 所述有机溶剂为乙醇、异丙醇或正丁醇中的至少一种；
[0012] 所述A组分和B组分的重量份配比为15?90 : 100。
[0013] 在其中一些实施例中，所述车间底漆由下述A组分和B组分制备而成：
[0014] 所述A组分的原料及其重量份为：45?80份聚硅酸乙酯Si-40, 20?30份有机 溶剂，1?7份去离子水，0. 5?1份浓酸；
[0015] 所述B组分的原料及其重量份为：15?20份有机溶剂，2?3份聚乙烯醇缩醛， 2?5份醇溶性有机硅树脂，1?3份环氧树脂，15?30份阻烧延剂，2. 5?5份涂料助剂， 4?6份1000-1500目的磷铁粉，23?30份1000-1500目的锌粉。
[0016] 在其中一些实施例中，所述阻烧延剂包括玻璃粉和轻钙、重钙、云母粉、硅微粉、霞 长石、氢氧化铝、硅藻土、高岭土、海泡石粉、白炭黑、凹凸棒土或蒙脱土中的至少一种。
[0017] 在其中一些实施例中，所述玻璃粉的熔点为380°C?1600°C。
[0018] 在其中一些实施例中，所述玻璃粉的熔点为380°C?1200°C。
[0019] 在其中一些实施例中，所述聚乙烯醇缩醛为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩丙醛、聚 乙烯醇缩乙醛或聚乙烯醇缩甲醛中的至少一种。
[0020] 在其中一些实施例中，所述聚乙烯醇缩醛为聚乙烯醇缩丁醛。
[0021] 在其中一些实施例中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂。
[0022] 在其中一些实施例中，所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-20、E-44或 E-51。
[0023] 在其中一些实施例中，所述涂料助剂包括涂料分散剂0. 5?1份、涂料防沉剂 0. 5?1份、涂料消泡剂0. 5?1份、流平剂0. 5?1份和有机膨润土 0. 5?1份。
[0024] 本发明的另一目的在于提供一种阻烧延耐高温车间底漆的制备方法，包括如下步 骤：
[0025] (1)将聚硅酸乙酯Si-40、有机溶剂置于密闭反应器中，在搅拌条件下缓慢滴加浓 酸和去离子水的混合液，控制温度为-l〇°C?50°C，滴加结束后静置22-26h，即得A组分；
[0026] (2)将有机溶剂置于容器中，在搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩醛，至完全溶解， 再加入醇溶性有机硅树脂、环氧树脂、阻烧延剂和涂料助剂，经高速（4500-5000转/分钟） 分散、研磨至粒度小于50 μ m后加入磷铁粉和锌粉，再经分散、砂磨至粒度小于50 μ m即得 B组分；
[0027] (3)将步骤（1)所得的A组分与步骤⑵所得的B组分混勻，即可。
[0028] 本领域技术人员都知道，无论是有机硅树脂还是无机硅聚合物，最高耐热极限不 超过400°C温度。因此，传统的无机富锌底漆或无机硅酸锌车间底漆的耐热性只能达到 400°C。在工况环境下进行氧焰切割和焊接作业，由于涂层无法耐受如此高温，必然产生损 毁现象，其烧损面并向四周扩延；同时，由于锌的化学性质比较活泼，当温度达到225°C后， 锌氧化激烈；锌在空气中燃烧是因为锌表面有一层氧化锌，燃烧时冒出白烟，而这种白色烟 雾被人长期吸入，就会患上一种"锌热病"，危害人体健康。
[0029] 本发明所述的一种阻烧延耐高温车间底漆及其制备方法具有以下优点和有益效 果：
[0030] (1)本发明经发明人大量的实验和研究，确定出阻烧延耐高温车间底漆的最佳组 分及其重量份，该种底漆所得的涂层耐热性达到800°C以上，烧损面积极小，切割或焊接作 用过程中几乎不产生烟雾。其中，所述阻烧延剂配合其他原料可显著提高车间底漆的阻烧 延耐高温性能；进一步地，所述阻烧延剂在切割或焊接条件下会形成连续膜或者发生分解 吸收热量阻碍热量的扩散，进而保证涂层的耐热性能，同时还可以有效地包覆锌粉粒子免 于暴露在空气当中，以达到隔绝空气、防止氧化的目的；所述阻烧延剂中除玻璃粉之外的其 余原料，还具有骨架填充作用，可提高漆膜的强度、耐水性，增加底漆对基层表面的沉积性 和渗透性，亦能有效降低玻璃粉的用量且不影响阻烧延耐高温效果，且降低成本；两者与其 他原料配合所制得的车间底漆具有显著的阻烧延和耐高温效果。
[0031] (2)本发明所述车间底漆的制备方法工艺简单，易操作，适合于大规模生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 图1为试验例1中对照组1的阻烧延效果图；
[0033] 图2为试验例1中实验组-实施例1的阻烧延效果图；
[0034] 图3为试验例1中实验组-实施例3的阻烧延效果图。
【具体实施方式】
[0035] 本发明实施例中使用的原料如下：
[0036] 聚硅酸乙酯（Si-40)生产商为江苏常余化工有限公司，但实现本发明不局限于该 公司；
[0037] 聚乙烯醇缩醛生产商均为天津市光大冰峰化工有限公司，但实现本发明不局限于 该公司；其中，聚乙烯醇缩丁醛（10%乙醇溶液的粘度为10?15mPa · s);
[0038] 醇溶性有机硅树脂购自深圳市恒润纳米材料有限公司，但实现本发明不局限于该 公司；
[0039] 环氧树脂购自广州东风化工厂，但实现本发明不局限于该公司；
[0040] 玻璃粉购自深圳晶材化工有限公司，但实现本发明不局限于该公司；
[0041] 轻钙、重钙、云母粉、硅微粉、霞长石、氢氧化铝、硅藻土、高岭土、海泡石粉、白炭 黑、凹凸棒土或蒙脱土购自广州拓亿贸易有限公司，但实现本发明不局限于该公司；
[0042] 涂料助剂包括分散剂、防沉剂、消泡剂、流平剂、有机膨润土等，购自世邦佳明有限 公司，但实现本发明不局限于该公司。
[0043] 本发明所述乙醇为分析纯、化学纯，也可以为工业级。
[0044] 本发明所述浓盐酸的浓度为37-38%，浓硫酸的浓度为98%左右，浓磷酸的浓度 为85%左右。
[0045] 以下将结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0046] 实施例1
[0047] 本实施例一种阻烧延耐高温车间底漆，由A组分和B组分制备而成：
[0048] 所述A组分的原料及其重量份为：60份聚硅酸乙酯Si-40,12份乙醇，8份异丙醇， 0. 912份浓磷酸，7. 088份去离子水；
[0049] 所述B组分的原料及其重量份为：10份乙醇，10份正丁醇，3份聚乙烯醇缩丁醛， 5份醇溶性有机硅树脂，1份环氧树脂E-20, 5份40(TC玻璃粉，12份轻质碳酸钙，5份涂料 助剂（其中涂料分散剂1份、涂料防沉剂1份、涂料消泡剂和流平剂各1份、有机膨润土 1 份），4份800-1500目的超细磷铁粉，23份800-1500目的超细锌粉；
[0050] 所述A组分和B组分的重量份配比1 : 4。
[0051] 上述车间底漆的制备方法，包括如下步骤：
[0052] (1)A组分：按上述重量份，顺序称取聚硅酸乙酯Si-40、乙醇、异丙醇和置于密闭 反应器中，在搅拌的条件下缓慢滴加酸-去离子水溶液，控制温度为20°C?30°C，滴加结束 后静置24h，用吗啡啉检测水解程度，即得A组分；
[0053] (2)B组分：按上述重量份，称取乙醇、正丁醇置于容器中，搅拌状态下缓慢加入聚 乙烯醇缩丁醛（PVB)至PVB完全溶解成透明状液体，再向容器中加入醇溶性有机硅树脂、环 氧树脂E-20、玻璃粉、轻质碳酸钙和涂料助剂，经高速分散、研磨至细度达到40 μ m后加入 超细磷铁粉和超细锌粉，再经分散、砂磨至粒度小于50 μ m即得B组分；
[0054] (3)将A组分与B组分以重量份配比1 : 4的比例混合搅拌均勻，即得所述车间底 漆。
[0055] 本实施例的产品应符合GB6747-2008标准，其特征指标见表1与表2。
[0056] 表1阻烧延耐高温车间底漆技术指标
[0057]
【权利要求】
1. 一种阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述车间底漆由下述A组分和B组分制备 而成： 所述A组分的原料及其重量份为：20?80份聚硅酸乙酯Si-40, 20?80份有机溶剂， 1?10份去离子水，0. 5?5份浓酸；所述浓酸为浓盐酸、浓硫酸或浓磷酸中的至少一种； 所述B组分的原料及其重量份为：15?20份有机溶剂，2?5份聚乙烯醇缩醛，0?8 份醇溶性有机硅树脂，1?6份环氧树脂，10?30份阻烧延剂，1?5份涂料助剂，4?8份 1000?1500目的磷铁粉，20?40份1000?1500目的锌粉；所述阻烧延剂为玻璃粉、轻钙、 重钙、云母粉、硅微粉、霞长石、氢氧化铝、硅藻土、高岭土、海泡石粉、白炭黑、凹凸棒土或蒙 脱土中的至少一种； 所述有机溶剂为乙醇、异丙醇或正丁醇中的至少一种； 所述A组分和B组分的重量份配比为15?90 : 100。
2. 根据权利要求1所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述车间底漆由下述A 组分和B组分制备而成： 所述A组分的原料及其重量份为：45?80份聚硅酸乙酯Si-40, 20?30份有机溶剂， 1?7份去离子水，0. 5?1份浓酸； 所述B组分的原料及其重量份为：15?20份有机溶剂，2?3份聚乙烯醇缩醛，2?5 份醇溶性有机硅树脂，1?3份环氧树脂，15?30份阻烧延剂，2. 5?5份涂料助剂，4?6 份1000?1500目的磷铁粉，23?30份1000?1500目的锌粉。
3. 根据权利要求1或2所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述阻烧延剂包 括玻璃粉和轻钙、重钙、云母粉、硅微粉、霞长石、氢氧化铝、硅藻土、高岭土、海泡石粉、白炭 黑、凹凸棒土或蒙脱土中的至少一种。
4. 根据权利要求3所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述玻璃粉的熔点为 380°C? 1600°C。
5. 根据权利要求1或2所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述聚乙烯醇缩醛 为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩丙醛、聚乙烯醇缩乙醛或聚乙烯醇缩甲醛中的至少一种。
6. 根据权利要求5所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述聚乙烯醇缩醛为 聚乙烯醇缩丁醛。
7. 根据权利要求1或2所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述环氧树脂为双 酚A型环氧树脂或酚醛型环氧树脂。
8. 根据权利要求7所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂 为双酚A型环氧树脂E-20、E-44或E-51。
9. 根据权利要求1或2所述的阻烧延耐高温车间底漆，其特征在于，所述涂料助剂包 括涂料分散剂〇. 5?1份、涂料防沉剂0. 5?1份、涂料消泡剂0. 5?1份、流平剂0. 5? 1份和有机膨润土 0. 5?1份。
10. -种如权利要求1-9任一项所述的阻烧延耐高温车间底漆的制备方法，其特征在 于，包括如下步骤： (1) 将聚硅酸乙酯Si-40、有机溶剂置于密闭反应器中，在搅拌条件下缓慢滴加浓酸和 去离子水的混合液，控制温度为-l〇°C?50°C，滴加结束后静置22-26h即得A组分； (2) 将有机溶剂置于容器中，在搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩醛，至完全溶解，再加 入醇溶性有机硅树脂、环氧树脂、阻烧延剂和涂料助剂，经高速分散、研磨后加入磷铁粉和 锌粉，再经分散、砂磨至粒度小于50 μ m即得B组分； (3)将步骤（1)所得的A组分与步骤（2)所得的B组分混匀，即可。
【文档编号】C09D5/38GK104109460SQ201410337424
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】哈成勇, 刘海峰, 张涛, 李天龙, 胡志忠 申请人:广州中国科学院工业技术研究院