防腐用水性无机富锌底漆及其制备方法和应用
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于防腐涂料制备技术领域，特别涉及一种防腐用水性无机富底锌漆及其 制备方法和应用。
[0003]
【背景技术】
[0004] 无机富锌底漆具有优异的耐候性、耐化学腐蚀性、耐温性能，是一种性能优异的钢 铁表面防腐蚀底漆。目前来说，以溶剂型环氧富锌底漆为代表的有机高分子溶剂型油漆，应 用于各种预涂金属建材；但是随着国际标准和我国的环保法规对VOC (挥发性有机化合物） 排放的限制日趋严格，造成大量VOC挥发的溶剂型氟碳涂料应用上受到一定的限制。以无 机硅聚合的高聚物和无机磷聚合高聚物研发水性无机防腐底漆成为钢铁防腐的发展的方 向。目前以单一的水性硅酸钾、硅酸钠、水性硅溶胶为代表的水性防腐蚀底漆已经在大型 钢结构上有些应用，但在此类水性无机硅涂料在性能上还存在一些问题，比如机械性能(柔 性)、附着力方面、耐水性以及施工性能方面(易沉底、易堵枪）都存在问题。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明的首要目的在于提供一种双组分潮 气固化防腐用水性无机富锌底漆。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种上述防腐用水性无机富锌底漆的制备方法。
[0007] 本发明的又一目的在于提供一种上述防腐用水性无机富锌底漆的应用；所述防腐 用水性无机富锌底漆可应用于制备涂装钢结构。
[0008] 本发明的再一目的在于提供上述涂装钢结构可应用于制备桥梁、建筑、道路设施。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种防腐用水性无机富锌底漆的 制备方法，包括以下步骤： (1)将50. 0~55. 0重量份水溶性硅酸钾(模数3. 3)溶液(质量浓度40%)容器中，低速 搅拌条件下依次加入7. 〇~8. 0重量份去离子水、15. 5~16. 0重量份水性娃溶胶(江苏国 联)，再加入重量份4. 0~5. 0去离子水。搅拌均匀后，在低速搅拌条件下，将4. 0~5. 0重 量份的硅烷偶联剂（KH550)缓慢滴加到溶液中，保持搅拌1~1. 5小时，得到硅酸钾和硅溶 胶混合溶液。
[0010] (2)将10. 0~12. 0重量份Fuchem-108水性硅丙乳液置于另一容器中，低速搅拌 条件下加入4. 3~5. 3重量份去离子水、0~0. 2重量份分散剂、得开稀的娃丙乳液衆，将其 缓慢加入（1)所得混合溶液中，低速分散20~30分钟，过滤，得到防腐用水性无机富锌漆A 组分。
[0011] (3)将95. 0~98. 0重量份高纯度高目数的金属锌粉，在手工拌合条件下，将 1.0 ~2. O重量份防沉剂和2. O~3. O的1200重量份目滑石粉加入金属锌粉中，拌合均匀， 得到防腐用水性氟碳涂料B组分。
[0012] 步骤（1)所述硅酸钾溶液模数为3. 3,浓度40% (产地；河南)，所述水性硅溶胶为 CH381-1 (江苏国联科技有限公司），粒径8-10纳米；所述硅烷偶联剂为KH550,（武汉晨矽 化工）。
[0013] 步骤（1)所述低速搅拌的转速为600~800转/分；滴加速率为2-5mL/s。步骤 (2)所述硅丙乳液FUCHEN-108 (山东未来化工有限公司）：分散剂为BYK190 (德国毕克化 学）；所述消泡剂为BYK024 (德国毕克化学）； 步骤（2)所述低速搅拌的转速为400~500转/分； 步骤（3)所述金属锌粉粒径为500目，纯度大于98% ;所述防沉剂为膨润土 (江苏华特 BP-188B)。
[0014] 本发明还提供了上述方法所制备的防腐用水性无机富锌底漆。
[0015] 上述的防腐用水性无机富锌底漆可应用于制备涂装钢结构。
[0016] 所述涂装钢结构的制备方法按以下操作步骤： (1)钢结构的前处理；喷射除锈达到GB8923-2011规定的Sa2. 5~3. 0级，表面粗糙 度Rz50~80微米。
[0017] (2)将水性无机富锌的A、B组分按照1:3比例配制，搅拌均匀，在经过前处理的钢 结构上喷涂、滚涂或刷涂； (3)涂装底漆后的钢结构常温下干燥8小时以上；检测涂膜性能需常温下涂层干燥21 天以上。
[0018] 步骤（1)所述前处理是对钢结构的表面进行喷砂处理。
[0019] 所述涂装钢结构可应用于制备桥梁、建筑、道路设施。
[0020] 本发明的原理是：硅酸盐水溶液在酸性条件下，能将硅酸盐电离为硅酸根离子和 金属离子，在水和金属锌存在时，硅酸根能和金属锌结合生成硅酸锌，由于锌元素属二价金 属，当每个锌离子结合两个硅酸根离子，而硅酸根亦和两个锌离子反应时，就会出现体型聚 合。这种聚合必须保证溶液中有足够的硅酸根浓度与金属锌进行反应，若没有足够的多的 硅酸更离子，反应就会终止，不能形成完整连续的保护膜，机械性能和耐水性能就不能得到 保证，所以必须找出硅酸盐水溶液较为合适的浓度，以保证其与金属锌粉的反应活性，同时 又要保证有适当的活化期。
[0021] 利用硅烷偶联剂连接桥作用，在无机高聚物中引入有机硅丙乳液进行改性，改善 涂层机械性能。而其添加方式决定油漆的储存稳定性能，采用低速滴加方式平均分配分配 偶联剂，使硅丙乳液均匀存在油漆中，从而无机富锌储存更稳定，在涂层交联固化时涂层机 械性能的改善更均匀。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：使用本发明防腐用水性无机富锌 底漆作为钢铁防腐底漆，性能与油溶性环氧富锌相比；因为以水为主要分散介质，因此VOC 含量接近于零，没有有机溶剂排放；同时没有火灾危险，不会对环境产生危害。
[0023] 同时，创造性引进有机水性硅丙乳液解决了机械性能的不足，在耐水性和附着及 柔韧性能上都得到较大改善；创造性引进硅烷偶联剂以及所采用的滴加方式使油漆的储存 稳定性得到提高。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0025] 实施例1 (1) 将52. 5重量份水溶性硅酸钾溶液(质量浓度40%)置于容器中，低速搅拌条件下依 次加入8. 0重量份去离子水、16. 0重量份水性硅溶胶（CH381-1硅溶胶，江苏国联科技有限 公司），再加入重量份5. 0去离子水。搅拌均匀后，在低速搅拌条件下，将4. 0重量份的硅烷 偶联剂（KH570,武汉晨矽化工）缓慢滴加到溶液中，保持搅拌1~1. 5小时，得到硅酸钾和 硅溶胶混合溶液； (2) 将10. 0重量份水性FUCHEN-108硅丙乳液（山东未来化工有限公司）置于另一容 器中，低速搅拌条件下加入4. 5重量份去离子水、、0. 2重量份BYK190分散剂(德国毕克化 学)、0~0. 1重量份BYK024消泡剂剂(德国毕克化学)，得硅丙乳液衆，将其缓慢加入（1)所 得混合溶液中，低速分散20~30分钟，过滤，得到防腐用水性无机富锌漆A组分。
[0026] (3)将95. 0重量份高纯度高目数的金属锌粉，在手工拌合条件下