一种自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料及其制备方法。

背景技术：

1、耐高温涂料通常是指可长期承受300℃以上温度，并能保持一定物理化学性能，使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。传统的有机硅耐高温涂料都是使用溶剂型体系，vocs含量高，对大气、水体都存在一定的污染性。随着人们环保意识的增强以及对涂料要求的不断提高，耐高温涂料的水性化已成了必然趋势。

2、专利cn 110885630公开了一种有机硅水性耐高温特种涂料及制备方法，但引入的改性丙烯酸乳液会大幅降低涂料的耐温能力，引入的10-25份环保溶剂，虽然有助于体系成膜，但是依旧会导致体系vocs含量偏高。专利cn 113429880a利用多孔隔热硅酸盐高温焙烧时体积膨胀8-15倍的特性，大幅提升了水性耐温涂料耐热保温，保冷防冻和隔声的性能，但生成质地疏松的膨胀物质会显著降低涂层的防腐能力。

3、因此，亟需开发一种能够常温固化，兼具耐温和防腐性能，特别是高温后具有优异的防腐能力的水性耐高温防腐涂料。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料及其制备方法。该涂料为双组分体系，能够常温固化，在干燥固化的过程中能够形成自分层涂层，进一步提升了涂料的耐温能力和防腐性能，且vocs含量较低。

2、为实现上述目的，本发明提供一种自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料，其包含a组分和b组分，所述a组分主要由以下质量份数的组分组成：水性甲基苯基硅树脂10-35份，高漂浮型水性铝粉3-6份，片层填料滑石粉和云母粉10-25份，针状填料无碱玻璃纤维和晶须硅5-15份，耐温填料粒子5-15份，去离子水10-40份，硅烷偶联剂1-3份；分散剂0-0.5份，消泡剂0.2-0.5份，润湿流平助剂0.3-0.8份；所述b组分为亲水包覆改性的粉体，所述粉体选自锌粉、锌铬黄和磷酸锌中的一种或几种；所述水性有机硅耐高温防腐涂料中组分a与组分b的质量比为100:3～15。

3、在其中一实施例中，组分b中粉体的表面亲水包覆改性处理工艺为：将粉料和表面亲水改性处理剂按质量比100:1-5一起添加至带盖的不锈钢容器中，再加入等质量研磨用锆珠，锆珠粒径0.3-3mm,加盖密闭后，高速震荡分散60-120min，待体系冷却后，再用80目铜网过筛，分离锆珠，即得亲水包覆改性的粉体。

4、在其中一实施例中，所述水性甲基苯基硅树脂为大分子量自乳化型有机硅树脂，固含量40-50％，选自dowsiltm 8016、mp 50e和p 40/w中的一种或几种。

5、在其中一实施例中，所述高漂浮型水性铝粉的粒径为5-25μm，盖水面积为30000cm2/g-45000cm2/g，片径厚度为0.1-0.2μm。

6、在其中一实施例中，所述高漂浮型水性铝粉的粒径为10-15μm，盖水面积为30000cm2/g-45000cm2/g，片径厚度为0.1-0.2μm。

7、在其中一实施例中，所述片层填料滑石粉粒径为3-5μm，径厚比为20-50。

8、在其中一实施例中，所述片层填料云母粉粒径为5-25μm，径厚比为5-25。

9、在其中一实施例中，所述针状填料玻璃纤维为500-2000目。

10、在其中一实施例中，所述针状填料玻璃纤维为无碱玻璃纤维，1000-1500目。

11、在其中一实施例中，所述针状填料晶须硅为500-4000目。

12、在其中一实施例中，所述针状填料晶须硅为1000-2000目。

13、在其中一实施例中，所述耐温填料是选自钛白粉，氧化锆，沉淀硫酸钡，铜铬黑，钴蓝，钴绿中的一种或几种，所述耐温填料的粒径5-10μm。

14、在其中一实施例中，所述表面亲水改性处理剂是100％固含量的水性润湿分散剂，选自uniq sperse 9370、tech 6300、tego dispers 740w和solsperse27000中的一种或几种。

15、在其中一实施例中，所述硅烷偶联剂是十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

16、在其中一实施例中，所述分散剂为byk-191、afcona 4560、edaplan490中的任意一种或几种；所述消泡剂为byk-025；所述润湿流平剂为byk-348。

17、在其中一实施例中，采用所述自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料制备涂层时，需将组分a和b按质量比100:3-15，搅拌混合均一即可喷涂运用，涂装后的样板在25℃下固化7天即可，漆膜厚度为25-120μm。

18、在其中一实施例中，采用所述自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料制备涂层时，需将组分a和b按质量比100:3-15，搅拌混合均一即可喷涂运用，涂装后的样板在25℃下固化7天即可，漆膜厚度为45-80μm。

19、一种所述自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

20、(1)将去离子水、分散剂、消泡剂、润湿流平剂、颜料和填料添加至合适的容器中，利用高速分散机以1500-2000转/分的转速搅拌15-25min，再加入硅烷偶联剂，继续以1500-2000转/分的转速搅拌30-40min，最后运用砂磨机进行研磨，分散至细度≤20μm即可，过滤出料后，加入计量的高漂浮型水性铝粉，利用高速分散机以1000-1500转/分的转速搅拌15-25min，再加入水性甲基苯基硅树脂，进一步搅拌分散均匀即得组分a；

21、(2)将锌粉、锌铬黄和磷酸锌中的一种或几种的组合物与表面亲水改性处理剂按质量比100:3-8一起添加至带盖的不锈钢容器中，再加入等质量研磨用锆珠，锆珠粒径0.3-3mm,加盖密闭后，高速震荡分散40-60min，待体系冷却后，再用80目铜网分离锆珠，即得组分b；

22、(3)将组分a和组分b按质量比100:3～15混合，以800-1000转/分的转速搅拌20-25min，过滤即得所述的自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料。

23、本发明的自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料中主要成膜树脂是a组分中的水性苯基甲基硅树脂，此类水性树脂虽具有与油性有机硅树脂相近的耐温能力，但是树脂由于已被水性化处理，干燥能力较弱，必须要在180-200℃温度下烘烤20-30min才能实现单独成膜，在工厂实际涂装运用中，这个工况条件通常是无法满足的，因此必须设计合适的固化方式，实现常温自干。设计组分b为亲水包覆改性的锌粉、锌铬黄和磷酸锌中的一种或几种，是因为锌离子具有催化水性苯基甲基硅树脂中的si-oh的脱水缩合的作用，一方面实现了涂料的常温自干，另一方面，能够作为防锈填料，提升了涂层的防腐能力。锌粉、锌铬黄和磷酸锌通过表面亲水包覆改性，实现了不用研磨，仅用高速分散即可在涂料中均分分散，保障了涂层的均匀致密，避免了混合后因涂料细度不良导致的涂层缺陷。组分a中的水性铝粉在体系中具有非常显著的漂浮能力，当涂料喷涂到基本表面，能够迅速迁移到涂层表面，形成上层富集铝粉、下层富集颜填料的自分层涂层。与悬浮型铝粉、沉降型铝粉相比，高漂浮型铝粉的上述自分层行为可大幅降低涂料中水性铝粉的用量，提升涂料中其他无机填料的用量，降低涂料生产成本。此外，表层的富集铝粉层有助于弥补基材缺陷，提升漆膜的遮蔽能力和防护性能，更有助于提升涂层的耐高低温冲击的能力，赋予涂料厚涂的能力，可进一步提升涂层的综合性能。

24、本发明的自分层常温固化的水性有机硅耐高温防腐涂料具有制备工艺简单、适用期长等特点。通过引入亲水包覆改性的锌粉、锌铬黄和磷酸锌中的一种或几种实现了常温固化；通过引入高漂浮型铝粉，形成了具有自分层效果的涂层。高漂浮片层铝粉、功能性填料和防锈颜料可以产生很好的协同作用，最终所形成的漆膜具有较好耐冷热交变性能、耐温性能和防腐性能。