一种硅酸锌底漆及其制备方法与流程

本发明涉及硅酸锌底漆的，尤其涉及一种硅酸锌底漆及其制备方法。

背景技术：

1、无机硅酸锌底漆被广泛应用于金属表面，作为增强涂料在金属表面附着力的过渡层材料。由于锌粉的存在，无机硅酸锌底漆具有阴极保护作用和防锈性能，同时其还具有耐热性好、低温固化性好、耐冲击性好和能与大部分涂料体系配合的优点。无机硅酸锌底漆是一种双组分涂料，由无机粘接剂和粉尘状/片状的金属锌这两组分组成，使用时将两者混合后，用喷枪或刷子涂覆在金属基材表面，在常温常湿下便可固化成型。无机粘接剂由硅酸乙酯水解得到，然后使用二氧化硅、粘土或其他惰性填料着色。

2、在无机粘接剂的水解过程中，工业生成上需要使用无机酸(主要为盐酸)作为催化剂。但是盐酸的引入会对环境和人体健康产生危害，其对人体皮肤、黏膜等具有腐蚀性，使用不慎便会导致身体部位的严重烧伤，同时，盐酸中的氯离子还会加速金属的腐蚀，降低金属表面的力学性能与电气性能，缩短其使用寿命，存在巨大的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种硅酸锌底漆及其制备方法。本发明采用可降解的草酸替代无机酸，在制备过程中不会引入氯离子，有效降低了氯离子对金属表面的腐蚀作用，延长底漆的使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种硅酸锌底漆的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将硅酸乙酯、水、有机溶剂a、草酸加入密闭容器中，在惰性气氛下加入助催化剂进行反应，所得产物经纯化后洗涤并干燥产物，得到粘接剂；

5、(2)向粘接剂中加入增稠剂和有机溶剂b以及锌粉，混合均匀后得到硅酸锌底漆；

6、所述步骤(1)中硅酸乙酯、水、有机溶剂a、草酸的质量比为(8-12)：1：(8-12)：(0.1-0.2)。

7、本发明通过采用草酸作为主催化剂来催化水解硅酸乙酯以制备硅酸锌底漆，在制备过程中不引入氯离子，有效降低了氯离子对金属表面的腐蚀作用，延长底漆的使用寿命。通过加入助催化剂，有利于促进硅酸乙酯的聚合反应。若水的含量过少，容易导致水解不足，进而使得漆膜强度降低；若水的含量过多，则会导致水解过度，容易凝胶。并且，草酸的含量太高或太低均会影响硅酸乙酯的水解过程，因此，本发明控制水与硅酸乙酯以及有机溶剂a的质量比在上述范围内，使得硅酸乙酯的水解过程不容易受到影响，从而使得粘接剂的性能得到提升。

8、优选地，所述步骤(1)中纯化为：采用含有端羟基和乙氧基的聚硅酸乙酯有机溶液对产物进行溶剂置换。

9、本发明通过加入聚硅酸乙酯对产物进行溶剂置换，有利于提纯硅酸乙酯的水解产物，进而提高粘接剂的性能。

10、优选地，所述步骤(1)中有机溶剂a为乙二醇乙醚、醋酸丁酯、丁醇中的至少一种。

11、优选地，所述步骤(1)中所述助催化剂为氢氧化铵、氢氧化钠、氯化钇中的至少一种。

12、更优选地，所述步骤(1)中助催化剂为氢氧化铵。

13、由于氢氧化铵是弱催化剂，可以促进硅酸乙酯的聚合反应，使得粘接剂具有较高的固化度、粘着性。

14、优选地，所述步骤(1)中溶剂置换后还加入三甲基氯硅烷与正己烷的混合溶液进行改性处理。

15、本发明通过加入三甲基氯硅烷对产物进行表面疏水改性，有利于降低粘接剂中的水分，正己烷为凝胶改性时三甲基氯硅烷提供通道，有利于缩短改性时间，提高改性效率。

16、更优选地，所述三甲基氯硅烷与正己烷的体积比为(8-12)：(86-94)。

17、本发明通过采用特定比例的三甲基氯硅烷与正己烷对产物进行表面改性，有利于降低三甲基氯硅烷使用量，进而减少凝胶改性后溶剂置换次数，缩短气凝胶制备周期以及降低生产成本。

18、优选地，所述步骤(2)中增稠剂为二氧化硅、膨润土中的至少一种。

19、优选地，所述步骤(2)中有机溶剂b为苯酮、异丙醇、邻二甲苯中的至少一种。

20、优选地，所述步骤(2)中粘接剂、增稠剂、有机溶剂b、锌粉的质量比为(42-47)：(20-24)：(33-37)：(60-70)。

21、本发明中通过控制粘接剂、增稠剂、有机溶剂b、锌粉的质量比，有利于乳液分散均匀，并且防止填料下沉，有利于储存以及涂刷。由于锌粉具有阴极保护和防锈的作用，通过控制锌粉的用量，有利于进一步提高底漆的附着力。

22、优选地，所述步骤(2)中使用50-70目的滤网进行过筛。

23、本发明采用特定目数的滤网进行过筛，能够除去底漆中粒径较大的组分。

24、第二方面，本发明还提供了一种由上述方法制备得到的硅酸锌底漆。

25、本发明制得的硅酸锌底漆具有优异的附着力和机械性能，可以作为优质的过渡连接层材料，用于增强涂料在金属表面的附着力。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

27、本发明通过采用草酸来催化水解硅酸乙酯以制备硅酸锌底漆，在制备过程中不引入氯离子，有效降低了氯离子对金属表面的腐蚀作用，延长底漆的使用寿命。并且，本发明制得的硅酸锌底漆可以作为优质的过渡连接层材料，用于增强涂料在金属表面的附着力。

技术特征：

1.一种硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纯化为：采用含有端羟基和乙氧基的聚硅酸乙酯有机溶剂对产物进行溶剂置换。

3.如权利要求2所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂置换后还加入三甲基氯硅烷与正己烷的混合溶液进行改性处理。

4.如权利要求1所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中有机溶剂a为乙二醇乙醚、醋酸丁酯、丁醇中的至少一种。

5.如权利要求1所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述助催化剂为氢氧化铵、氢氧化钠、氯化钇中的至少一种。

6.如权利要求3所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述三甲基氯硅烷与正己烷的体积比为(8-12)：(86-94)。

7.如权利要求1所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中增稠剂为二氧化硅、膨润土中的至少一种。

8.如权利要求1所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂b为苯酮、异丙醇、邻二甲苯中的至少一种。

9.如权利要求1所述的硅酸锌底漆的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中粘接剂、增稠剂、有机溶剂b、锌粉的质量比为(42-47)：(20-24)：(33-37)：(60-70)。

10.如权利要求1-9任一项所述的硅酸锌底漆的制备方法制备得到的硅酸锌底漆。

技术总结
本发明公开了一种硅酸锌底漆及其制备方法，涉及硅酸锌底漆的技术领域。一种硅酸锌底漆的制备方法，包括以下步骤：(1)将硅酸乙酯、水、有机溶剂A、草酸加入密闭容器中，在惰性气氛下加入助催化剂进行反应，所得产物经纯化后洗涤并干燥产物，得到粘接剂；(2)向粘接剂中加入增稠剂和有机溶剂B以及锌粉，混合均匀后得到硅酸锌底漆；步骤(1)中硅酸乙酯、水、有机溶剂A、草酸的质量比为(8‑12)：1：(8‑12)：(0.1‑0.2)。本发明采用可降解的草酸替代无机酸，在制备过程中不会引入氯离子，有效降低了氯离子对金属表面的腐蚀作用，延长底漆的使用寿命。

技术研发人员：赵耀洪,盘思伟,钱艺华,王青,方鹏飞,欧阳彦文
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1