新一代水性无机富锌涂料

新一代水性无机富锌涂料

2008/11/10/08:22 来源：涂料涂装资讯网

魏向阳

( 南京宣鹏科技有限公司，南京 210018)

摘要：在常见的水性无机富锌涂料中，添加有机成膜基料和缓蚀性材料，使水性无机富锌涂料的施工适应性大大拓宽，改善了涂膜的附着性、致密性、耐老化性和抗滑移性。

关键词：水性无机富锌涂料；超强缓蚀性；抗滑移性；致密性

0 引言

海洋环境是极其严酷的腐蚀环境，海洋船舶及海洋工程设施所用的防护涂料属于重防腐涂料。通常的防腐蚀涂料，大部分是溶剂型涂料，含有大量的挥发性有机物，这类涂料在使用过程中不仅浪费了资源，还造成环境污染。本文研究了一套用水性无机富锌涂料作底漆，高固体分复合树脂防腐涂料作面漆的海洋环境防腐涂料配套体系，已在大型钢架桥、输油管道、船舶、海港码头、贮罐等众多领域得到实践验证。这种配套体系的优点主要体现在绿色环保、高效防腐、使用

期长、方便保养等方面。水性无机富锌涂料以水为分散介质 ,VOC 含量近似为零，不含重金属和其他有害的有机物。经过几代的发展，到目前为止，高模数硅酸钾富锌防腐涂料已经成为水性无机硅酸盐防腐蚀涂料的主流产品 [ 1 ] 。高模数硅酸钾富锌涂料是

液为基料制成的硅酸钾富锌涂料。与低模数硅酸钾富锌涂料及其他硅酸盐防腐涂料相比，高模数硅酸钾基料更容易与锌粉混合反应，固化时间也大为缩短，减少了单层涂装及面涂的时间。此外，由高模数硅酸钾基料形成的防腐涂层的耐水性、耐冲击性和附着性均比以低模数硅酸钾及其他硅酸盐基料所形成的防腐涂层强

[ 2 ] 。

本文在施工性、贮存稳定性，延缓腐蚀性等方面，进行了改进，对高模数硅酸钾富锌涂料的改进进行初步研究和阐述。

1 实验部分

1. 1 仪器与原材料

1 . 1 . 1 实验仪器

电炉；高速搅拌器；温度控制仪；电子天平；柔韧性测定器；漆膜冲击试验器；盐雾箱；划格器等。

1 . 1 .

2 原材料

硅酸钾溶液：青岛泡花碱厂；硅溶胶：江阴国联化工有限公司；烷氧基硅烷：化学纯，杭州硅宝化工有限公司；硅酸乙酯：化学纯，天津市化学试剂一厂；海藻酸钠：分析纯，市售；水杨酸：分析纯，市售；硅酸：分析纯，上海化学试剂采购供应站；乙醇：分析纯，市售；锌粉：工业级，市售；缓蚀性复合颜料：自制；防闪蚀助剂：自制；防锈乳液：自制；表面活性剂：南京立派化工有限公司；马口铁板。

1. 2 试验方法

1 .

2 .1 高模数硅酸钾溶液的制备

将定量的蒸馏水倒人装有高速搅拌器和加热装置的反应器中，升到一定温度，在搅拌下慢慢加入计量的硅酸钾溶液，滴加硅溶胶，将体系升到一定温度，再向反应器中滴加硅烷，在此过程中补加配方余下的蒸馏水；滴加完硅烷后，

高速搅拌 1. 5 ～ 2 . 0 h, 降温，静置 24 ～ 48 h, 从上层倾倒、过滤，

取出澄清透明溶液，即得到高模数的硅酸钾溶液。下层含有白色粒状物的溶液留待下次生产或试验再用。

1 . 2.

2 海藻酸钠溶液的制备

(1) 将水杨酸和乙醇按 1 ∶ 10 的比例配成水杨酸乙醇溶液，过滤，备用。

(2) 将海藻酸钠配成质量浓度为 1% 的纯水溶液，过滤，备用。

(3) 在 100 g 海藻酸钠纯水溶液中加入 1 g 水杨酸乙醇溶液，搅拌均匀，即得本实验中用的海藻酸钠溶液。

1 .

2 .

3 高模数硅酸钾富锌涂料的制备

将定量的高模数硅酸钾溶液、海藻酸钠溶液、防锈乳液、表面活性剂、锌粉、缓蚀性颜料、防闪蚀助剂倒入烧杯中，搅拌均匀，即得到高模数硅酸钾富锌涂料。

试验时也曾经将防锈乳液在高模数硅酸钾溶液制备时热拼一部份，主要是想解决涂料的贮存稳定性问题，但效果并不明显，相关试验正在进一步进行中。

1 .

2 .4 样板的表面处理及涂装

用溶剂洗净样板上的污物，将样板用实验室喷砂机喷砂处理，直到样板表面现出金属本色，粗糙度不大于50 μ m, 表面无可见污物或斑渍，吹去样板表面砂粒，立即用水性无机富锌涂料喷涂样板，喷涂厚度控制在干膜厚30 μ m 和50 μ m [ 3 ] 。

1 .

2 . 5 漆膜性质的测定 [ 4 ]

附着力： 1 级；盐雾试验： 10 000 h 表面完好；表干时间： 2 ～

20 min；实干时间： 24 h；耐温性： 450 ℃涂膜无影响，瞬时高温 600 ℃涂膜无影响；涂刷面积： 8 ～ 10 m 2 /L；焊接试验：焊缝合格，涂料对焊接无影响；无毒试验：浸泡液符合国家生活饮用水标准，经口毒性试验，受试物属无毒级 ( 河北省卫生厅认定的涉及饮用水卫生安全产品检验机构———河北省卫生检测中心的检验报告 ) 。

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1. 2 . 6 改进后产品涂膜部分性能与原产品的比较

(1) 漆膜的附着性

在温度为 (25 ± 2) ℃相对湿度为 (50 ± 5) % 条件下，对放置不同时间的涂膜样板进行附着力测试，结果见表 1 。

表 1 附着力试验

注：样板 1 是未加防锈乳液的，做 3 个平衡试样；样板 2 是加了防锈乳液的，做 3 个平衡试样。 Gt0 /5B ———井字型刀切边缘是完全光滑，格子边缘没有任何剥落； Gt1 /4B ———在割痕相交处有小片涂层剥落，大约是面积的 5%； Gt2 /3B ———涂层延边缘及部分格子被剥落，面积大约是 5% 。

(2) 漆膜的柔韧性

在温度为 (25 ± 2) ℃相对湿度为 50 ± 5% 条件下，对漆膜柔韧性进行测试，结果见表 2 所示。

表 2 漆膜柔韧性测试

注：样板 1 是未加防锈乳液的，做 3 个平衡试样；样板 2 是加了防锈乳液的，做 3 个平衡试样。好是指样板上漆膜丝毫未脱落，边缘没有裂缝；

良好是指样板上漆膜丝毫未脱落，边缘有细微的裂缝；差是指棱角处有漆膜脱落，边缘有小裂缝。

(3) 漆膜的耐冲击性

在温度为 (25 ± 2) ℃相对湿度为 (50 ± 5) % 条件下，对漆膜进行耐冲击性能测试，结果见表 3 所示。

表 3 漆膜耐冲击性试验

注：样板 1 是未加防锈乳液的，做 3 个平衡试样；样板 2 是加了防锈乳液的，做 3 个平衡试样。优是指样板冲击坑边缘无漆膜脱落，无任何裂缝；

良是指样板冲击坑边缘无漆膜脱落，有些细纹；中是指样板冲击坑边缘有部份漆膜脱落，有些粗裂缝；差是指样板冲击坑边缘有大量漆膜脱落，有很多粗裂缝。

(4) 漆膜的耐高温性