高模数硅酸钾及其富锌涂料的制备

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1、第34卷第3期涂料工业Vol.34No.32004年3月PAINT&COATINGSINDUSTRYMar.2004高模数硅酸钾及其富锌涂料的制备于良民,董磊,姜晓辉,徐焕志　(中国海洋大学化工学院,青岛266003)刘登良　(中国化工新材料总公司海洋化工研究院,青岛266000)　　摘　要:研究了不同硅溶胶、硅酸钾和烷氧基硅烷对高模数硅酸钾制备的影响;探讨了温度、时间和搅拌速度对高模数硅酸钾制备的影响;进行了高模数硅酸钾富锌涂料的配方实验,并与国外样品的性能进行了比较。关键词:硅酸钾;富锌涂料;防腐涂料;高模数;

2、烷氧基硅烷中图分类号:TQ63017文献标识码:A文章编号:0253-4312(2004)03-0009-041.1　实验仪器与原材料0　引　言1.1.1　实验仪器据估算,目前每年由于金属腐蚀所造成的损失大电炉;高速搅拌器;温度控制仪;电子天平;柔韧约占世界生产总值的5%,这部分损失超过了由火性测定器;漆膜冲击试验器等。[1]灾、风灾、地震所造成损失的总和。在所有的防腐1.1.2　原材料蚀技术和方法中,涂装防腐蚀涂料是最有效、最经济、硅酸钾溶液,青岛泡花碱厂;硅溶胶,青岛海洋化最常用的方法,并且在有些领域涂装涂料几

3、乎是惟一工公司,江阴国联化工有限公司;烷氧基硅烷,化学可行的防腐蚀方法,例如在大型钢架桥、输油管道、船纯,上海化学试剂采购供应站;硅酸乙酯,化学纯,北舶、贮罐等。当今的防腐蚀涂料,大部分是溶剂性涂京化工厂;硅酸,分析纯,上海化学试剂采购供应站;料,含有大量的VOC(挥发性有机物,约占涂料总量锌粉;马口铁板。的30%～70%),这类涂料在使用过程中不仅浪费了1.2　试验方法资源,还造成环境污染。20世纪70年代,美国的1.2.1　高模数硅酸钾溶液的制备[2]NASA首先开发出了水性无机硅酸钾防腐蚀涂料,将一定量的硅酸

4、钾溶液倒入装有高速搅拌器和该涂料不含VOC,且防腐蚀性能优良。水性硅酸钾加热装置的反应器中,在搅拌下慢慢加入计量的硅溶防腐涂料经过几代的发展,到目前高模数硅酸钾富锌胶;滴加完硅溶胶后,将体系升到一定温度,再向反应防腐蚀涂料已经成为水性无机硅酸盐防腐蚀涂料的器中滴加硅烷,在此过程中补加计量的蒸馏水;滴加主流产品。完硅烷后,高速搅拌115～210h,即得到高模数的硅高模数硅酸钾富锌涂料是指用二氧化硅与氧化酸钾溶液。钾的比例超过418的硅酸钾水溶液为基料制成的硅1.2.2　高模数硅酸钾富锌涂料的制备酸钾富锌涂料。与低模数

5、硅酸钾富锌涂料及其他硅将一定量的高模数硅酸钾溶液和锌粉倒入烧杯酸盐防腐涂料相比,高模数硅酸钾基料更容易与锌粉中,搅拌均匀,即得到高模数硅酸钾富锌涂料。混合反应,固化时间也大为缩短,同时减少了单层涂1.2.3　标准试板的表面处理及试板的涂装装及面涂的时间。此外,由高模数硅酸钾基料形成的先擦净试板上的油,再用干燥的高压空气将磨料防腐涂层的耐水性、耐冲击性和附着性均要比以低模垂直喷射于试板表面,直到试板表面出现喷射清理的数硅酸钾及其他硅酸盐基料所形成的防腐涂层强。花纹,粗糙度不大于100nm,表面完全无可见污物或目前,我

6、国高模数硅酸钾富锌涂料尚处在开发阶斑渍,最后吹去全部磨料粒子。如在2h内不将试板段,国内推广应用的高模数硅酸钾富锌涂料大部分依涂上涂料,应将试板置于干燥器内保存。赖进口。本文对高模数硅酸钾的制备及其富锌涂料试板的涂装参考GB1727—92,采用漆膜刮涂[3]的性能作了初步研究。法。1.2.4　漆膜性质的测定1　实验部分[4]漆膜附着性的测定参见附着力划格测试法;9于良民等:高模数硅酸钾及其富锌涂料的制备[5]漆膜柔韧性的测定参见国标GB/T1731—93;　　由表1可见,在室温下因为各组分之间没有发生[6]漆膜耐冲

7、击的测定参见国际GB/T1732—93。化学反应,只是发生物理混合,得到的只是白色浑浊液;在35～60℃范围内各组分间发生了化学反应,表2　结果与讨论现在体系物理状态上的变化,得到半透明高模数硅酸2.1　影响高模数硅酸钾溶液制备的因素钾的胶体溶液;当反应温度超过60℃时,在溶液中会2.1.1　温度的影响发现大量的白色絮状沉淀,这些白色絮状沉淀是二氧为了探讨温度对高模数硅酸钾溶液制备反应的化硅,这是因为当温度超过60℃时,硅溶胶就会分解影响,进行了一系列温度实验,结果如表1所示。生成二氧化硅。表1　温度对高模数硅酸钾

8、溶液制备的影响从上述可知,35～40℃是制备高模数硅酸钾溶[7]液较合理的温度区间。这与专利所给出的温度区　温度范围　　　实验现象间基本一致。室温白色混浊的溶液35～40℃半透明胶体溶液2.1.2　硅烷种类的影响40～50℃半透明胶体溶液不同硅烷的性质有很大的差别,这对高模数硅酸50～60℃半透明胶体溶液钾溶液的制备产生重大影响。选择6种硅烷进行实60℃以上