硅丙乳液改性高模数硅酸钾水性无机富锌涂料的研究

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1、第51卷第12期上海涂料V0l_51No．122013年12月SHANGHAICOATINGSDe(3．2013硅丙乳液改性高模数硅酸钾水性无机富锌徐料的研究周春婧，李三喜，王松，张爱玲(沈阳工业大学理学院，辽宁沈阳110870)摘要：以硅溶胶、氢氧化钾为主要原料，硅丙乳液为改性剂，制备了一种稳定的高模数硅酸钾有机一无机复合基料，与锌粉以1：2比例配制高模数硅酸钾水性无机富锌涂料。探讨了模数、固含量、反应时间、硅丙乳液用量对高模数硅酸钾溶液贮存稳定性和涂料性能的影响。采用正交实验的方法。确定了涂料的最

2、优工艺条件。制备的水性无机富锌涂料是一种经济实用的绿色涂料。关键词：高模数硅酸钾；水性无机富锌涂料；硅丙乳液中图分类号：TQ630．7文献标识码：A文章编号：1009—1696(2013)12—0005—050引言1实验部分水性无机富锌涂料主要以水为溶剂和分散剂，1．1实验原材料与仪器具有超强的耐候性、长久的耐腐蚀性、自修复性、耐原材料：硅溶胶(26．15％)，工业级，大连斯诺溶剂性、高硬度等特性，零VOC(挥发性有机化合物)化学新材料科学技术有限公司；硅丙乳液(固含量释放，性价比较高，是目前国际上最

3、具发展前途的环48％)，工业级，江苏李文甲化工有限公司；锌粉，天保型涂料之一。自1930年以来经历了80余年的开发津博迪化工股份有限公司；氢氧化钾，聚丙烯酸钠，与实践，水性无机富锌涂料在大气和海洋重防腐工磷酸三丁酯，均为分析纯。程，包括船舶、集装箱、海洋平台、各类海洋设施、仪器：集热式恒温加热磁力搅拌器；扫描电子桥梁、大型油品储罐等大型设备，以及大型建筑的钢显微镜；CHI604D电化学工作站；IRPrestige一21红铁构件的防锈蚀方面取得了令人满意的效果[1Io目外光谱仪；自动漆膜干燥时间测定仪；

4、漆膜划痕测前，水性富锌涂料几乎已经达到了溶剂型涂料的性试仪；漆膜附着力试验仪；漆膜柔韧性测定仪；漆能[2]。随着有机一无机杂化材料的发展，在水性无膜耐冲击试验器；电热鼓风干燥箱；中性盐雾试验机富锌涂料中添加有机成膜基料，如硅丙乳液]、机；电子天平；烧杯；三口烧瓶等。硅烷偶联剂_91]等，制备有机一无机复合材料，可以1,2实验方法改善无机涂料物理性能差及致密性不良的缺点，借将一定量的硅溶胶溶液倒入带有磁力搅拌和加助有机材料增强涂层柔韧性和致密性l1，得到综合热装置的反应器中，在恒温60％条件下，边搅拌边

5、缓性能好的涂层。慢加入计量的氢氧化钾和水，混合反应10min，制得本文以改进水性无机富锌涂料涂膜的致密性和硅酸钾溶液；加入一定比例的硅丙乳液反应40min，耐腐蚀性为目的，制备基料的过程中加入高分子改制得改性硅酸钾溶液，即基料；将锌粉、消泡剂、增性剂硅丙乳液，采用正交设计实验研究最佳配方，并稠剂、分散剂等加入到上述基料中，搅拌一定时间分对改性前后硅酸钾水溶液的贮存稳定性，以及改性散均匀后，制得水性无机富锌涂料；采用刷涂的方和未改性的富锌涂料性能进行比较。式对经过碱性除油、除锈的试片进行涂装；涂装完[收

6、稿日期]2013—10—11[基金项目】辽宁省聚合物催化合成技术重点实验室(辽科发[2010]36号)。[作者简介】周春婧，女，硕士，研究方向为功能材料。6}二海涂料第51卷毕室温下自然干燥，待用。30．00％。常温条件下不同固含量的硅酸钾溶液的贮1．3漆膜性能测试存稳定性以及涂料的施工性见表2。依据国标对漆膜硬度、柔韧性、附着力、抗冲击表2固含量对硅酸钾溶液贮存稳定-性和涂料施工性的影响性、耐酸碱性等性能进行测试，比较改性前后涂层的Table2Theeffectsofsolidcontentonth

7、estoragestabilityof力学性能和耐腐蚀性。potassiumsilicatesolutionandworkabilityofcoatings2结果与讨论2．1影响硅酸钾溶液性能的因素2．1．1模数的影响分别制备了模数为5，5．5，6，6．5，7，7．5，8的硅由表2可见：固含量为30．00％的硅酸钾溶液18d酸钾溶液，并加入硅丙乳液，制备不同模数的改性硅后变得不稳定，出现凝胶；而固含量低于30．00％的酸钾溶液，再向其中加入一定比例的锌粉与助剂，制硅酸钾溶液贮存时间较长，且涂料施工正常

8、。因此本得水性无机富锌涂料。表1显示了模数对制备的改性实验选择固含量在15．00％一25．00％的硅酸钾溶液进硅酸钾溶液贮存稳定性以及涂料的影响。行实验。表1模数对硅酸钾溶液贮存稳定-眭及涂料的影响2．1．3反应时间的影响Table1Theeffectsofmolarratiosonthestoragestabilityof选用模数为6．0、固含量为20．00％的硅酸钾溶potassiumsilicatesolutionandcoatings液，在70~