一种耐溶剂型无机硅酸锌涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，特别涉及一种耐溶剂型无机硅酸锌涂料及其制备方法。

背景技术：

1、石化领域中，溶剂储罐一般用于储存芳香烃、醇、醚、酮、酯及酚等有机物，这些有机物虽然对钢材不能产生直接的腐蚀破坏作用，但可通过空气中水分渗入、以及部分溶剂经氧化或发酵后产生的微量酸性物质对基材产生破坏，因此仍然需要对溶剂储罐进行涂层的腐蚀防护。溶剂的存在将导致有机涂层出现溶胀和剥落等问题，因此一般采用无机硅酸锌涂料对溶剂型储罐进行腐蚀防护。

2、无机硅酸锌涂料是以硅酸乙酯预聚物为主要原材料，加入锌粉、增稠剂、溶剂、助剂等组成。无机硅酸锌成膜物为无机si—o三维网络结构，是一种重防腐涂料，并已实现大量应用。然而，无机si—o网络结构存在柔韧性差的问题，使其在受到外力作用下或在边缘焊缝处易导致开裂或脱落的问题。

3、为解决现有无机硅酸锌防腐涂料韧性不足的问题，本领域研究人员通常采用有机树脂进行混拼的方式来改善漆膜的抗开裂性。

4、中国专利文献cn 102977770a公开了一种有机改性聚硅酸酯及其制备方法。其按质量百分含量计，包含以下组份：正硅酸乙酯32％～45％、聚乙烯醇缩丁醛2.5％～3％、异丙醇19％～36％、乙醇17％～0％、丙二醇乙醚5％～8％、稳定剂0.3％～0.4％、催化剂0.1％～0.3％、去离子水4％～6％。该技术方案是利用聚乙烯醇缩丁醛溶液与聚硅酸酯冷拼得到有机改性聚硅酸酯液，从而提高无机硅酸锌的柔韧性和抗开裂性。

5、中国专利文献cn 103146234a公开了一种无机富锌防锈防滑涂料，其由甲、乙、丙三组份组成，甲组份由40～60份溶剂、3～6份水、30～50份硅酸乙酯组成，乙组份由20～30份增韧树脂、5～10份助剂、40～60份锌粉、30～40份金刚砂、5～10份溶剂组成，丙组份为铝粉，三组份混合质量比例为甲∶乙∶丙＝(1～3)∶(2～5)∶(0.2～0.5)，所述增韧树脂为聚乙烯醇缩丁醛树脂，该发明为一种增韧树脂为聚乙烯醇缩丁醛树脂的无机富锌防锈漆。

6、中国专利文献cn 113402906a公开了一种厚膜抗开裂的无机硅酸锌防锈漆，包含甲组分和乙组分，所述甲组分包括锌粉；所述乙组分包括硅酸乙酯或/和硅酸乙酯预聚物、增韧树脂、玻璃纤维、溶剂以及酸性溶液；所述增韧树脂为异氰酸酯、异氰酸酯加成物中的一种或多种组合。通过在硅酸乙酯及其预聚物中引入有机相异氰酸酯或异氰酸酯加成物和无机玻璃纤维，二者协同作用改善抗开裂性。

7、上述三种方式均采用添加有机树脂或引入有机链段改性的方式来改善其抗开裂性，有机成分的增加可持续改善抗开裂性，但同时也对其耐溶剂性造成不利影响。

技术实现思路

1、为解决现有技术通过添加有机树脂或引入有机链段改善无机硅酸锌涂料的抗开裂性而影响其使用寿命的问题。

2、本发明提供一种耐溶剂型无机硅酸锌涂料，包括甲组分和乙组分，甲组分包括锌粉和玻璃纤维粉，乙组分包括：硅酸乙酯预聚物、羧基化碳纳米管、无水乙醇、酸性溶液和防沉剂。

3、本发明通过在硅酸乙酯预聚物中加入带羧基的改性碳纳米管，利用高温脱水缩合反应，在硅酸乙酯分子结构中引入碳纳米管纤维结构。碳纳米管主体结构为碳原子组成的网络结构，可通过脱黏、拔出和桥接作用提高漆膜的韧性；而碳纳米管和玻璃纤维二者协同可更好的实现对硅酸锌中的si—o三维无机网络结构的增韧。

4、另外，碳纳米管具有一定的导电性，可与锌粉形成良好的导电网络，从而提高涂层的防腐性能。

5、进一步的，所述甲组分以重量份数计，包括95～99份锌粉和1～5份玻璃纤维粉。

6、进一步的，所述乙组分以重量份数计，包括50～70份硅酸乙酯预聚物、0.5～5份羧基化碳纳米管、23～45份无水乙醇、1～2.5份酸性溶液和2～5份防沉剂。

7、进一步的，所述锌粉的规格为500～1500目。

8、进一步的，所述玻璃纤维粉的规格为800～4000目。

9、进一步的，所述硅酸乙酯预聚物为es-28、es-40以及es-32中的一种或多种组合。

10、进一步的，所述羧基化碳纳米管的制备方法为：将碳纳米管放入硝酸溶液中，超声处理0.5～1.5h后，在温度为60～90℃的水浴中反应2～4h，经抽滤得到滤渣，再用去离子水稀释及洗涤，直至洗涤液的ph为7，将洗涤后的滤渣置于110℃下干燥2h，得到羧基化碳纳米管。

11、优选所述碳纳米管为单壁碳纳米管，所述碳纳米管的直径为0.8nm～100nm，长度为0.5μm～50μm。

12、优选超声处理具体为在功率为600w、频率为100khz的超声仪中处理。

13、进一步的，所述酸性溶液为盐酸溶液、硫酸溶液以及磷酸溶液中的一种或多种组合。

14、优选所述酸性溶液为盐酸溶液；更优选的，所述盐酸溶液的浓度为0.01mo l/l～0.5mo l/l。

15、进一步的，所述防沉剂为有机膨润土及气相二氧化硅的一种或两者的组合。

16、本发明还提供一种根据上述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料的制备方法，其中，乙组分的制备方法包括以下步骤：

17、s1、向容器中加入无水乙醇和羧基化碳纳米管并升温至40～60℃，持续搅拌10～20mi n；优选搅拌机转速为200rpm；

18、s2、向容器中加入硅酸乙酯预聚物，并在40～60℃下保温回流0.6～2h；优选保温回流1h；

19、s3、向容器中缓慢滴加酸性溶液，控制加料时间为0.8～1.5h，加料完毕后，再保温2h～4h得到碳纳米管改性硅酸乙酯水解物；优选加料时间1h；

20、s4、在搅拌条件下，向碳纳米管改性硅酸乙酯水解物中加入防沉剂，优选搅拌机转速为500rpm；然后在2500～4000rpm的转速下高速分散0.5～1h得到乙组分；

21、将甲乙组分按质量比为3:1的比例混合均匀，即可得到所述耐溶剂型无机硅酸锌涂料。

22、与现有技术相比，本发明提供的溶剂型无机硅酸锌涂料具有良好的柔韧性和耐溶剂性，且防腐性能优异，将此涂层用于石化工业中溶剂储罐的重防腐，可大大提高构件的使用寿命，减少维修维护成本；制备工艺简单，适于大规模生产。

技术特征：

1.一种耐溶剂型无机硅酸锌涂料，包括甲组分和乙组分，其特征在于：甲组分包括锌粉和玻璃纤维粉，乙组分包括：硅酸乙酯预聚物、羧基化碳纳米管、无水乙醇、酸性溶液和防沉剂。

2.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述甲组分以重量份数计，包括95～99份锌粉和1～5份玻璃纤维粉。

3.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述乙组分以重量份数计，包括50～70份硅酸乙酯预聚物、0.5～5份羧基化碳纳米管、23～45份无水乙醇、1～2.5份酸性溶液和2～5份防沉剂。

4.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述锌粉的规格为500～1500目。

5.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述玻璃纤维粉的规格为800～4000目。

6.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述硅酸乙酯预聚物为es-28、es-40以及es-32中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述羧基化碳纳米管的制备方法为：将碳纳米管放入硝酸溶液中，超声处理0.5～1.5h后，在温度为60～90℃的水浴中反应2～4h，经抽滤得到滤渣，再用去离子水稀释及洗涤，直至洗涤液的ph为7，将洗涤后的滤渣置于110℃下干燥2h，得到羧基化碳纳米管。

8.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述酸性溶液为盐酸溶液、硫酸溶液以及磷酸溶液中的一种或多种组合。

9.根据权利要求1所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料，其特征在于：所述防沉剂为有机膨润土及气相二氧化硅的一种或两者的组合。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的耐溶剂型无机硅酸锌涂料的制备方法，其特征在于：乙组分的制备方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种耐溶剂型无机硅酸锌涂料及其制备方法。耐溶剂型无机硅酸锌涂料包括甲组分和乙组分，甲组分包括锌粉和玻璃纤维粉，乙组分包括：硅酸乙酯预聚物、羧基化碳纳米管、无水乙醇、酸性溶液和防沉剂。该涂料的柔韧性、耐溶剂性和防腐性能优异，将此涂层用于石化工业中溶剂储罐的重防腐，可大大提高构件的使用寿命，减少维修维护成本。

技术研发人员：李至秦,孟林龙,杨名亮,康瑞瑞
受保护的技术使用者：厦门双瑞船舶涂料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14