高模數(shù)硅酸鉀及其富鋅涂料的制備

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1、第34卷第3期涂料工業(yè)Vol.34No.32004年3月PAINT&COATINGSINDUSTRYMar.2004高模數(shù)硅酸鉀及其富鋅涂料的制備于良民,董磊,姜曉輝,徐煥志　(中國(guó)海洋大學(xué)化工學(xué)院,青島266003)劉登良　(中國(guó)化工新材料總公司海洋化工研究院,青島266000)　　摘　要:研究了不同硅溶膠、硅酸鉀和烷氧基硅烷對(duì)高模數(shù)硅酸鉀制備的影響;探討了溫度、時(shí)間和攪拌速度對(duì)高模數(shù)硅酸鉀制備的影響;進(jìn)行了高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂料的配方實(shí)驗(yàn),并與國(guó)外樣品的性能進(jìn)行了比較。關(guān)鍵詞:硅酸鉀;富鋅涂料;防腐涂料;高模數(shù);

2、烷氧基硅烷中圖分類號(hào):TQ63017文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0253-4312(2004)03-0009-041.1　實(shí)驗(yàn)儀器與原材料0　引　言1.1.1　實(shí)驗(yàn)儀器據(jù)估算,目前每年由于金屬腐蝕所造成的損失大電爐;高速攪拌器;溫度控制儀;電子天平;柔韌約占世界生產(chǎn)總值的5%,這部分損失超過了由火性測(cè)定器;漆膜沖擊試驗(yàn)器等。[1]災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、地震所造成損失的總和。在所有的防腐1.1.2　原材料蝕技術(shù)和方法中,涂裝防腐蝕涂料是最有效、最經(jīng)濟(jì)、硅酸鉀溶液,青島泡花堿廠;硅溶膠,青島海洋化最常用的方法,并且在有些領(lǐng)域涂裝涂料幾

3、乎是惟一工公司,江陰國(guó)聯(lián)化工有限公司;烷氧基硅烷,化學(xué)可行的防腐蝕方法,例如在大型鋼架橋、輸油管道、船純,上海化學(xué)試劑采購(gòu)供應(yīng)站;硅酸乙酯,化學(xué)純,北舶、貯罐等。當(dāng)今的防腐蝕涂料,大部分是溶劑性涂京化工廠;硅酸,分析純,上海化學(xué)試劑采購(gòu)供應(yīng)站;料,含有大量的VOC(揮發(fā)性有機(jī)物,約占涂料總量鋅粉;馬口鐵板。的30%～70%),這類涂料在使用過程中不僅浪費(fèi)了1.2　試驗(yàn)方法資源,還造成環(huán)境污染。20世紀(jì)70年代,美國(guó)的1.2.1　高模數(shù)硅酸鉀溶液的制備[2]NASA首先開發(fā)出了水性無機(jī)硅酸鉀防腐蝕涂料,將一定量的硅酸

4、鉀溶液倒入裝有高速攪拌器和該涂料不含VOC,且防腐蝕性能優(yōu)良。水性硅酸鉀加熱裝置的反應(yīng)器中,在攪拌下慢慢加入計(jì)量的硅溶防腐涂料經(jīng)過幾代的發(fā)展,到目前高模數(shù)硅酸鉀富鋅膠;滴加完硅溶膠后,將體系升到一定溫度,再向反應(yīng)防腐蝕涂料已經(jīng)成為水性無機(jī)硅酸鹽防腐蝕涂料的器中滴加硅烷,在此過程中補(bǔ)加計(jì)量的蒸餾水;滴加主流產(chǎn)品。完硅烷后,高速攪拌115～210h,即得到高模數(shù)的硅高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂料是指用二氧化硅與氧化酸鉀溶液。鉀的比例超過418的硅酸鉀水溶液為基料制成的硅1.2.2　高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂料的制備酸鉀富鋅涂料。與低模數(shù)

5、硅酸鉀富鋅涂料及其他硅將一定量的高模數(shù)硅酸鉀溶液和鋅粉倒入燒杯酸鹽防腐涂料相比,高模數(shù)硅酸鉀基料更容易與鋅粉中,攪拌均勻,即得到高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂料?；旌戏磻?yīng),固化時(shí)間也大為縮短,同時(shí)減少了單層涂1.2.3　標(biāo)準(zhǔn)試板的表面處理及試板的涂裝裝及面涂的時(shí)間。此外,由高模數(shù)硅酸鉀基料形成的先擦凈試板上的油,再用干燥的高壓空氣將磨料防腐涂層的耐水性、耐沖擊性和附著性均要比以低模垂直噴射于試板表面,直到試板表面出現(xiàn)噴射清理的數(shù)硅酸鉀及其他硅酸鹽基料所形成的防腐涂層強(qiáng)?；y,粗糙度不大于100nm,表面完全無可見污物或目前,我

6、國(guó)高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂料尚處在開發(fā)階斑漬,最后吹去全部磨料粒子。如在2h內(nèi)不將試板段,國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用的高模數(shù)硅酸鉀富鋅涂料大部分依涂上涂料,應(yīng)將試板置于干燥器內(nèi)保存。賴進(jìn)口。本文對(duì)高模數(shù)硅酸鉀的制備及其富鋅涂料試板的涂裝參考GB1727—92,采用漆膜刮涂[3]的性能作了初步研究。法。1.2.4　漆膜性質(zhì)的測(cè)定1　實(shí)驗(yàn)部分[4]漆膜附著性的測(cè)定參見附著力劃格測(cè)試法;9于良民等:高模數(shù)硅酸鉀及其富鋅涂料的制備[5]漆膜柔韌性的測(cè)定參見國(guó)標(biāo)GB/T1731—93;　　由表1可見,在室溫下因?yàn)楦鹘M分之間沒有發(fā)生[6]漆膜耐沖

7、擊的測(cè)定參見國(guó)際GB/T1732—93?；瘜W(xué)反應(yīng),只是發(fā)生物理混合,得到的只是白色渾濁液;在35～60℃范圍內(nèi)各組分間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),表2　結(jié)果與討論現(xiàn)在體系物理狀態(tài)上的變化,得到半透明高模數(shù)硅酸2.1　影響高模數(shù)硅酸鉀溶液制備的因素鉀的膠體溶液;當(dāng)反應(yīng)溫度超過60℃時(shí),在溶液中會(huì)2.1.1　溫度的影響發(fā)現(xiàn)大量的白色絮狀沉淀,這些白色絮狀沉淀是二氧為了探討溫度對(duì)高模數(shù)硅酸鉀溶液制備反應(yīng)的化硅,這是因?yàn)楫?dāng)溫度超過60℃時(shí),硅溶膠就會(huì)分解影響,進(jìn)行了一系列溫度實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表1所示。生成二氧化硅。表1　溫度對(duì)高模數(shù)硅酸鉀

8、溶液制備的影響從上述可知,35～40℃是制備高模數(shù)硅酸鉀溶[7]液較合理的溫度區(qū)間。這與專利所給出的溫度區(qū)　溫度范圍　　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象間基本一致。室溫白色混濁的溶液35～40℃半透明膠體溶液2.1.2　硅烷種類的影響40～50℃半透明膠體溶液不同硅烷的性質(zhì)有很大的差別,這對(duì)高模數(shù)硅酸50～60℃半透明膠體溶液鉀溶液的制備產(chǎn)生重大影響。選擇6種硅烷進(jìn)行實(shí)60℃以上