硅酸盐富锌防腐涂料工艺流程

    富锌涂料最早是在20世纪30年代由澳大利亚人victov2nighingale发明的。于1942年首次大规模的应用。该涂料分为有机与无机两大类。无机富锌涂料又分为水性和醇溶性[1]。水性无机富锌涂料主要有三类。分别为硅酸锂富锌涂料、硅酸钠富锌涂料、硅酸钾富锌涂料。随着人们环保意识的增强,在21世纪强调环保的今天,水性无机富锌涂料凭借其零VOC排放,高防腐性能、不燃性、耐溶剂、耐高温等特点倍受关注。水性无机富锌涂料在国内开发应用已有20多年,但目前高模数水性硅酸盐富锌涂料尚处于开发阶段,国内推广应用的大部分依赖进口。

    1实验部分

    1.1实验原料

    400目鳞片状锌粉(自制);硅酸钠;硅酸钾;硅溶胶;消泡剂;增稠剂;流平剂;分散剂。

    1.2实验仪器

    HH-S型恒温水浴锅;高速电动搅拌器;2020型台式干燥箱;TG328A型光电分析天平;划格器;硬度计;盐雾箱。

    1.3工艺流程(如图1所示)

图1硅酸盐富锌涂料的制备工艺流程

1.3.1高模数硅酸盐的制备

    取一定量已配好的30%的硅酸钠(钾)溶液倒入250mL烧杯中,将烧杯置于装有高速搅拌器和加热装置的反应器(水浴锅)中,边搅拌边加入硅溶胶,将水浴锅恒温,加入所需硅烷,高速搅拌1h,即得到所需要的硅酸盐溶液。

    1.3.2水性硅酸盐富锌涂料的制备

    将配好的硅酸盐溶液加入锌粉中,加入消泡剂、分散剂、流平剂,搅拌4h,加入增稠剂后减速搅拌1h,即得到水性硅酸盐富锌涂料。

    1.3.3试样的前处理

    取马口铁片做试样,经除油、除锈后用600目砂纸打磨待用。

    1.3.4涂装

    本实验用刷涂。将涂好的试样放入干燥箱50°C,30min后取出冷却,进行两涂两烘。

    1.4涂层的主要性能检测

    1.4.1附着力检测

    本试验使用根据ISO2409—1974标准设计的QFH划格器进行附着力检测。其评定标准如表1所示。

表1附着力等级的评定标准

    1.4.2硬度检测

    本试验使用根据GB/T6739—1996规定的PPH-I型铅笔硬度计,其测定范围为6H～6B。

    1.4.3耐腐蚀性检测

    本试验采用硝酸铵快速腐蚀测定方法。

    配制1∶4(NH4NO3∶H2O)的NH4NO3溶液,取100g溶液于烧杯中并置于恒温水浴中(70℃),保持(68+2)℃恒温环境,将试样放入烧杯内进行测试。其与盐雾实验时间对比如下表2所示。

表2耐腐蚀性测定结果

2结果与讨论

    2.1不同硅酸盐对涂膜性能的影响

    本试验分别使用硅酸钾和硅酸钠溶液配制富锌涂料,然后进行涂覆。图2、图3为涂层进行NH4NO3快速腐蚀实验腐蚀2h后的电镜图。

图2硅酸钠富锌涂料腐蚀试验后的电镜图

    由图2、图3可以看出腐蚀后的涂层无基体裸露1防腐性能都很好。

    2.2锌粉含量对涂膜性能的影响

    锌粉含量对涂膜性能的影响见表3。

图3硅酸钾富锌涂料腐蚀试验后的电镜图

表3锌粉含量对涂膜性能的影响

    由表3可知,合适的锌粉含量为50g。
2.3不同锌粉配制涂料的防腐性

    不同锌粉配制的涂料防腐性能对比见表4。

表4不同锌粉配制的防腐涂料的性能对比

    由表4可知,用片状锌粉代替球状锌粉可以提高防腐性能。即用片状锌粉可以节省锌粉用量,比较经济。

    2.4工艺参数对配制高模数硅酸盐的影响

    在试验过程中,相关工艺参数对整个试验有很大影响。表5为温度对性能的影响。配制高模数硅酸盐溶液时的温度控制很重要,由表5可以看出,在25℃时,硅酸盐溶液进行的只是物理混合,在35℃以上各组分间发生了化学反应[2]。当反应温度超过60℃时,由于硅溶胶的分解,溶液中出现大量SiO2白色沉淀。在试验中看到:45～55℃时的附着力和耐蚀性最佳,本试验取50℃。通过试验,选定工艺参数如下:pH值9;搅拌时间为4h;烘干时间和温度分别为:30min,50℃。__

表5温度对配制高模数硅酸盐及涂层的影响

    3结语

    本试验所制备的高模数硅酸盐防腐蚀富锌涂料的配方如表6。

表6高模数硅酸盐防腐蚀富锌涂料的配方

    由表6制得的水性无机富锌涂料的防腐性能优良,工艺环保,零VOC排放。需要改进的地方为外观较暗,涂料保质期较短,需要分装,使用较麻烦。