[发明专利]一种水性无机硅酸锌车间底漆及其制备方法

说明书

本发明属于船舶涂料领域，特别涉及一种水性无机硅酸锌车间底漆及其制备方法，采用模数为3.7的硅酸钾作为原料，通过加入硅溶胶、硅烷偶联剂制备模数为6的高模数硅酸钾，再加入丁苯乳液或苯丙乳液对其进行改性，最后加入锌粉、磷铁粉、长石粉制得水性无机硅酸锌车间底漆。通过对乳液的粘度、固含、模数、储存稳定性，和涂膜的外观、初期耐水性、附着力、耐候防护期等测试对其各项性能进行研究。硅溶胶、硅烷偶联剂的加入提高了干性、早期耐水性、交联固化度和附着力，丁苯乳液或苯丙乳液的加入极大的提高了涂膜的底材润湿性、柔韧性和粘附力。

技术领域

本发明属于船舶涂料领域，特别涉及一种水性无机硅酸锌车间底漆及其制备方法。

背景技术

车间底漆，又称钢材预处理底漆或保养底漆，是钢材(钢板或型钢)经喷砂处理除锈后在车间流水线上喷涂于金属表面的快干底漆，以防止其在加工、组装等过程期间产生锈蚀，从而大大减轻分段或船台涂装时的除锈工作量，已成为船舶、海洋工程、桥梁和重型机械设备等需要处理大型钢材工业的重要工作程序。

与通常的涂料涂层不同，车间底漆作为一种特殊的临时保养性底漆，并且在自动化流水线上进行施工的特殊性，有以下几个特点：对喷砂处理过的钢板必须要有极好的附着力；适应无气喷涂，满足在自动化流水线上进行施工能得到15～25μm的光滑平整均匀漆膜；干性极快，从而保证钢材涂有车间底漆后，在滚道上移动时不粘辊道，并在起吊搬运时不损坏漆膜；具有一定的防锈蚀性，根据要求常用的有3～6个月防护性和6～9个月的防护性；良好的切割焊接性。带车间底漆的钢板切割时不影响钢板的切割速度和切割的路线，热加工时损伤面小，焊接后焊缝成形均匀，熔合良好，无裂纹、无疏松、无明显的焊瘤和咬边等缺陷，焊缝中的夹渣和气孔尽量小而少，不影响焊接质量；在切割或焊接时，漆膜产生的烟雾及粉尘等对人体无害，释放的有毒有害物质浓度应在国家卫生指标所允许的范围之内；与各种涂料有优异的兼容配套性。由于正式涂装时车间底漆是允许保留的，故车间底漆要能与各种涂料都有良好的层间附着力。

车间底漆的发展，历经了聚乙烯醇缩丁醛车间底漆(PVB)、环氧富锌车间底漆、环氧铁红车间底漆和硅酸锌车间底漆等重要品种。由于溶剂型硅酸锌车间底漆具有附着力强、机械性能优良、耐热性好、热加工时损伤面较小等突出性能，目前仍成为主要应用的车间底漆。但溶剂型硅酸锌车间底漆的体积固体份非常低，只有28％左右，VOC含量高达550～680g/L，排放出大量的有机挥发物，对安全生产、存储、运输等也有一定的隐患。

水性无机硅酸锌涂料已在一些国家开始使用，在国内还处于起步阶段，尤其是在应用方面，源于涂装施工企业对水性漆的应用经验还不足。目前，理论上，水性无机硅酸锌车间底漆以其优异的切割焊接性，耐溶剂性，防锈性，安全性，零VOC释放等优点，得到越来越多业内人士的认同。但是，水性无机硅酸锌车间底漆在底材润湿性，干燥时间，附着力，防腐性方面和溶剂型涂料相比还是有很大差距。如何做到水性无机硅酸锌车间的性能和溶剂型的一致，特别是在快干性、初期耐水性、耐候防护性上，能尽量在现有的溶剂型车间底漆流水线上直接施工运用，还是有很大的改进空间。

由于水性漆干性受环境的温湿度影响很大，水性无机硅酸锌车间底漆为了适应流水线施工，不仅仅要求干性满足不粘辊道、起吊搬运时漆膜不损坏和叠加放置不黏连，而且由于很少有喷涂好的钢板在室内场地做周转，一般流水线上下来的钢板就会被移出至下道工序或堆放在外场，这就要求刚下线后的涂层不仅仅能满足基本干性要求，还要满足直接下线淋雨后漆膜性能没有下降，更没有溶胀、溶解、闪锈、点锈等不良现象。一般用指触干或指压干仅能测试是否会粘辊道或影响堆放性，要测试是否下线即能耐雨水性则要取决于水性无机硅酸锌底漆的快干性和交联固化程度，这是一个挑战。

发明内容

本发明以改进水性无机硅酸锌车间底漆的干燥时间，初期耐水性、附着力和耐候保护性为目的，采用模数为3.7的硅酸钾作为基础原料，通过加入硅溶胶，硅烷偶联剂制备模数为6的高模数硅酸钾，再加入丁苯乳液或苯丙乳液对其进行改性，最后加入锌粉、磷铁粉、长石粉制得水性无机硅酸锌车间底漆。