水性防護(hù)涂料及其制備方法和用途
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種水性防護(hù)涂料的制備方法，該方法包括將水、硅烷偶聯(lián)劑、水溶性硅酸鹽、促進(jìn)劑、氧化硅填料和水溶性成膜樹(shù)脂依次混合均勻。本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的制備方法制備得到的水性防護(hù)涂料以及上述水性防護(hù)涂料在制備金屬材料中的用途。本發(fā)明還提供了一種金屬材料，該金屬材料包括金屬基材和附著在該金屬基材上的涂層，所述涂層為如上所述的水性防護(hù)涂料的固化產(chǎn)物。本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料形成的防護(hù)膜的耐蝕性十分優(yōu)良。此外，本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的耐儲(chǔ)藏性非常優(yōu)異，在配制完成后可在室溫下儲(chǔ)存180天而不發(fā)生明顯的性狀改變和性能下降。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水性防護(hù)涂料及其制備方法和用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬防護(hù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種水性防護(hù)涂料的制備方法、由該制備 方法得到的水性防護(hù)涂料、該水性防護(hù)涂料的用途和金屬材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 金屬材料，包括熱鍍鋅金屬材料和熱鍍鋁鋅金屬材料，為了防止發(fā)生銹蝕，都會(huì)在 金屬材料的表面涂敷一層水性防護(hù)涂料以形成防護(hù)膜。因而水性防護(hù)涂料的性能對(duì)于金屬 材料的防銹蝕十分重要。
[0003] 例如，CN101608306A公開(kāi)了一種鈍化液，也屬于一種水性防護(hù)涂料，其特征在于， 該鈍化液為含有水溶性鑰化合物、硼酸、水溶性有機(jī)物和硅溶膠的水溶液，其中，所述水溶 性有機(jī)物為醇和有機(jī)羧酸的混合物。
[0004] 但實(shí)驗(yàn)證明，該水性防護(hù)涂料形成的防護(hù)膜的耐蝕性仍然較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的水性防護(hù)涂料形成的防護(hù)膜的耐蝕性較差的缺陷，提 供一種能夠形成耐蝕性較好的防護(hù)膜的水性防護(hù)涂料。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種水性防護(hù)涂料的制備方法，該方法包 括將水、硅烷偶聯(lián)劑、水溶性硅酸鹽、促進(jìn)劑、氧化硅填料和水溶性成膜樹(shù)脂依次混合 均勻；所述硅烷偶聯(lián)劑為 CH2=CHSi (0CH3)3、CH2=CHSi (0C2H5)3、CH2=CHSiCH 3(0CH3)2 和 CH2=CHSiCH3(0C2H5)2中的至少一種；所述促進(jìn)劑為硫脲和/或尿素。
[0007] 本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的制備方法制備得到的水性防護(hù)涂料。
[0008] 本發(fā)明還提供了上述水性防護(hù)涂料在制備金屬材料中的用途。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種金屬材料，該金屬材料包括金屬基材和附著在該金屬基材上 的涂層，所述金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材中的 至少一種，其特征在于，所述涂層為如上所述的水性防護(hù)涂料的固化產(chǎn)物。
[0010] 通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料形成的防護(hù)膜的耐蝕性十分優(yōu) 良。此外，本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的耐儲(chǔ)藏性非常優(yōu)異，在配制完成后可在室溫下儲(chǔ)存 180天而不發(fā)生明顯的性狀改變和性能下降。
[0011] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明提供了一種水性防護(hù)涂料的制備方法，該方法包括將水、硅烷偶聯(lián)劑、 水溶性硅酸鹽、促進(jìn)劑、氧化硅填料和水溶性成膜樹(shù)脂依次混合均勻；所述硅烷偶聯(lián) 齊[J 為 CH2=CHSi (0CH3) 3、CH2=CHSi (0C2H5) 3、CH2=CHSiCH3 (0CH3) 2、CH2=CHSiCH3 (0C2H5) 2 和 CH2=CHSi (OCH2CH2OCH3)3中的至少一種；所述促進(jìn)劑為硫脲和/或尿素。
[0014] 其中，詳細(xì)地，該方法包括：（1)將水和所述硅烷偶聯(lián)劑混合均勻，得到均勻液體 A ; (2)將所述均勻液體A和水溶性硅酸鹽混合均勻，得到均勻液體B ; (3)將所述均勻液體 B和促進(jìn)劑混合均勻，得到均勻液體C ; (4)將所述均勻液體C和氧化硅填料混合均勻，得到 均勻液體D ;(5)將所述均勻液體D與水溶性成膜樹(shù)脂混合均勻，得到均勻液體E。其中，混 合均勻的方法沒(méi)有特別的限定，只要能得到均勻的穩(wěn)定相即可，優(yōu)選通過(guò)攪拌使混合更加 均勻。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的制備方法，其中，相對(duì)于1重量份的所述水溶 性硅酸鹽，所述硅烷偶聯(lián)劑的用量可以為0. 5-4. 5重量份，優(yōu)選為1. 4-1. 8重量份。
[0016] 其中，相對(duì)于1重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述促進(jìn)劑的用量可以為0. 2-1. 8重 量份，優(yōu)選為〇. 5-0. 7重量份。
[0017] 其中，相對(duì)于1重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述氧化硅填料的用量可以為 0. 25-2. 2重量份，優(yōu)選為0. 6-0. 85重量份。
[0018] 其中，相對(duì)于1重量份的所述水溶性硅酸鹽，以固體計(jì)，所述水溶性成膜樹(shù)脂的用 量可以為0. 8-6. 8重量份，優(yōu)選為2. 1-2. 7重量份。此處固體與用于計(jì)算或表示固含量的 固體含義相同，即為水溶性成膜樹(shù)脂除去溶劑后剩余的成分。
[0019] 其中，相對(duì)于1重量份的所述水溶性硅酸鹽，水的用量為10-100重量份，優(yōu)選為 25-40重量份。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中所說(shuō)的水的用量是指另外添加的水的量，不包括上 述以溶液或乳液方式添加的其它組分中帶有的水的量。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的制備方法，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑 為 CH2=CHSi(0CH3)3、CH2=CHSi(0C 2H5)3、CH2=CHSiCH3(0CH 3)2、CH2=CHSiCH3(0C2H 5)2 和 CH2=CHSi (0CH2CH20CH3)3中的至少一種。其中，CH 2=CHSi (0CH3)3(稱(chēng)為乙烯基三甲氧基硅烷)、 CH2=CHSi (0C2H5)3 (稱(chēng)為乙烯基三乙氧基硅烷)、CH2=CHSiCH3(0CH3) 2 (稱(chēng)為乙烯基甲基二甲氧 基硅烷)、CH2=CHSiCH3(0C2H 5)2 (稱(chēng)為乙烯基甲基二乙氧基硅烷）和CH2=CHSi (0CH2CH20CH3)3 (稱(chēng)為乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷)可以用作硅烷偶聯(lián)劑，市售的可用作硅烷偶聯(lián)劑 的各種上述化學(xué)式所示的商品都可以用于本發(fā)明，例如購(gòu)自湖北德邦化工新材料有限公司 的牌號(hào)為DB-171、DB-151、DB-174、DB-175和DB-172的市售品。其中，更優(yōu)選所述硅烷偶 聯(lián)劑為 CH2=CHSi (0CH3) 3 和 / 或 CH2=CHSi (0C2H5) 3。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的制備方法，其中，所述水溶性硅酸鹽可以為硅 酸鈉和/或硅酸鉀。所述硅酸鈉可以為無(wú)水硅酸鈉、五水硅酸鈉和九水硅酸鈉中的至少一 種。并且，所述水溶性硅酸鹽的用量是以無(wú)水硅酸鹽的量計(jì)算的。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的制備方法，其中，所述氧化硅填料沒(méi)有特殊的 要求，可以為以氧化硅為主體的各種填料，例如，所述氧化硅填料可以為納米二氧化硅粉和 /或納米二氧化硅溶膠；優(yōu)選情況下，所述氧化硅填料中的氧化硅的粒徑可以為5-90nm，更 優(yōu)選為5-30nm，例如，可以使用購(gòu)自株式會(huì)社ADEKA的牌號(hào)為AT-30、AT-30S、AT-40、AT-30A 和AT-20的市售品，或者購(gòu)自山東百特新材料有限公司的牌號(hào)為SS-25和SS-30的市售品。 并且，氧化硅填料的用量是以氧化硅本身的重量計(jì)算的，例如納米二氧化硅溶膠的用量是 以溶膠中的二氧化硅的量計(jì)算的，即以納米二氧化硅溶膠的重量乘以其二氧化硅含量百分 數(shù)(重量）后得到的數(shù)值計(jì)算。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的制備方法，其中，所述水溶性成膜樹(shù)脂可以為 各種水溶性的且能夠用于成膜的改性的或未改性的樹(shù)脂，所述樹(shù)脂可以以合適的制品形式 使用，例如水溶性乳液、水溶性溶液和水溶性固體中的至少一種，本發(fā)明沒(méi)有特別的要求， 只要能夠用于成膜即可，例如，所述水溶性成膜樹(shù)脂可以為水溶性聚酯成膜樹(shù)脂（即由多元 醇類(lèi)單體和多元酸類(lèi)單體聚合而得的水溶性成膜樹(shù)脂，例如購(gòu)自廣州勵(lì)寶精細(xì)化工有限公 司，牌號(hào)CB2200的聚酯樹(shù)脂)、水溶性苯丙成膜樹(shù)脂（即由苯乙烯類(lèi)單體和丙烯酸(酯）類(lèi)單 體聚合而得的水溶性成膜樹(shù)脂，例如購(gòu)自廣州市超龍化工科技有限公司，牌號(hào)為xy-l〇8b 的苯丙乳液)、水溶性環(huán)氧成膜樹(shù)脂（即由含有環(huán)氧基的單體聚合而得的水溶性成膜樹(shù)脂， 例如購(gòu)自東莞市黑馬化工有限公司，牌號(hào)為BH620的環(huán)氧樹(shù)脂)、水溶性聚氨酯成膜樹(shù)脂（即 由多元異氰酸酯類(lèi)單體和多元羥基化合物類(lèi)單體聚合而得的水溶性成膜樹(shù)脂，例如購(gòu)自福 建晉江建華公司，牌號(hào)812的聚氨酯樹(shù)脂)、水溶性硅丙成膜樹(shù)脂(即由有機(jī)硅類(lèi)單體和丙烯 酸(酯)類(lèi)單體聚合而得的水溶性成膜樹(shù)脂，例如青島興國(guó)涂料公司TC-05型硅丙乳液，固含 量為48重量％)、水溶性丙烯酸成膜樹(shù)脂（即由丙烯酸(酯）類(lèi)單體聚合而得的水溶性成膜 樹(shù)脂，例如購(gòu)自廣州歐鵬化工的牌號(hào)為A-3418的丙烯酸樹(shù)脂）和水溶性氟碳成膜樹(shù)脂（即 由含氟類(lèi)單體聚合而得的水溶性成膜樹(shù)脂，例如購(gòu)自北京首創(chuàng)納米科技有限公司，牌號(hào)為 SKFT- I的水性氟碳乳液）中的至少一種；優(yōu)選情況下，所述水溶性成膜樹(shù)脂為水溶性苯丙 成膜樹(shù)脂、水溶性環(huán)氧成膜樹(shù)脂、水溶性硅丙成膜樹(shù)脂、水溶性丙烯酸成膜樹(shù)脂、水溶性聚 氨酯成膜樹(shù)脂和水溶性聚酯成膜樹(shù)脂中的至少一種。更優(yōu)選地，其中，所述水溶性硅丙成膜 樹(shù)脂為Silomer8861乳液(購(gòu)自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學(xué)公司）。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的制備方法，其中，為了進(jìn)一步提高形成的防護(hù) 膜的潤(rùn)滑性能，優(yōu)選情況下，該制備方法還包括：將水和硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后的物料與潤(rùn) 滑助劑混合均勻，所述潤(rùn)滑助劑為二甲基硅油的水性乳液、聚醚改性的聚硅氧烷、聚乙烯蠟 的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的一種或多種。
[0025] 更優(yōu)選地，相對(duì)于1重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述潤(rùn)滑助劑的含量為0. 2-1. 8 重量份，進(jìn)一步優(yōu)選為〇. 5-0. 7重量份。
[0026] 其中，所述二甲基硅油的水性乳液的固含量可以為10-90重量％，優(yōu)選為30-80重 量％。需要說(shuō)明的是，二甲基硅油的水性乳液在用于配制本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料時(shí)，其 用量是指水性乳液的總重量乘以其固含量后得到的數(shù)值。需要說(shuō)明的是，所述二甲基硅油 的水性乳液的固含量是指制備所述二甲基硅油的水性乳液所用的二甲基硅油的含量。所述 二甲基硅油是指水不溶性的未改性的二甲基硅油。
[0027] 其中，所述二甲基硅油的水性乳液中的二甲基硅油的粘度可以為 500-50000mPa · s，優(yōu)選為 1000-40000mPa · s，更優(yōu)選為 1500-30000mPa · s。
[0028] 其中，所述聚醚改性的聚硅氧烷俗稱(chēng)水溶性二甲基硅油，現(xiàn)有的各種水溶性二甲 基硅油均可以在本發(fā)明中作為所述潤(rùn)滑助劑用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。優(yōu)選所述聚醚改性的 聚硅氧烷為粘度為l〇〇-l〇〇〇〇mPa · s，優(yōu)選為500-8000mPa · s，更優(yōu)選為1000-6000mPa · s， 更進(jìn)一步優(yōu)選為2000-5000mPa · s的水溶性二甲基硅油。
[0029] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中未做相反說(shuō)明的情況下，所述粘度是指在25°C下測(cè)得的 表觀粘度數(shù)值。
[0030] 其中，所述聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規(guī)方法將聚乙烯蠟乳化后得到的水 性乳液，所述聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30-60重量％，優(yōu)選為40-50重量％。需 要說(shuō)明的是，聚乙烯蠟的水性乳液在用于配制本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料時(shí)，其用量是指 水性乳液的總重量乘以其固含量后得到的數(shù)值。
[0031] 其中，所述聚乙烯蠟的水性乳液中的聚乙烯蠟的熔點(diǎn)可以為90-130°C，優(yōu)選為 100-120°C，更優(yōu)選為 105-115°C。
[0032] 其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液可以是按照常規(guī)方法將氧化聚乙烯蠟乳化 后得到的水性乳液，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液的固含量可以為30-60重量％，優(yōu)選為 40-50重量％。需要說(shuō)明的是，氧化聚乙烯蠟的水性乳液在用于配制本發(fā)明提供的水性防護(hù) 涂料時(shí)，其用量是指水性乳液的總重量乘以其固含量后得到的數(shù)值。
[0033] 其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的熔點(diǎn)可以為80-120°C， 優(yōu)選為90-115°C，更優(yōu)選為100-110°C。
[0034] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中未作相反說(shuō)明的情況下，聚乙烯蠟和氧化聚乙烯蠟的熔 點(diǎn)是指按照GB/T2539-2008石油蠟熔點(diǎn)的測(cè)定-冷卻曲線法測(cè)定的數(shù)值。
[0035] 其中，所述氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的氧化聚乙烯蠟的酸值可以為5_60mgK0H/ g，優(yōu)選為10_50mgK0H/g。其中，所述酸值是按照GB/T264-83石油產(chǎn)品酸值測(cè)定法測(cè)定的數(shù) 值。
[0036] 本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的制備方法制備得到的水性防護(hù)涂料。其中，如上 所述的制備方法中得到的加入了水溶性成膜樹(shù)脂并混合均勻后的物料（即，得到的均勻液 體E)即可以作為本發(fā)明的水性防護(hù)涂料使用。
[0037] 此外，本發(fā)明的水性防護(hù)涂料還可以含有其它各種不影響水性防護(hù)涂料性質(zhì)的組 分，如染料、顏料、分散劑和消泡劑中的一種或多種。以該水性防護(hù)涂料的總重量為基準(zhǔn)，其 它組分的含量不超過(guò)20重量％，優(yōu)選不超過(guò)10重量％。所述消泡劑可以是本領(lǐng)域公知的各 種消泡劑，例如聚醚類(lèi)消泡劑、高碳醇類(lèi)消泡劑和硅類(lèi)消泡劑等中的一種或多種。更具體地 說(shuō)，所述消泡劑可以為商購(gòu)自例如東營(yíng)市石大創(chuàng)新科技有限責(zé)任公司的SD-401系列消泡 劑中的一種或多種。優(yōu)選情況下，以所述水性防護(hù)涂料的總量為基準(zhǔn)，所述消泡劑的含量為 0. 01-0. 05 重量％。
[0038] 相應(yīng)地，本發(fā)明提供的水性防護(hù)涂料的制備方法還可以包括加入其它各種不影響 水性防護(hù)涂料性質(zhì)的組分并混合均勻的步驟。這些其它各種不影響水性防護(hù)涂料性質(zhì)的組 分可以在加入水溶性成膜樹(shù)脂后再加入。
[0039] 本發(fā)明的水性防護(hù)涂料無(wú)需稀釋可以直接使用。
[0040] 本發(fā)明還提供了上述水性防護(hù)涂料在制備金屬材料中的用途。上述水性防護(hù)涂料 可以以本領(lǐng)域常規(guī)的方式用于制備各種金屬材料。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明提供的金屬材料，該金屬材料包括熱鍍鋅金屬基材和附著在該金屬基 材上的涂層，所述金屬基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材 中的至少一種，其特征在于，所述涂層為如上所述的水性防護(hù)涂料的固化產(chǎn)物。
[0042] 其中，所述熱鍍鋅金屬基材可以為含有鋅鍍層的金屬基材，所述鋅鍍層中，鋅的含 量可以為92. 5-95. 5重量％。所述鋅鍍層還可含有其它常規(guī)成分，如硅。
[0043] 其中，所述熱鍍鋁鋅金屬基材可以為含有鋅鋁鍍層的金屬基材，所述鋅鋁鍍層中， 鋅的含量可以為41. 5-43. 5重量％，鋁的含量可以為51. 5-55. 0重量％。所述鋅鋁鍍層還可 含有其它常規(guī)成分，如娃。
[0044] 其中，熱鍍鋁鋅鎂金屬基材可以為含有鋁鋅鎂鍍層的金屬基材，所述鋁鋅鎂鍍層 中，鋅的含量可以為85. 5-99. 2重量％，鋁的含量可以為0. 2-11重量％，鎂的含量可以為 0. 5-3重量％。所述鋁鋅鎂鍍層還可含有其它常規(guī)成分，如硅。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明提供的金屬材料，其中，所述涂層的厚度可以為金屬基材上的防腐蝕 涂層的常規(guī)厚度，為了提高所述涂層的性能，優(yōu)選情況下，所述涂層的厚度為0.05-2微米， 優(yōu)選可以為0.1-1微米。其中，涂層的厚度是用XRF (熒光光譜儀）測(cè)量?jī)x測(cè)定的數(shù)值。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明提供的金屬材料，其中，在金屬基材上附著所述涂層的方法可以包括 將所述水性防護(hù)涂料附著在金屬基材的表面上，然后干燥，干燥的溫度可以為60-120°C，優(yōu) 選為90-1KTC，時(shí)間可以為0. 5-3秒。所述水性防護(hù)涂料的用量可以根據(jù)涂層的厚度進(jìn)行 確定。
[0047] 其中，所述干燥的方法，可以為熱風(fēng)干燥、感應(yīng)加熱和紅外輻射加熱中的一種或多 種。
[0048] 本發(fā)明中，未做相反說(shuō)明的情況下，所有液體和固體的體積均指20°C，1標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓下的體積。
[0049] 以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0050] 實(shí)施例1
[0051] 將28重量份的水和1. 6重量份的硅烷偶聯(lián)劑（CH2=CHSi(0CH3)3，購(gòu)自湖北德邦化 工新材料有限公司，牌號(hào)DB-171)在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液 體A。
[0052] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性硅酸鹽(五水偏硅酸鈉，購(gòu)自青島大潤(rùn)化 工有限公司）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0053] 將全部的均勻液體B和0. 6重量份的促進(jìn)劑(硫脲）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度 下混合至均勻，得到均勻液體C。
[0054] 將全部的均勻液體C和0. 72重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅溶膠，購(gòu)自山東 百特新材料有限公司，牌號(hào)為SS-30,重量以二氧化硅計(jì))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混 合至均勻，得到均勻液體D。
[0055] 將全部的均勻液體D和2. 4重量份（以固體計(jì)）的水溶性成膜樹(shù)脂(水溶性硅丙成 膜樹(shù)脂（Silomer8861乳液(購(gòu)自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學(xué)公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體E。均勻 液體E即為本實(shí)施例的水性防護(hù)涂料。
[0056] 對(duì)比例1
[0057] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，在混合所用的容器中先同時(shí) 加入水、硅烷偶聯(lián)劑、水溶性硅酸鹽、促進(jìn)劑、氧化硅填料和水溶性成膜樹(shù)脂，再在1500轉(zhuǎn)/ 分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到本對(duì)比例的水性防護(hù)涂料。
[0058] 對(duì)比例2
[0059] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，將水、水溶性成膜樹(shù)脂、水溶 性硅酸鹽、促進(jìn)劑、氧化硅填料和硅烷偶聯(lián)劑依次混合均勻，得到本對(duì)比例的水性防護(hù)涂 料。即，將硅烷偶聯(lián)劑和水溶性成膜樹(shù)脂的加樣次序?qū)φ{(diào)。
[0060] 對(duì)比例3
[0061] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，將水、硅烷偶聯(lián)劑、氧化硅填 料、促進(jìn)劑、水溶性硅酸鹽和水溶性成膜樹(shù)脂依次混合均勻，得到本對(duì)比例的水性防護(hù)涂 料。即，將水溶性硅酸鹽和氧化硅填料的加樣次序?qū)φ{(diào)。
[0062] 實(shí)施例2
[0063] 將25重量份的水和1. 4重量份的硅烷偶聯(lián)劑（CH2=CHSi (0C2H5) 3，購(gòu)自湖北德邦化 工新材料有限公司，牌號(hào)DB-151)在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液 體A。
[0064] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性硅酸鹽(硅酸鉀，購(gòu)自保定潤(rùn)豐實(shí)業(yè)有限 公司）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0065] 將全部的均勻液體B和0. 5重量份的促進(jìn)劑(硫脲和尿素的等重量混合物)在1500 轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體C。
[0066] 將全部的均勻液體C和0. 6重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅溶膠，購(gòu)自株式會(huì) 社ADEKA，牌號(hào)為AT-30,重量以二氧化硅計(jì))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得 到均勻液體D。
[0067] 將全部的均勻液體D和2. 1重量份（以固體計(jì)）的水溶性成膜樹(shù)脂(水溶性硅丙成 膜樹(shù)脂（Silomer8861乳液(購(gòu)自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學(xué)公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體E。均勻 液體E即為本實(shí)施例的水性防護(hù)涂料。
[0068] 實(shí)施例3
[0069] 將40重量份的水和1. 8重量份的硅烷偶聯(lián)劑（CH2=CHSi (0CH3) 3 (購(gòu)自湖北德邦化 工新材料有限公司，牌號(hào)DB-171)和CH2=CHSi (0C2H5) 3 (購(gòu)自湖北德邦化工新材料有限公司， 牌號(hào)DB-151)的等重量混合物）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體 L·
[0070] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性硅酸鹽(五水偏硅酸鈉，購(gòu)自青島大潤(rùn)化 工有限公司）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0071] 將全部的均勻液體B和0. 7重量份的促進(jìn)劑(尿素）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度 下混合至均勻，得到均勻液體C。
[0072] 將全部的均勻液體C和0. 85重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅溶膠，購(gòu)自株式 會(huì)社ADEKA，牌號(hào)為AT-30,重量以二氧化硅計(jì))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻， 得到均勻液體D。
[0073] 將全部的均勻液體D和2. 7重量份（以固體計(jì)）的水溶性成膜樹(shù)脂(水溶性硅丙成 膜樹(shù)脂（Silomer8861乳液(購(gòu)自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學(xué)公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體E。均勻 液體E即為本實(shí)施例的水性防護(hù)涂料。
[0074] 實(shí)施例4
[0075] 將90重量份的水和0. 6重量份的硅烷偶聯(lián)劑（CH2=CHSi (0CH3) 3，購(gòu)自湖北德邦化 工新材料有限公司，牌號(hào)DB-171)在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液 體A。
[0076] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性硅酸鹽(五水偏硅酸鈉，購(gòu)自青島大潤(rùn)化 工有限公司）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0077] 將全部的均勻液體B和0. 3重量份的促進(jìn)劑(硫脲）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度 下混合至均勻，得到均勻液體C。
[0078] 將全部的均勻液體C和2. 1重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅溶膠，購(gòu)自山東百 特新材料有限公司，牌號(hào)為SS-30,重量以二氧化硅計(jì))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合 至均勻，得到均勻液體D。
[0079] 將全部的均勻液體D和6. 5重量份（以固體計(jì)）的水溶性成膜樹(shù)脂(水溶性硅丙成 膜樹(shù)脂（Silomer8861乳液(購(gòu)自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學(xué)公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體E。均勻 液體E即為本實(shí)施例的水性防護(hù)涂料。
[0080] 實(shí)施例5
[0081] 將15重量份的水和4. 5重量份的硅烷偶聯(lián)劑（CH2=CHSi(0CH3)3，購(gòu)自湖北德邦化 工新材料有限公司，牌號(hào)DB-171)在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液 體A。
[0082] 將全部的均勻液體A和1重量份的水溶性硅酸鹽(五水偏硅酸鈉，購(gòu)自青島大潤(rùn)化 工有限公司）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體B。
[0083] 將全部的均勻液體B和1. 7重量份的促進(jìn)劑(硫脲）在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度 下混合至均勻，得到均勻液體C。
[0084] 將全部的均勻液體C和0. 3重量份的氧化硅填料(納米二氧化硅溶膠，購(gòu)自山東百 特新材料有限公司，牌號(hào)為SS-30,重量以二氧化硅計(jì))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合 至均勻，得到均勻液體D。
[0085] 將全部的均勻液體D和1. 0重量份（以固體計(jì)）的水溶性成膜樹(shù)脂(水溶性硅丙成 膜樹(shù)脂（Silomer8861乳液(購(gòu)自Richdale Special Chemicals Inc.，瑞德特殊化學(xué)公司， 固含量為43重量％ )))在1500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下混合至均勻，得到均勻液體E。均勻 液體E即為本實(shí)施例的水性防護(hù)涂料。
[0086] 實(shí)施例6
[0087] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，硅烷偶聯(lián)劑為 CH2=CHSiCH3 (0CH3)2 (購(gòu)自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號(hào)DB-174)。
[0088] 實(shí)施例7
[0089] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，硅烷偶聯(lián)劑為 CH2=CHSiCH3 (0C2H5) 2 (購(gòu)自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號(hào)DB-175)。
[0090] 實(shí)施例8
[0091] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，硅烷偶聯(lián)劑為 CH2=CHSi (0CH2CH20CH3) 3 (購(gòu)自湖北德邦化工新材料有限公司，牌號(hào)DB-172。
[0092] 實(shí)施例9
[0093] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，使用水溶性硅丙成膜樹(shù)脂(青 島興國(guó)涂料公司TC-05型硅丙乳液，固含量為48重量％ )作為水溶性成膜樹(shù)脂，并且在將水 和硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后的物料中添加潤(rùn)滑助劑(二甲基硅油的水性乳液和聚醚改性的聚 硅氧烷按重量比1:1混合后得到，二甲基硅油的水性乳液購(gòu)自南京華拓化工有限公司，牌 號(hào)為HTR-1，固含量為30重量％，是由25°C下的表觀粘度為25000mPa *S的二甲基硅油乳化 后得到的；聚醚改性的聚硅氧烷購(gòu)自東莞宏碁紡織染整助劑廠有限公司，25°C下的表觀粘 度為3000mPa · S)并混合均勻，其中，相對(duì)于1重量份的水溶性硅酸鹽，潤(rùn)滑助劑的用量為 0. 6重量份。
[0094] 實(shí)施例10
[0095] 按照實(shí)施例9的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，不添加潤(rùn)滑助劑。
[0096] 實(shí)施例11
[0097] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，使用水溶性苯丙成膜樹(shù)脂(購(gòu) 自廣州市超龍化工科技有限公司，牌號(hào)為xy-l〇8b的苯丙乳液）作為水溶性成膜樹(shù)脂，并且 在將水和硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后的物料中添加潤(rùn)滑助劑(聚乙烯蠟的水性乳液和氧化聚乙 烯蠟的水性乳液按重量比1:1混合后得到，聚乙烯蠟的水性乳液購(gòu)自東莞市宏廣塑膠原料 經(jīng)營(yíng)部，固含量為48重量％，聚乙烯蠟的熔點(diǎn)為110-115°C ;氧化聚乙烯蠟的水性乳液購(gòu)自 北京中冠特種蠟有限公司，固含量為48重量％，氧化聚乙烯蠟的熔點(diǎn)為105-110°C，酸值為 14-21mgK0H/g)并混合均勻，其中，相對(duì)于1重量份的水溶性硅酸鹽，潤(rùn)滑助劑的用量為0. 5 重量份。
[0098] 實(shí)施例12
[0099] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，使用水溶性環(huán)氧成膜樹(shù)脂(購(gòu) 自東莞市黑馬化工有限公司，牌號(hào)為BH620的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液）作為水溶性成膜樹(shù)脂，并 且在將水和硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后的物料中添加潤(rùn)滑助劑(二甲基硅油的水性乳液，購(gòu)自 廣州市斯洛柯化學(xué)有限公司，固含量為80重量％，是由25°C下的表觀粘度為1500mPa *S的 二甲基硅油乳化后得到的)并混合均勻，其中，相對(duì)于1重量份的水溶性硅酸鹽，潤(rùn)滑助劑的 用量為〇. 7重量份。
[0100] 實(shí)施例13
[0101] 按照實(shí)施例1的方法制備水性防護(hù)涂料，不同的是，使用水溶性聚酯成膜樹(shù)脂(購(gòu) 自江蘇鹽城聚科化工有限公司，牌號(hào)為PE-10030-P的水性聚酯)作為水溶性成膜樹(shù)脂，并且 在將水和硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后的物料中添加潤(rùn)滑助劑(二甲基硅油的水性乳液，購(gòu)自廣 州市斯洛柯化學(xué)有限公司，固含量為80重量％，是由25°C下的表觀粘度為1500mPa *S的二 甲基硅油乳化后得到的)并混合均勻，其中，相對(duì)于1重量份的水溶性硅酸鹽，潤(rùn)滑助劑的用 量為0. 7重量份。
[0102] 制備實(shí)施例1
[0103] 取實(shí)施例1-13和對(duì)比例1-3得到的水性防護(hù)涂料分別涂敷于鍍鋅鋼板(購(gòu)自攀鋼 集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司，型號(hào)DX54D，鍍鋅層中含鋅95重量％)的表面，90-1KTC下熱風(fēng) 干燥2秒，分別得到處理后的鍍鋅鋼板。其中，涂敷量使得處理后的鍍鋅鋼板上的涂層的厚 度均為0.8微米。涂層的厚度是用XRF (熒光光譜儀）測(cè)量?jī)x測(cè)定的數(shù)值。其中，本制備實(shí) 施例中使用的水性防護(hù)涂料均是制備完成（即得到均勻液體E)后儲(chǔ)存了 1天的水性防護(hù)涂 料。
[0104] 制備實(shí)施例2-4
[0105] 按照制備實(shí)施例1的方法制備處理后的鍍鋅鋼板，不同的是，使用的水性防護(hù)涂 料均是制備完成（即得到均勻液體E)后儲(chǔ)存了 60、120和180天的水性防護(hù)涂料。
[0106] 測(cè)試實(shí)施例1
[0107] 按GB / T101251997中規(guī)定的要求，進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)，分別測(cè)定制備實(shí)施例1-4 的處理后的鍍鋅鋼板的耐蝕性能。按"鹽霧試驗(yàn)120h，銹蝕面積< 3%"視為合格。
[0108] 在M-2000環(huán)塊式摩擦磨損試驗(yàn)儀上，按照其說(shuō)明書(shū)測(cè)定制備實(shí)施例1得到的處理 后的鍍鋅鋼板的涂層的動(dòng)摩擦系數(shù)。
[0109] 如上所述的測(cè)試結(jié)果如表1所示。括號(hào)內(nèi)的天數(shù)表示水性防護(hù)涂料的儲(chǔ)存時(shí)間。
[0110] 表 1
[0111]

【權(quán)利要求】
1. 一種水性防護(hù)涂料的制備方法，該方法包括將水、硅烷偶聯(lián)劑、水溶性硅酸鹽、促 進(jìn)劑、氧化硅填料和水溶性成膜樹(shù)脂依次混合均勻；所述硅烷偶聯(lián)劑為CH 2=CHSi (OCH3)3、 CH2=CHSi (OC2H5) 3、CH2=CHSiCH3 (OCH3) 2、CH2=CHSiCH3 (OC2H5) 2 和 CH2=CHSi (OCH2CH2OCH3) 3 中的 至少一種；所述促進(jìn)劑為硫脲和/或尿素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，相對(duì)于1重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述 促進(jìn)劑的用量為〇. 2-1. 8重量份，所述硅烷偶聯(lián)劑的用量為0. 5-4. 5重量份，所述氧化硅填 料的用量為〇. 25-2. 2重量份，以固體計(jì)，所述水溶性成膜樹(shù)脂的用量為0. 8-6. 8重量份，水 的用量為10-100重量份，優(yōu)選地，相對(duì)于1重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述促進(jìn)劑的用 量為0. 5-0. 7重量份，所述硅烷偶聯(lián)劑的用量為1. 4-1. 8重量份，所述氧化硅填料的用量 為0. 6-0. 85重量份，以固體計(jì)，所述水溶性成膜樹(shù)脂的用量為2. 1-2. 7重量份，水的用量為 25-40重量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑為CH2=CHSi (OCH3)3和 / 或 CH2=CHSi(OC2H5)3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，所述氧化硅填料為納米二氧化硅粉和/ 或納米二氧化硅溶膠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述的制備方法，其中，所述水溶性成膜樹(shù)脂為水溶性聚酯成 膜樹(shù)脂、水溶性苯丙成膜樹(shù)脂、水溶性環(huán)氧成膜樹(shù)脂、水溶性聚氨酯成膜樹(shù)脂、水溶性硅丙 成膜樹(shù)脂、水溶性丙烯酸成膜樹(shù)脂和水溶性氟碳成膜樹(shù)脂中的至少一種，其中，所述水溶性 硅丙成膜樹(shù)脂優(yōu)選為Silomer8861乳液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，該制備方法還包括：將水和硅烷偶聯(lián)劑 混合均勻后的物料與潤(rùn)滑助劑混合均勻，所述潤(rùn)滑助劑為二甲基硅油的水性乳液、聚醚改 性的聚硅氧烷、聚乙烯蠟的水性乳液和氧化聚乙烯蠟的水性乳液中的一種或多種，相對(duì)于1 重量份的所述水溶性硅酸鹽，所述潤(rùn)滑助劑的用量為〇. 2-1. 8重量份。
7. 權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的水性防護(hù)涂料。
8. 權(quán)利要求7所述的水性防護(hù)涂料在制備金屬材料中的用途。
9. 一種金屬材料，該金屬材料包括金屬基材和附著在該金屬基材上的涂層，所述金屬 基材為熱鍍鋅金屬基材、熱鍍鋁鋅金屬基材和熱鍍鋁鋅鎂金屬基材中的至少一種，其特征 在于，所述涂層為權(quán)利要求7所述的水性防護(hù)涂料的固化產(chǎn)物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬材料，其中，所述涂層的厚度為0. 1-1微米。
【文檔編號(hào)】C09D167/00GK104059493SQ201310160854
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月3日
【發(fā)明者】許哲峰, 陳永, 徐權(quán), 冉長(zhǎng)榮, 湯佩林, 周一林 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司