本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別是，涉及一種水性無機富鋅底漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

鋼、鋁合金等長期暴露在空氣或腐蝕液體中，容易被氧氣或電解質(zhì)溶液腐蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強度下降，嚴重影響外觀及使用壽命。目前，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料底漆主要是溶劑型環(huán)氧樹脂底漆，由于環(huán)氧樹脂中含有芳香醚鍵，漆膜經(jīng)日光(紫外線)照射后易降解斷鏈脫落粉化，戶外使用時耐候性較差，往往需要定期重新噴涂，施工成本高，給長期維護帶來不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種水性無機富鋅底漆，其耐候性好，使用效果優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型環(huán)氧樹脂底漆，可有效減少施工成本，便于戶外設(shè)備的長期維護。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種水性無機富鋅底漆，由以下質(zhì)量份各組分制得：

其中，所述水性改性丙烯酸樹脂乳液由以下質(zhì)量份各組分制得：

其中，所述功能性單體的結(jié)構(gòu)式為基團p為將聚醚ppg800結(jié)構(gòu)式簡寫為oh-r-oh，基團r取自聚醚ppg800。

優(yōu)選的，所述水玻璃硅酸鈉的模數(shù)≥3.5。

優(yōu)選的，所述乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚。

本發(fā)明還包括一種水性無機富鋅底漆的制備方法，包括：

s101.功能性單體的制備：將聚醚ppg800和二苯基甲烷二異氰酸酯進行反應(yīng)，制得端羥基聚合度為3的彈性體，將彈性體與順丁烯二酸酐進行反應(yīng)，制得功能性單體；

s102.水性改性丙烯酸樹脂乳液的制備，包括：

a)將乳化劑和部分水加入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌均勻，升溫至78-82℃，并保溫；

b)將過硫酸鈉溶解于剩余水中制得過硫酸鈉水溶液，并滴加部分過硫酸鈉水溶液至反應(yīng)釜中；

c)將功能性單體、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯混合均勻后備用；

d)保持反應(yīng)釜溫度78-82℃不變，將步驟c)中混合均勻的混合物在1.5-2.5h內(nèi)全部滴加入反應(yīng)釜中，滴加過程中補加過硫酸鈉水溶液，滴加完成后保溫0.5-1h再加入余下的過硫酸鈉水溶液并保溫1.5-2.5h后，冷卻過濾，即得水性改性丙烯酸樹脂乳液；

s103.水性無機富鋅底漆的制備：按照配比，將水性改性丙烯酸樹脂乳液和水玻璃硅酸鈉混合均勻制得組分a，將鋅粉和磷鐵粉混合均勻制得組分b，將組分a和組分b按質(zhì)量比1:2-3混合均勻后，即得水性無機富鋅底漆。

進一步的，所述步驟s101中，將聚醚ppg800和二苯基甲烷二異氰酸酯按摩爾比3:2進行反應(yīng)，制得端羥基聚合度為3的彈性體，其反應(yīng)方程式為：，制得的彈性體簡寫oh-p-oh；將彈性體與順丁烯二酸酐按摩爾比2:1進行反應(yīng)，制得功能性單體，其反應(yīng)方程式為：

進一步的，所述步驟b)中，滴加部分過硫酸鈉水溶液至反應(yīng)釜中具體為，將過硫酸鈉水溶液均分為4-6份，向反應(yīng)釜中加入其中1份，其余備用。

進一步的，所述步驟d)中，滴加過程中補加過硫酸鈉水溶液具體為，每0.5h補加1份過硫酸鈉水溶液。

進一步的，所述步驟s102中，過硫酸鈉水溶液均分為5份，混合物在2h內(nèi)全部滴加入反應(yīng)釜中。

進一步的，所述步驟s103中，組分a中固含量為30％-40％。

進一步的，所述步驟s103中，制得的水性無機富鋅底漆的干膜中金屬鋅的含量≥70％。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明中水性無機富鋅底漆由水性改性丙烯酸樹脂乳液和無機硅酸鹽(水玻璃硅酸鈉)水溶液為主要粘接樹脂，耐候性好，不涂面漆即達到耐候性1000℃，涂層防腐性能和耐候性使用效果均優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型環(huán)氧樹脂底漆，可有效減少施工成本，便于戶外設(shè)備的長期維護。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本發(fā)明包括一種水性無機富鋅底漆，由以下質(zhì)量份各組分制得：水性改性丙烯酸樹脂乳液18-22份，水玻璃硅酸鈉85-95份，鋅粉155-165份，磷鐵粉35-45份；其中，所述水性改性丙烯酸樹脂乳液由以下質(zhì)量份各組分制得：功能性單體22-27份，丙烯酸丁酯7-9份，甲基丙烯酸甲酯15.5-17份，過硫酸鈉0.4-0.6份，乳化劑0-2份，水45-50份，其中，所述功能性單體的結(jié)構(gòu)式為基團p為將聚醚ppg800結(jié)構(gòu)式簡寫為oh-r-oh，基團r取自聚醚ppg800。

具體的，所述水玻璃硅酸鈉的模數(shù)≥3.5，所述乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚。

實施例1

制備水性無機富鋅底漆s-01

s101.功能性單體的制備：將3mol聚醚ppg800和2mol二苯基甲烷二異氰酸酯進行反應(yīng)，制得端羥基聚合度為3的彈性體，其反應(yīng)方程式為：，制得的彈性體簡寫oh-p-oh；將2mol彈性體與1mol順丁烯二酸酐進行反應(yīng)，制得功能性單體，其反應(yīng)方程式為：

s102.水性改性丙烯酸樹脂乳液的制備，包括：

a)將0.2g烷基酚聚氧乙烯醚和30g水加入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌均勻，升溫至78℃，并保溫；

b)將0.4g過硫酸鈉溶解于15g水中制得過硫酸鈉水溶液，并將過硫酸鈉水溶液均分為4份，向反應(yīng)釜中加入其中1份；

c)將22g功能性單體、9g丙烯酸丁酯、16.3g甲基丙烯酸甲酯混合均勻后備用；

d)保持反應(yīng)釜溫度78℃不變，將步驟c)中混合均勻的混合物在1.5h內(nèi)全部滴加入反應(yīng)釜中，滴加過程中，每0.5h補加1份過硫酸鈉水溶液，滴加完成后保溫0.5h再加入余下的過硫酸鈉水溶液并保溫1.5h后，冷卻過濾，即得水性改性丙烯酸樹脂乳液；

s103.水性無機富鋅底漆的制備：按照配比，將18g水性改性丙烯酸樹脂乳液和90g水玻璃硅酸鈉(模數(shù)≥3.5)混合均勻制得組分a，組分a中固含量≥30％，將155g鋅粉和35g磷鐵粉混合均勻制得組分b，將組分a和組分b按質(zhì)量比1:2混合均勻后，即得水性無機富鋅底漆，制得的水性無機富鋅底漆的干膜中金屬鋅的含量≥70％。

實施例2

制備水性無機富鋅底漆s-02

s101.功能性單體的制備：將3mol聚醚ppg800和2mol二苯基甲烷二異氰酸酯進行反應(yīng)，制得端羥基聚合度為3的彈性體，其反應(yīng)方程式為：，制得的彈性體簡寫oh-p-oh；將2mol彈性體與1mol順丁烯二酸酐進行反應(yīng)，制得功能性單體，其反應(yīng)方程式為：

s102.水性改性丙烯酸樹脂乳液的制備，包括：

a)將45g水加入反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至80℃，并保溫；

b)將0.4g過硫酸鈉溶解于5g水中制得過硫酸鈉水溶液，并將過硫酸鈉水溶液均分為4份，向反應(yīng)釜中加入其中1份；

c)將23g功能性單體、8g丙烯酸丁酯、15.5g甲基丙烯酸甲酯混合均勻后備用；

d)保持反應(yīng)釜溫度80℃不變，將步驟c)中混合均勻的混合物在1.5h內(nèi)全部滴加入反應(yīng)釜中，滴加過程中，每0.5h補加1份過硫酸鈉水溶液，滴加完成后保溫0.5h再加入余下的過硫酸鈉水溶液并保溫1.5h后，冷卻過濾，即得水性改性丙烯酸樹脂乳液；

s103.水性無機富鋅底漆的制備：按照配比，將18g水性改性丙烯酸樹脂乳液和85g水玻璃硅酸鈉(模數(shù)≥3.5)混合均勻制得組分a，組分a中固含量≥30％，將155g鋅粉和38g磷鐵粉混合均勻制得組分b，將組分a和組分b按質(zhì)量比1:2混合均勻后，即得水性無機富鋅底漆，制得的水性無機富鋅底漆的干膜中金屬鋅的含量≥70％。

實施例3

制備水性無機富鋅底漆s-03

s101.功能性單體的制備：將3mol聚醚ppg800和2mol二苯基甲烷二異氰酸酯進行反應(yīng)，制得端羥基聚合度為3的彈性體，其反應(yīng)方程式為：，制得的彈性體簡寫oh-p-oh；將2mol彈性體與1mol順丁烯二酸酐進行反應(yīng)，制得功能性單體，其反應(yīng)方程式為：

s102.水性改性丙烯酸樹脂乳液的制備，包括：

a)將1g烷基酚聚氧乙烯醚和40g水加入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌均勻，升溫至80℃，并保溫；

b)將0.5g過硫酸鈉溶解于10g水中制得過硫酸鈉水溶液，并將過硫酸鈉水溶液均分為5份，向反應(yīng)釜中加入其中1份；

c)將25g功能性單體、9g丙烯酸丁酯、17g甲基丙烯酸甲酯混合均勻后備用；

d)保持反應(yīng)釜溫度80℃不變，將步驟c)中混合均勻的混合物在2h內(nèi)全部滴加入反應(yīng)釜中，滴加過程中，每0.5h補加1份過硫酸鈉水溶液，滴加完成后保溫1h再加入余下的過硫酸鈉水溶液并保溫2h后，冷卻過濾，即得水性改性丙烯酸樹脂乳液；

s103.水性無機富鋅底漆的制備：按照配比，將20g水性改性丙烯酸樹脂乳液和90g水玻璃硅酸鈉(模數(shù)≥3.5)混合均勻制得組分a，組分a中固含量≥30％，將160g鋅粉和40g磷鐵粉混合均勻制得組分b，將組分a和組分b按質(zhì)量比1:2混合均勻后，即得水性無機富鋅底漆，制得的水性無機富鋅底漆的干膜中金屬鋅的含量≥70％。

實施例4

制備水性無機富鋅底漆s-04

s101.功能性單體的制備：將3mol聚醚ppg800和2mol二苯基甲烷二異氰酸酯進行反應(yīng)，制得端羥基聚合度為3的彈性體，其反應(yīng)方程式為：，制得的彈性體簡寫oh-p-oh；將2mol彈性體與1mol順丁烯二酸酐進行反應(yīng)，制得功能性單體，其反應(yīng)方程式為：

s102.水性改性丙烯酸樹脂乳液的制備，包括：

a)將1.5g烷基酚聚氧乙烯醚和35g水加入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌均勻，升溫至82℃，并保溫；

b)將0.6g過硫酸鈉溶解于15g水中制得過硫酸鈉水溶液，并將過硫酸鈉水溶液均分為5份，向反應(yīng)釜中加入其中1份；

c)將27g功能性單體、9g丙烯酸丁酯、15.5g甲基丙烯酸甲酯混合均勻后備用；

d)保持反應(yīng)釜溫度82℃不變，將步驟c)中混合均勻的混合物在2h內(nèi)全部滴加入反應(yīng)釜中，滴加過程中，每0.5h補加1份過硫酸鈉水溶液，滴加完成后保溫1h再加入余下的過硫酸鈉水溶液并保溫2.5h后，冷卻過濾，即得水性改性丙烯酸樹脂乳液；

s103.水性無機富鋅底漆的制備：按照配比，將22g水性改性丙烯酸樹脂乳液和85g水玻璃硅酸鈉(模數(shù)≥3.5)混合均勻制得組分a，組分a中固含量≥30％，將165g鋅粉和35g磷鐵粉混合均勻制得組分b，將組分a和組分b按質(zhì)量比1:3混合均勻后，即得水性無機富鋅底漆，制得的水性無機富鋅底漆的干膜中金屬鋅的含量≥70％。

實施例5

制備水性無機富鋅底漆s-05

s101.功能性單體的制備：將3mol聚醚ppg800和2mol二苯基甲烷二異氰酸酯進行反應(yīng)，制得端羥基聚合度為3的彈性體，其反應(yīng)方程式為：，制得的彈性體簡寫oh-p-oh；將2mol彈性體與1mol順丁烯二酸酐進行反應(yīng)，制得功能性單體，其反應(yīng)方程式為：

s102.水性改性丙烯酸樹脂乳液的制備，包括：

a)將2g烷基酚聚氧乙烯醚和40g水加入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌均勻，升溫至82℃，并保溫；

b)將0.5g過硫酸鈉溶解于10g水中制得過硫酸鈉水溶液，并將過硫酸鈉水溶液均分為6份，向反應(yīng)釜中加入其中1份；

c)將25g功能性單體、8g丙烯酸丁酯、17g甲基丙烯酸甲酯混合均勻后備用；

d)保持反應(yīng)釜溫度82℃不變，將步驟c)中混合均勻的混合物在2.5h內(nèi)全部滴加入反應(yīng)釜中，滴加過程中，每0.5h補加1份過硫酸鈉水溶液，滴加完成后保溫0.5h再加入余下的過硫酸鈉水溶液并保溫2.5h后，冷卻過濾，即得水性改性丙烯酸樹脂乳液；

s103.水性無機富鋅底漆的制備：按照配比，將22g水性改性丙烯酸樹脂乳液和95g水玻璃硅酸鈉(模數(shù)≥3.5)混合均勻制得組分a，組分a中固含量≥30％，將165g鋅粉和45g磷鐵粉混合均勻制得組分b，將組分a和組分b按質(zhì)量比1:3混合均勻后，即得水性無機富鋅底漆，制得的水性無機富鋅底漆的干膜中金屬鋅的含量≥70％。

實施例6

將實施例1-5制得的水性無機富鋅底漆s-01～s-05和市售產(chǎn)品(含鋅量70％的溶劑型環(huán)氧富鋅底漆)分別制成樣板，測得數(shù)據(jù)如下表1：

表1、水性無機富鋅底漆s-01～s-05和市售產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)表

從上表可以看出，本發(fā)明制備的水性無機富鋅底漆在抗沖擊、耐候性、防腐性能上均等于或優(yōu)于含鋅量70％的溶劑型環(huán)氧富鋅底漆。本發(fā)明中水性無機富鋅底漆由水性改性丙烯酸樹脂乳液和無機硅酸鹽(水玻璃硅酸鈉)水溶液為主要粘接樹脂，耐候性好，不涂面漆即達到耐候性1000℃，涂層和耐候性使用效果均優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型環(huán)氧樹脂底漆，可有效減少施工成本，便于戶外設(shè)備的長期維護。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。