[发明专利]一种纳米凹土无机富锌防腐涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防腐涂料领域，具体涉及一种采用超细锌粉、纳米凹土、无机粘合剂为主要原料制成的纳米凹土无机富锌防腐涂料及其制备方法。

背景技术

金属的腐蚀，是指金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属的腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失。据统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨，占年产量的20%～40%。目前，全世界每年因金属结构腐蚀造成的经济损失已高达数千亿美元以上。长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，防止腐蚀的发生。其中，金属设备防腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐涂料。

富锌涂料由于既具有物理性的屏蔽作用，又具有电化学的阴极保护作用，因而广泛用于管道、桥梁、车辆、化工设备、船舶等的防腐蚀，是目前使用最为广泛的重防腐涂料之一。根据成膜物质的不同，富锌涂料可分为有机富锌涂料与无机富锌涂料两大类。有机富锌涂料是以合成树脂（如环氧树脂、聚醋树脂等）为成膜物质，以高含量锌粉为颜填料的防锈涂料，由于有机富锌涂料中存在挥发性有机物质（VOC），因而其对环境有较大负面影响。无机富锌涂料是以碱金属硅酸盐的水溶液为成膜基液，并与锌粉复配而成的高性能无机涂料。相比有机富锌涂料，无机富锌涂料绿色环保（无VOC）、耐温性高，是目前国际上最具发展前途的环保型涂料之一。

无机富锌涂料具有上述的优点，但同时也存在一些不足：无机富锌涂料的涂层中锌含量超过70%以上，涂层较“脆”耐冲击性能不佳；涂层与基体结合力不高易开裂，会产生龟裂的涂层缺陷等。这些因素影响了无机富锌涂料的防腐蚀性能和综合力学性能，限制了该涂料的广泛应用。

公开号为CN101418150A的中国发明专利申请公开了一种新型水性富锌防腐涂料，由甲、乙组分组成，以该涂料总重量百分比计，包含：甲组分，锌粉50%～56%、触变剂10%～15%；乙组分，硅酸钾8%～10%、水17%～20%、增稠剂1%～2%以及助剂4%～7%，使用时甲、乙组分混合即得水性富锌防腐涂料。通过上述组分的复配，提高了涂料的防腐性能，同时，具有较好的附着力、耐高温性以及耐老化性，使其具有长效防腐作用。但是该水性富锌防腐涂料的力学性能不佳，如抗冲击强度和柔韧性均较差，其力学性能有待进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种纳米凹土无机富锌防腐涂料，通过各组分的复配，能够显著提高本发明纳米凹土无机富锌防腐涂料的抗冲击强度和柔韧性。

一种纳米凹土无机富锌防腐涂料，由甲组分和乙组分混合而成，甲组分与乙组分的质量比为1：2～4；

以甲组分质量百分数100%计，所述的甲组分由以下质量百分含量的组分组成；

无机粘合剂    68%～87%；

合成树脂乳液  8%～30%；

润湿分散剂    1.5%～4%；

消泡剂        0.5%～2%；

以乙组分质量百分数100%计，所述的乙组分由以下质量百分含量的组分组成；

锌粉      85%～98%；

纳米凹土  2%～15%。

本发明中，所用纳米凹土由凹土矿石粉经提纯、解离和分散制备而成，是一种天然的纳米纤维状无机材料。纳米凹土比表面积大，孔隙率高，表面原子具有极高的不饱和性，故纳米凹土的粒子表面活性非常大，通过表面处理和高速乳化分散处理，在本发明纳米凹土无机富锌防腐涂料中可分散均匀。涂料固化过程中，纳米凹土表面原子与无机粘合剂反应使涂层固化形成钝化膜。分散的纤维状纳米凹土可有效填充涂层的针孔，抑制涂层龟裂的形成。另外，纳米凹土具有纤维状结构在涂料中可传递应力吸收高能量，抑制涂料中微裂纹的产生，从而有效抗击冲击力和控制裂缝。因此，在上述特定组分和特定含量组成的纳米凹土无机富锌防腐涂料，具有较好的抗冲击强度和柔韧性。

作为优选，所述的无机粘合剂的模数为3.0～5.0，该模数的无机粘合剂具有更好的成膜性和干膜附着力，所述的无机粘合剂为硅酸钾溶液、硅酸钠溶液、硅酸锂溶液中的一种或多种，多种是指两种以上（包括两种），可采用市售产品。

合成树脂乳液可改善涂料的稳定性和分散性，作为优选，所述的合成树脂乳液为苯丙乳液或硅丙乳液，苯丙乳液或硅丙乳液与本发明优选的无机粘合剂具有更好的相容性，能够使得本发明纳米凹土无机富锌防腐涂料具有优异的稳定性和分散性。