[发明专利]一种水性无机树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性无机树脂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人们对环境保护的关注程度日益加深，高性能水性产品树脂得到了广泛的研发。

目前研发报道的水性无机树脂有硅溶胶钠水玻璃或钾钠水玻璃，还有锂水玻璃，或者几种的混合体。钠水玻璃易溶于水，漆膜耐水性差；硅酸钾溶于水，价格适中；硅酸锂成本高，且不宜溶于水，浓度低。通过简单混合得到的产品，稳定性差，附着力差，或者耐水性、柔韧性等均存在一定的问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高防腐效果、耐水性优异其且环保的水性无机树脂及其制备方法。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出一种水性无机树脂，它包括如下重量份数的组分：

其中，所述的硅酸钾模数为3.3～3.5，二氧化硅的含量为19wt%～21wt%。

所述的硅溶胶，其中的二氧化硅含量为25～26wt%或30～31wt%，氧化钠含量为0.2wt%～0.4wt%。

所述的硅酸锂的模数为4.7，二氧化硅的含量为19wt%；或者，所述的硅酸锂的模数为4.9，二氧化硅的含量为21wt%；或者所述的硅酸锂的模数为5.1，二氧化硅的含量为20.5wt%。

所述的偶联剂为三甲氧基硅烷偶联剂、甲基三甲氧基硅烷偶联剂、甲基三乙氧基硅烷偶联剂中的任意一种。所述偶联剂用于稳定硅溶胶、硅酸钾，同时可以提高无机树脂与基材附着力的能力，防止凝胶从溶液中分离出来。

所述的乳液为纯丙稀酸乳液或苯丙乳液。所述乳液用于调节水性无机树脂的柔韧性、干燥速度，并用于提高无机树脂的固含量。

所述的助剂为氟碳表面活性剂，所述助剂用于调节无机树脂表面的湿度、平流性等。

所述的稳定剂为季铵盐化合物，优选地，所述的季铵盐化合物为二烯丙基二甲基氯化铵聚合物、四烷基二氨基二丙氧基季胺化合物中的任意一种。

上述水性无机树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）预留出去离子水配方量的5.0wt%待用，其余的去离子水全部加入分散釜中，开启搅拌600～800r/min，加入配方量的硅酸钾、硅溶胶、硅酸锂，连续搅拌；

（2）加完后继续搅拌5min，然后慢慢滴加配方量的偶联剂，在15～20min内滴加完毕，降低搅拌速度，在400～500r/min下保持搅拌2小时后停机，静止24小时以上，在400～500r/min的条件下慢慢加入配方量的乳液、预留的5wt%的去离子水和配方量的助剂、稳定剂，并保持搅拌1小时，用150目绢滤布过滤，取样检测，包装。

SiO₂含量越高，易溶于水的钾、钠、氧化物含量越少，即模数越高，则水性无机树脂就越不溶于水，涂层的耐水性越好，附着力、防腐性能越优异。为进一步提高模数，可以通过凝胶形态的硅溶胶来调节。硅溶胶是一种凝胶形式的结构，很不稳定，为了保持这种凝胶结构，可以通过加入适量的偶联剂水解，来使体系稳定。SiO₂的含量也可以通过选取模数高的硅酸锂进行调节。硅酸锂较难溶于水，不仅提高了耐水性，而且增加了SiO₂的含量，SiO₂的含量越高，干燥速度越快，但模数高的硅酸锂价格也相应昂贵，不宜多加。

有益效果：与现有技术相比，本发明制备的水性无机树脂是环保型的，无气味无毒，具有非常优异的耐盐雾性和长久的耐腐蚀性，硬度高，随着力强，耐湿热，不燃不爆，因此，该水性无机树脂在许多重防腐领域、大气和海洋钢结构重防腐领域具有广阔的发展空间。该制备方法使不同的无机硅酸盐液由不稳定变为稳定的，相溶的聚合体，提高SiO₂的含量，降低水溶性的氧化物，从而大大提高摸数，通过合成的高分子水性乳液改善了树脂的硬度、柔韧性及施工性。

具体实施方式

以下实施例中所用试剂及其来源如下：硅酸钾（淇县鑫钰化工有限公司、江苏联合化工有限公司）、硅溶胶（江阴国联化工有限公司、浙江宇达化工有限公司）、硅酸锂（江阴国联化工有限公司）、三甲氧基硅烷偶联剂（南京向前化工有限公司）、甲基三甲氧基硅烷偶联剂（南京向前化工有限公司）、甲基三乙氧基硅烷偶联剂（南京向前化工有限公司）、纯丙稀酸乳液（上海保立佳化工有限公司）、苯丙乳液（上海巴德富有限公司）、氟碳表面活性剂（中科院上海有机研究所）、二烯丙基二甲基氯化铵聚合物（科莱恩化工（中国）有限公司）、四烷基二氨基二丙氧基季胺化合物（科莱恩化工（中国）有限公司）。