[发明专利]一种水性无机陶瓷涂料，其制备方法及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及水性涂料的技术领域，特别是水性无机陶瓷涂料，其制备方法及使用方法。

背景技术

水性无机陶瓷涂料以超细高活性锌粉为主要防锈颜料，对钢材基层有阴极保护作用，耐盐雾和耐湿热性能优异，广泛用于作强腐蚀环境中的钢结构长效防锈漆。本产品以水为稀释剂，VOC含量为零，无毒无味，储存、运输及施工过程安全无污染，抗紫外线能力强。主要用于暴露在海洋大气、高温和各种环境的各种钢铁构件的长效防腐。包括船舶、集装箱、各类码头设备、海洋平台、大型建筑的钢铁构件，特别适合于储油罐的罐底板从内壁防腐，油轮、溶剂舱内外防腐，用作强腐蚀环境中的钢结构长效防腐。美国国家航空航天总署(NASA)报告，在各类富锌处理中，耐腐蚀性最佳的为水性无机陶瓷材料，它在海洋大气条件下的使用寿命至少为25年

CN103305041A公开了一种改性水性无机陶瓷涂料及其制备，由复合粉末与水性无机粘结剂按重量比(65-75):(35-25)混合而成，复合粉末包括：金属锌粉40-70份；复合铁钛粉3-15份；防锈剂0-15份；水性无机粘结剂为硅酸锂粘结剂，包括：硅酸锂10-25份；硅溶胶60-75份；改性粘合剂10-15份；其他助剂0.6-3份，所述改性粘合剂为有机氟和/或有机硅改性的丙烯酸乳液。该涂料工艺复杂，生产过程使用较多的有机组分及重金属成分，易造成环境污染，此外，还存在附着力一般、实干时间过长等缺陷，影响产品的大规模使用。

CN102898913A公开了一种水性无机富锌漆，由A组分和B组分按4:1 的重量配比混合制成，其中，A组分包括：500目球型/片状型锌粉30-32％、800目球型/片状型锌粉30-32％、1250目球型/片状型锌粉30-32％、纳米二氧化铈6-8％、800目滑石粉2-4％，B组分包括：硅酸钾38-50％、硅酸锂10-20％、钛酸钾晶须8-10％、水性自干有机硅改性丙烯酸树脂5-12％、消泡剂0.2-0.5％、润湿剂0.5-1％、水12-20％。该涂料存在生产工艺复杂，漆膜硬度低、耐磨性能不足、实干时间过长等缺陷，影响产品的综合性能及大规模使用。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中水性无机富锌漆生产工艺复杂、不环保，漆膜硬度低，耐磨性能不足，实干时间过长等的问题，进而提供一种水性无机陶瓷涂料，完全不含有机溶剂、多环芳烃，是真正水性的无机材料，耐高温，耐磨，耐腐蚀性能好、耐候性强，能保护生态环境无毒害。

本发明进而提供上述水性无机陶瓷涂料的制备方法及使用方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水性无机陶瓷涂料，包括下述组分：

基础液：所述基础液为可溶性硅酸盐的水溶液；

填料：所述填料为纳米锌粉、纳米氧化物与填料辅料的混合物，所述填料辅料为碳化硅、氮化硼、碳化钛、氮化钛中的一种或其中几种的混合物，所述纳米氧化物和填料辅料占填料总重量的0-40％；

所述基础液与填料重量份比为1:(1.5-3.5)。

所述的基础液中可溶性硅酸盐的浓度为20wt％-50wt％。

所述的可溶性硅酸盐为硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾中的一种或多种的混合物。

所述锌粉的纯度大于99％。

所述纳米氧化物为纳米氧化铝、氧化锆或氧化铬中的一种或其中几种 的混合物。

一种所述的水性无机陶瓷涂料的制备方法，包括下述步骤：

S1：基础液的制备

S11：将固体强碱化合物溶于50～80℃热水中形成强碱溶液；

S12：将粒径＜20μm的硅砂缓慢加入到所述强碱溶液中，持续搅拌直至形成透明溶液；

S2：填料的制备 

将纳米锌粉、纳米氧化物与填料辅料混合均匀；

所述基础液和填料分别包装放置。

进一步地，所述步骤S1为：

S1：基础液的制备

S11：将固体氢氧化锂LiOH、氢氧化钠NaOH、氢氧化钾KOH分别溶于50～80℃热水中，形成LiOH溶液、NaOH溶液和KOH溶液；

S12：将粒径＜20μm的硅砂缓慢加入到LiOH溶液、NaOH溶液和KOH溶液中，持续搅拌直至分别形成透明硅酸锂Li₂SiO₃、硅酸钠Na₂SiO₃、硅酸钾K₂SiO₃溶液；