本發(fā)明涉及富鋅涂料技術(shù)領域，尤其涉及一種干燥快隔熱性優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)表面處理用水性硅酸鉀富鋅底漆及其制作方法。
背景技術(shù)：
富鋅底漆是以具有犧牲陽極作用的鋅粉作為主要防銹顏料的一類防腐涂料產(chǎn)品，對鋼材基底有陰極保護作用，長久以來被廣泛用于輪船、海上采油平臺、集裝箱、碼頭、閘門、儲罐、管道和橋梁等的防護。目前常用的主要有環(huán)氧富鋅底漆、醇溶性無機富鋅底漆和水性無機富鋅底漆。
水性無機富鋅底漆是以水為溶劑、硅酸鹽（包括硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸鋰等）為成膜基液（黏合劑）、鋅粉為顏料的重防腐涂料。鋅粉與硅酸鹽反應生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸鋅，同時還與鋼鐵反應在金屬表面形成了硅酸鋅鐵絡合物，因而在鋼鐵表面形成鍵能較強的化學吸附。而環(huán)氧富鋅底漆的附著力來自樹脂對鋼鐵表面的黏合力，屬于物理吸附。無機物較有機物導電性能好，因此鋅粉的陰極保護作用較強，水性無機富鋅底漆的耐腐蝕性遠遠優(yōu)于有機富鋅涂層，但同樣也具有無機涂料的通病，如涂膜較脆易開裂，附著力不強，裝飾效果不佳等，而有機材料成膜后柔韌性較好， 因此可以在水性無機富鋅底漆中添加一些水溶性乳液作為輔助成膜物，使有機物填充在“—Si—O—Si—”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中以改善涂層的柔韌性，比如文獻《苯丙乳液對富鋅涂層的改性研究》就以苯丙乳液為改性劑制備了一種苯丙乳液改性的水性無機富鋅涂料。
然而文獻中僅僅對苯丙乳液添加量及對涂層的柔韌性作了介紹，隨著生產(chǎn)工藝和配方的不斷優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)鱗片狀鋅粉較球狀鋅粉在遮蓋能力、漂浮能力和屏蔽能力方面優(yōu)點突出，因而鱗片狀鋅粉逐漸成為富鋅涂料首選填料，但其在水性無機硅酸鹽堿性涂料中活性過強、抗沉降性差、易團聚，導致涂層失效過快、表面不平整，在一定程度上限制了涂料的應用。因此研究能夠克服鋅粉易沉降、分散性差等問題的新型多功能水性無機富鋅防腐底漆配方是現(xiàn)階段亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種干燥快隔熱性優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)表面處理用水性硅酸鉀富鋅底漆及其制作方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種干燥快隔熱性優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)表面處理用水性硅酸鉀富鋅底漆，由下列重量份的原料制成：鱗片鋅粉105-108、硅酸鉀14-16、水性聚氨酯乳液1.4-1.8、苯丙乳液5.5-6.5、甲基三乙氧基硅烷4.1-4.6、氯化鐠1.1-1.3、水鎂石纖維5-7、氧化錫銻2.2-2.5、木質(zhì)素磺酸鈉0.7-0.9、氧化鋁0.9-1.2、二甲基乙醇胺3.2-3.5、鈉基膨潤土7-9、去離子水23-25。
所述的一種干燥快隔熱性優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)表面處理用水性硅酸鉀富鋅底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）往苯丙乳液中緩慢滴加水性聚氨酯乳液，升溫至70-80℃，恒溫反應20-30分鐘，冷卻至50-60℃，加入氧化錫銻超聲處理25-30分鐘，加入氧化鋁繼續(xù)超聲處理10-15分鐘，得改性苯丙乳液；
（2）將去離子水水與無水乙醇以體積比1∶4的混合，加入甲基三乙氧基硅烷、氯化鐠調(diào)節(jié)pH為4.5左右，在25-30℃下劇烈攪拌1小時，保持溫度不變恒溫水解24小時得改性液；
（3）將鱗片鋅粉除油烘干處理后與步驟（2）改性液混合，攪拌研磨30分鐘，經(jīng)離心、乙醇洗滌、過濾、烘干得改性鱗片鋅粉；
（4）將鈉基膨潤土于830-900℃下高溫煅燒20-30分鐘，冷卻至室溫加入水鎂石纖維、二甲基乙醇胺研磨1-2小時；
（5）將硅酸鉀溶液和步驟（1）改性苯丙乳液攪拌30-40分鐘，加入步驟（3）改性鱗片鋅粉、步驟（4）物料及其他剩余成分攪拌混勻出料。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明將苯丙乳液用水性聚氨酯乳液改性處理后添加到原料中和硅酸鉀溶液復合，阻止了硅酸鉀在干燥成膜過程中產(chǎn)生收縮應力，避免涂膜出現(xiàn)微裂紋，提高涂層的柔韌性；本發(fā)明用硅烷摻雜稀土共同改性鱗片鋅粉，可在鋅粉表面形成硅烷膜和稀土金屬氧化膜，增強了鋅粉之間的斥力與空間位阻，增大了鋅粉的相對接觸角，使得鋅粉不易被浸濕，提高了鋅粉在乳液中的分散性， 同時，鋅粉表面的硅烷膜對鋅粉自身具有一定的保護作用，使得鋅粉在涂層中作陰極保護時可以持續(xù)更久的時間，而且稀土的加入能夠促進乳液間的交聯(lián)程度，使得涂層的致密性得到進一步提高從而提高了涂層的耐腐蝕性，再配伍其他有效助劑制得的富鋅底漆干燥速度極快，隔熱性優(yōu)良，早期耐水性好，干燥后20分鐘即可耐一定壓力的水洗。
具體實施方式
一種干燥快隔熱性優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)表面處理用水性硅酸鉀富鋅底漆，由下列重量份的原料制成：鱗片鋅粉105、硅酸鉀14、水性聚氨酯乳液1.4、苯丙乳液5.5、甲基三乙氧基硅烷4.1、氯化鐠1.1、水鎂石纖維5、氧化錫銻2.2、木質(zhì)素磺酸鈉0.7、氧化鋁0.9、二甲基乙醇胺3.2、鈉基膨潤土7、去離子水23。
所述的一種干燥快隔熱性優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)表面處理用水性硅酸鉀富鋅底漆的制作方法，包括以下步驟：
（1）往苯丙乳液中緩慢滴加水性聚氨酯乳液，升溫至70-80℃，恒溫反應20-30分鐘，冷卻至50-60℃，加入氧化錫銻超聲處理25-30分鐘，加入氧化鋁繼續(xù)超聲處理10-15分鐘，得改性苯丙乳液；
（2）將去離子水水與無水乙醇以體積比1∶4的混合，加入甲基三乙氧基硅烷、氯化鐠調(diào)節(jié)pH為4.5左右，在25-30℃下劇烈攪拌1小時，保持溫度不變恒溫水解24小時得改性液；
（3）將鱗片鋅粉除油烘干處理后與步驟（2）改性液混合，攪拌研磨30分鐘，經(jīng)離心、乙醇洗滌、過濾、烘干得改性鱗片鋅粉；
（4）將鈉基膨潤土于830-900℃下高溫煅燒20-30分鐘，冷卻至室溫加入水鎂石纖維、二甲基乙醇胺研磨1-2小時；
（5）將硅酸鉀溶液和步驟（1）改性苯丙乳液攪拌30-40分鐘，加入步驟（3）改性鱗片鋅粉、步驟（4）物料及其他剩余成分攪拌混勻出料。
利用本發(fā)明制得的水性硅酸鉀富鋅底漆涂覆于鋼結(jié)構(gòu)表面，表干時間縮短了23%，實干時間縮短了9.2%，附著力提高了1級，耐沖擊性與鉛筆硬度也有所提高。