1.本发明涉及化工涂料技术领域，特别涉及一种醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂及其制备方法、无机硅酸锌漆锌粉组分及其制备方法。


背景技术：

2.醇溶性无机硅酸锌无机硅酸锌漆锌粉组分以锌粉为主要防锈颜料，以乙醇、异丙醇等醇类溶剂为溶剂体系，以有机膨润土、气相二氧化硅等为抗沉剂。颜填料的密度大，尤其锌粉密度高达7.14g/cm3，防止颜填料沉底是无机硅酸锌漆研制的关键之一。有机膨润土、气相二氧化硅为抗沉剂，以氢键作用建立立体网络实现抗沉，但在大量乙醇等醇类溶剂存在下，氢键立体网络容易被破坏。有机膨润土通常采用二甲苯为引发剂、少量小分子醇为活化剂预制凝胶，如果将有机膨润土直接加入乙醇体系中，并不能形成凝胶，建立网络结构。为了保证锌粉等高密度颜填料不沉底，膨润土预制凝胶添加量大，引入的二甲苯增多，不利于无机硅酸锌漆作为车间底漆的快干要求，且有害健康。如采用气相二氧化硅，对工艺要求严格，其氢键作用易受乙醇的影响而解构。当增加抗沉剂用量使无机硅酸锌漆锌粉组分的粘度加大以防止锌粉沉降，在施工时与基料组分硅酸乙酯预聚物的混合时易出现混合不均。


技术实现要素：

3.本发明提供一种可达到低粘度下具有优异抗沉效果的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂。
4.本发明所采用的技术方案具体如下：
5.具体来说，本发明一实施例提供一种醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂，包括聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、二甲苯、有机膨润土以及多元羧酸聚合物分散剂。
6.在一些实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、二甲苯、有机膨润土以及多元羧酸聚合物分散剂的质量比为(4.5～6):(35～50):(35～50): (4.7～7):(4～5.3)。
7.在一些实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛的粘度为5～10s。
8.在一些实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛的缩醛率在72％～82％。
9.在一些实施例中，所述有机膨润土为中高极性体系用膨润土。
10.本发明一实施例提供一种醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂的制备方法，包括以下步骤：
11.获得第一混合液，依次将无水乙醇、聚乙烯醇缩丁醛以及多元羧酸聚合物分散剂混合分散；
12.获得第二混合液，依次将二甲苯、有机膨润土混合分散；
13.将第一混合液与第二混合液混合。
14.在一些实施例中，所述聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、二甲苯、有机膨润土以及多元
羧酸聚合物分散剂的质量比为(4.5～6):(35～50):(35～50): (4.7～7):(4～5.3)。
15.在一些实施例中，在所述获得第二混合液步骤中，所述二甲苯与所述有机膨润土分散至呈透明凝胶状。
16.本发明一实施例提供一种无机硅酸锌漆锌粉组分，包括聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、复合抗沉剂、颜填料；
17.所述复合抗沉剂采用如上所述的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂，或者采用如上所述的制备方法所制得的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂。
18.在一些实施例中，所述颜填料包括锌粉、磷铁粉。
19.本发明一实施例提供一种无机硅酸锌漆锌粉组分的制备方法，包括以下步骤：
20.获得分散液，依次将无水乙醇、聚乙烯醇缩丁醛混合分散；
21.向分散液中加入复合抗沉剂、颜填料，即得；
22.所述复合抗沉剂采用如上所述的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂，或者采用如上所述的制备方法所制得的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂。
23.基于上述，与现有技术相比，本发明提供的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂，受乙醇的影响小，应用加到无机硅酸锌漆锌粉组分中，可获得低粘度、触变性优异、储存稳定性优异的效果。
24.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构和/或组分来实现和获得。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
27.尽管列出本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中列出的数值记录得尽可能准确。但是，任何一个数值本来就具有一定的误差。该误差是其相应的测量方法中得出的标准偏差的必然结果。
28.此外，应当理解，本文所述的任何数值范围旨在包括归入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括介于(并包括)所述最小值1和所述最大值10之间的所有子范围，即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10 的最大值。
29.下文将更详细地解释本发明的各个组分。
30.本发明一实施例提供一种醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂，包括聚乙烯醇缩丁
醛、无水乙醇、二甲苯、有机膨润土以及多元羧酸聚合物分散剂。
31.本发明的一关键点则在于，有机膨润土和多元羧酸聚合物分散剂经聚乙烯醇缩丁醛为中间体进行复合后，受乙醇的影响减小。而聚乙烯醇缩丁醛的缩醛反应不完全，残留的羟基与多元羧酸聚合物分散剂形成耦合作用，当加入到膨润土预凝胶中，在高速剪切力作用下可架起预先由二甲苯分开的膨润土片层，实现稳定的立体结构，由于聚乙烯醇缩丁醛与多元羧酸聚合物分散剂的存在，后续加入乙醇，立体结构不易解构。
32.基于复合抗沉剂的总质量，根据本发明的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂可以包括至少约4.5质量％、至多约6质量％的聚乙烯醇缩丁醛；
33.较佳地，所述聚乙烯醇缩丁醛的粘度为5～10s，缩醛率在72％～82％。适合用于本发明的聚乙烯醇缩丁醛可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
34.基于复合抗沉剂的总质量，根据本发明的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂可以包括至少约35.0质量％、至多约50质量％的无水乙醇。适合用于本发明的无水乙醇可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
35.基于复合抗沉剂的总质量，根据本发明的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂可以包括至少约35.0质量％、至多约50质量％的二甲苯。适合用于本发明的二甲苯可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
36.基于复合抗沉剂的总质量，根据本发明的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂可以包括至少约4.7质量％、至多约7质量％的有机膨润土。
37.较佳地，所述有机膨润土为中高极性体系用膨润土，所述中高极性体系用膨润土可以是商购获得的本领域常规市售产品，或者依照本领域常规方法自行制备获得。
38.适合用于本发明的有机膨润土可以是商购获得的本领域常规市售产品，包括但不限于来自丰虹的140#、海名斯的bentone sd-2，或者依照本领域常规方法自行制备获得。
39.基于复合抗沉剂的总质量，根据本发明的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂可以包括至少约4质量％、至多约5.3质量％的多元羧酸聚合物分散剂。适合用于本发明的多元羧酸聚合物分散剂可以是商购获得的本领域常规市售产品，包括但不限于来自毕克公司的anti-terra-203、微聚公司的 asd103/asd201，或者依照本领域常规方法自行制备获得。
40.通常，在本发明的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂中使用的聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、二甲苯、有机膨润土以及多元羧酸聚合物分散剂的质量比为(4.5～6):(35～50):(35～50):(4.7～7):(4～5.3)。
41.本发明提供一种醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂的制备方法，包括以下步骤：
42.获得第一混合液，依次将无水乙醇、聚乙烯醇缩丁醛以及多元羧酸聚合物分散剂混合分散；
43.获得第二混合液，依次将二甲苯、有机膨润土混合分散；
44.将第一混合液与第二混合液混合，即得。
45.较佳地，在所述获得第二混合液步骤中，所述二甲苯与所述有机膨润土分散至呈透明凝胶状。
46.举例来说，本发明一实施例提供一种醇溶性无机硅酸锌漆用复合抗沉剂的制备方法，具体步骤如下所示：
47.步骤1：在反应容器i中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散
至完全溶解，加入液体助剂，持续分散20～30min；
48.步骤2：在反应容器ii中加入二甲苯，搅拌条件下缓慢加入有机膨润土，分散至透明凝胶，搅拌条件下将步骤1反应容器i内的聚乙烯醇缩丁醛混合液加入到膨润土凝胶中，再高速分散20～30min，即得复合抗沉剂。
49.制备无机硅酸锌漆时，可在聚乙烯醇缩丁醛和无水乙醇混合溶解后添加约15％上述醇溶性无机硅酸锌漆用复合抗沉剂，再加入颜填料进行高速分散，可得触变性良好无机硅酸锌漆锌粉组分。
50.本发明一实施例提供一种无机硅酸锌漆锌粉组分，包括聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、复合抗沉剂、颜填料；
51.所述复合抗沉剂采用如上所述的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂，或者采用如上所述的制备方法所制得的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂。
52.适合用于本发明的颜填料可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
53.在一些实施例中，所述颜填料包括锌粉、磷铁粉。
54.适合用于本发明的锌粉、磷铁粉可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
55.本发明一实施例提供一种无机硅酸锌漆锌粉组分的制备方法，包括以下步骤：
56.获得分散液，依次将无水乙醇、聚乙烯醇缩丁醛混合分散；
57.向分散液中加入复合抗沉剂、颜填料，即得；
58.所述复合抗沉剂采用如上所述的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂，或者采用如上所述的制备方法所制得的醇溶性无机硅酸锌漆的复合抗沉剂。
59.而相较于常规无机硅酸锌漆制备过程中，通过预先将聚乙烯醇缩丁醛、由膨润土与二甲苯混合制得的有机膨润土预制浆、以及多元羧酸聚合物分散剂进行反应制得复合抗沉剂，再加入到混合分散有聚乙烯醇缩丁醛的无水乙醇溶液中，由此，使得组分整体抗沉效果优异。
60.举例来说，本发明一实施例提供一种无机硅酸锌漆锌粉组分的制备方法，具体步骤如下所示：
61.步骤1：在反应容器iii中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
62.步骤2：向反应容器iii中加入复合抗沉剂，分散10min，加入锌粉和磷铁粉，高速分散1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
63.为了对本发明更好地理解，下面结合具体的实施例以及对比例对本发明进行详细说明，而不以任何方式限制本发明。
64.(一)制备醇溶性无机硅酸锌漆用复合抗沉剂，实施例如下：
65.所述复合抗沉剂实施例的原料组分配比如下表所示(单位：质量％)：
66.表1复合抗沉剂实施例的原料组分
[0067][0068]
依照表1所示配比制备如下实施例的复合抗沉剂：
[0069]
复合抗沉剂1：
[0070]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解，加入多元羧酸聚合物分散剂anti-terra-203，持续分散20min；
[0071]
步骤2：在空罐加入二甲苯，搅拌条件下缓慢加入有机膨润土140#，分散至透明凝胶，搅拌条件下将上述聚乙烯醇缩丁醛混合液加入到膨润土凝胶中，加完高速分散30min，即得复合抗沉剂1。
[0072]
复合抗沉剂2：
[0073]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解，加入多元羧酸聚合物分散剂asd103，持续分散 30min；
[0074]
步骤2：在空罐加入二甲苯，搅拌条件下缓慢加入有机膨润土140#，分散至透明凝胶，搅拌条件下将上述聚乙烯醇缩丁醛混合液加入到膨润土凝胶中，加完持续分散25min，即得复合抗沉剂2。
[0075]
复合抗沉剂3：
[0076]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解，加入多元羧酸聚合物分散剂asd201，持续分散 25min；
[0077]
步骤2：在空罐加入二甲苯，搅拌条件下缓慢加入有机膨润土140#，分散至透明凝胶，搅拌条件下将上述聚乙烯醇缩丁醛混合液加入到膨润土凝胶中，加完持续分散30min，即得复合抗沉剂3。
[0078]
复合抗沉剂4：
[0079]
其各组分添加量与复合抗沉剂1相同，仅未添加多元羧酸聚合物分散剂；
[0080]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解，持续分散20min；
[0081]
步骤2：在空罐加入二甲苯，搅拌条件下缓慢加入有机膨润土140#，分散至透明凝
胶，搅拌条件下将上述聚乙烯醇缩丁醛混合液加入到膨润土凝胶中，加完高速分散30min，即得复合抗沉剂4。
[0082]
(二)制备无机硅酸锌漆锌粉组分，实施例如下：
[0083]
所述制备无机硅酸锌漆锌粉组分实施例的原料组分配比如下表所示(单位：质量％)：
[0084]
表2无机硅酸锌漆锌粉组分的原料组分
[0085][0086][0087]
实施例1
[0088]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
[0089]
步骤2：加入复合抗沉剂1，分散10min，加入锌粉和磷铁粉，高速分散 1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0090]
实施例2
[0091]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完
全溶解；
[0092]
步骤2：加入复合抗沉剂2，分散10min，加入锌粉和磷铁粉，高速分散1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0093]
实施例3
[0094]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
[0095]
加入复合抗沉剂3，分散10min，加入锌粉和磷铁粉，高速分散1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0096]
对比例1：
[0097]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
[0098]
步骤2：加入多元羧酸聚合物分散剂asd103，高速分散20min；
[0099]
步骤3：加入锌粉和磷铁粉，高速分散1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0100]
对比例2
[0101]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
[0102]
步骤2：在空罐加入9份二甲苯，搅拌条件下缓慢加入1份有机膨润土 140#，分散至透明凝胶，即10％有机膨润土预制浆；
[0103]
步骤3：将10％有机膨润土预制浆加到聚乙烯醇缩丁醛溶液中，分散均匀；
[0104]
步骤4：加入锌粉和磷铁粉，高速分散1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0105]
对比例3
[0106]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
[0107]
步骤2：在空罐加入16.2份二甲苯，搅拌条件下缓慢加入1.8份有机膨润土140#，分散至透明凝胶，即10％有机膨润土预制浆；
[0108]
步骤3：将10％有机膨润土预制浆加到聚乙烯醇缩丁醛溶液中，分散均匀；
[0109]
步骤4：加入锌粉和磷铁粉，高速分散1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0110]
对比例4
[0111]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
[0112]
步骤2：加入复合抗沉剂4，分散10min，加入锌粉和磷铁粉，高速分散 1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0113]
对比例5
[0114]
步骤1：在空罐中加入无水乙醇，搅拌条件下缓慢加入聚乙烯醇缩丁醛，分散至完全溶解；
[0115]
步骤2：加入多元羧酸聚合物分散剂anti-terra-203，分散均匀；
[0116]
步骤3：在空罐中加入二甲苯，搅拌条件下加入有机膨润土140#，高速分散至透明凝胶；
[0117]
步骤4：将步骤3的凝胶加入步骤2混合液中，分散均匀，加入锌粉、磷铁粉，高速分
散1h，即为无机硅酸锌漆锌粉组分。
[0118]
需要说明的是，上述实施例中的具体参数或一些常用试剂，为本发明构思下的具体实施例或优选实施例，而非对其限制；本领域技术人员在本发明构思及保护范围内，可以进行适应性调整。
[0119]
对各实施例及对比例进行各项性能测试，测试标准如下：
[0120]
(1)粘度检测方法：gb/t 1724-1993中的5.3；
[0121]
(2)储存稳定性：gb/t6753.3。
[0122]
具体结果数据如下表所示。
[0123]
表3实施例性能测试
[0124][0125]
从表3中可见，实施例1～3所制得的无机硅酸锌漆锌粉组分，由于加入有本发明制备的醇溶性无机硅酸锌漆用复合抗沉剂，使得获得的锌粉组分粘度在35s以下，更优的在25～35s，与基料硅酸乙酯预聚物可快速混合均匀， 50℃
±
2℃下储存30d沉降10级，储存稳定性好。
[0126]
而对比例1单独采用液体助剂，抗沉效果较差，发生沉底；对比例2单独采用膨润土，用量少，二甲苯用量略高于实施例，发生沉降；对比例3虽然未出现沉底现象，但二甲苯含量是实施例的2倍以上，对干燥会产生负面影响，，且粘度大，与基料组分硅酸乙酯预聚物的混合需延长搅拌时间提高分散速率；对比例4单独用聚乙烯醇缩丁醛与膨润土制备复合抗沉剂，二甲苯用量与实施例接近，发生沉降；对比例5多元羧酸聚合物分散剂未与膨润土浆经高剪切复合，抗沉效果较实施例差。
[0127]
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
[0128]
尽管本文中较多的使用了诸如聚乙烯醇缩丁醛、无水乙醇、二甲苯、有机膨润土、多元羧酸聚合物分散剂、第一混合液、第二混合液、分散液等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书中
的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0129]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。