本發明屬于金屬腐蝕與防護，具體涉及一種水性低鋅耐熱防腐涂料及制備方法。

背景技術：

1、在金屬表面處理行業中，防腐涂料的主要功能是提供保護，防止金屬基材的腐蝕和氧化。傳統防腐涂料通常包含較高含量的鋅粉，利用鋅的陰極保護特性增強防腐能力。然而，這種高鋅含量的涂層在高溫等應用環境中，常常面臨耐熱性不足的問題。在這些高溫工況下，涂層容易出現剝落、變色或降解，降低了涂層的防護效果，從而影響了金屬部件的耐用性。鋅粉含量降低后，焊接/切割時產生的氧化鋅煙霧減少約50%-70%，通過添加導電纖維/石墨烯，鋅粉利用率提升30%以上，同等防護效果下鋅耗量減少40%。而傳統高鋅生大量鋅煙，易引發“鋅熱病”，危害工人呼吸系統。鋅粉實際利用率不足50%，大量鋅粉隨涂層老化流失。現有論文等相關報道顯示，傳統高鋅漆鋅粉含量占比60%-80%、焊接鋅煙濃度為5-8mg/m3、voc含量400-600g/l；低鋅漆鋅粉含量占比20-40%；焊接鋅煙濃度≤2mg/m3、voc含量80-120g/l。

2、現有技術方案的不足之處在于，雖然高鋅涂層能提供有效的防腐保護，但在應對高溫影響和與其他材料的兼容性方面表現不佳。同時，涂層在高溫條件下的穩定性不理想，通常影響涂層-基體界面的保護效果。另一方面，常規的低鋅含量涂層又在防腐過程中難以提供較好的陰極保護功能。

技術實現思路

1、為了解決這些問題，本發明提出了一種水性低鋅耐熱防腐涂料及制備方法，利用鋁片、氧化鋅、鈦粉等填料部分替代鋅粉，從而在保證防腐性能的同時，顯著提升涂料的耐熱性和環境友好性，滿足現代工業對高性能涂裝材料的需求。通過這種創新配方，本發明旨在克服傳統技術的局限，使得涂層在車間和工業爐等高溫環境中仍能保持優異的保護性能。

2、本發明的技術方案是：

3、一種水性低鋅耐熱防腐涂料，按質量百分比計包含以下組分：

4、粘接劑：硅酸鋰粘接劑30%、硅酸鋰14%、海藻酸鈉0.4%、蒸餾水10%；

5、顏填料：金屬顆粒：al片0-4%、鐵鈦粉10%、鋅粉16-18%；

6、非金屬顆粒：氧化鋅8%、導電云母粉0-4%、鈦白1%；

7、搪瓷填料：低熔點玻璃粉2-4%；

8、助劑：消泡劑0.2%、流平劑0.2%、分散劑0.2%；

9、所述al片為漂浮型鋁片，其表面經過疏水處理；

10、所述al片與導電云母粉共用時保持比例為1：1；

11、低熔點玻璃粉和al片構成致密物理屏障網絡結構；鋅粉作為犧牲陽極、導電云母粉作為輔助導電體作為電化學保護層。

12、進一步的，上述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料，所述鋅粉的粒徑為2000-800μm。

13、進一步的，上述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料，所述低熔點玻璃粉的成分按質量百分比計包含：二氧化硅32％、氧化硼18％、氧化鈉13％、氧化鉀7％、氧化鈣8％、三氧化二鋁9％、四氧化三鐵10％、氧化錳3％，其玻璃軟化點為450-550℃。

14、一種水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

15、步驟1、依次將蒸餾水、硅酸鋰粘接劑、硅酸鋰使用高速攪拌機在600-800r/min速度下攪拌分散8-10min至均勻，形成基料；

16、步驟2、加入金屬顆粒、非金屬顆粒和搪瓷填料，使用高速攪拌機在400-500r/min速度下攪拌分散15-20min，混合均勻形成混合物；

17、步驟3、加入研磨鋯珠，使用高速攪拌機在1800-2000r/min速度下研磨分散0.5h；

18、步驟4、加入助劑并使用蒸餾水調節涂料粘度涂四杯流速為在20-30秒，然后使用250目紗網對涂料進行過濾，得到涂料；

19、步驟5、將涂料噴涂到經噴砂處理的q235表面樣品后，常溫固化24小時，涂層中鋅粉的總質量占干膜比重不超過40％。

20、進一步的，上述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，步驟5所得涂層厚度為40~50μm。

21、進一步的，上述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，步驟5所得涂層包含物理屏蔽層和電化學保護層，所述物理屏蔽層為低熔點玻璃粉和al片構成致密網絡結構；所述電化學保護層為鋅粉作為犧牲陽極，導電云母粉作為輔助導電體。

22、進一步的，上述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，根據物理屏蔽層和電化學保護層的協同作用，使涂層在400-600℃高溫下不粉化、剝落，并通過gb/t?1771和gb/t1740測試。

23、上述的水性低鋅耐熱防腐涂料在船舶、化工設備、建筑材料領域的高溫高濕含鹽環境中的應用。

24、本發明的優點及有益效果：

25、本發明的水性低鋅耐熱防腐涂料通過使用鋁片、氧化鋅和鈦粉等填料替代部分鋅粉，顯著提升了耐熱性能，使涂層在車間和工業爐等高溫環境中能夠保持涂層的穩定性，防止剝落和降解，從而延長金屬基材的保護時間。同時，低鋅含量降低了對環境的影響，符合環保要求，并改善了與非金屬材料的兼容性，簡化了涂裝工藝和施工流程，從而提高了施工效率和降低了成本，最終為現代工業提供了一種更高效、環保的涂裝解決方案。

技術特征：

1.一種水性低鋅耐熱防腐涂料，其特征在于，按質量百分比計包含以下組分：

2.根據權利要求1所述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料，其特征在于，所述鋅粉的粒徑為2000-800μm。

3.根據權利要求1所述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料，其特征在于，所述低熔點玻璃粉的成分按質量百分比計包含：二氧化硅32％、氧化硼18％、氧化鈉13％、氧化鉀7％、氧化鈣8％、三氧化二鋁9％、四氧化三鐵10％、氧化錳3％，其玻璃軟化點為450-550℃。

4.一種權利要求1-3任一權利要求所述水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據權利要求4所述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，其特征在于，步驟5所得涂層厚度為40~50μm。

6.根據權利要求5所述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，其特征在于，步驟5所得涂層包含物理屏蔽層和電化學保護層，所述物理屏蔽層為低熔點玻璃粉和al片構成致密網絡結構；所述電化學保護層為鋅粉作為犧牲陽極，導電云母粉作為輔助導電體。

7.根據權利要求6所述的一種水性低鋅耐熱防腐涂料的制備方法，其特征在于，根據物理屏蔽層和電化學保護層的協同作用，使涂層在400-600℃高溫下不粉化、剝落，并通過gb/t1771和gb/t1740測試。

8.一種權利要求1所述的水性低鋅耐熱防腐涂料在船舶、化工設備、建筑材料領域的高溫高濕含鹽環境中的應用。

技術總結
本發明屬于金屬腐蝕與防護技術領域，具體涉及一種水性低鋅耐熱防腐涂料及制備方法。所述涂料按質量百分比計包含以下組分：硅酸鋰粘接劑30%、硅酸鋰14%、海藻酸鈉0.4%、蒸餾水10%、Al片0?4%、鐵鈦粉10%、鋅粉16?18%、氧化鋅8%、導電云母粉0?4%、鈦白1%、低熔點玻璃粉2?4%、消泡劑0.2%、流平劑0.2%、分散劑0.2%。本發明所得的涂層包含物理屏蔽層或電化學保護層，所述物理屏蔽層為低熔點玻璃粉和Al片構成致密網絡結構；所述電化學保護層為鋅粉作為犧牲陽極，導電云母粉作為輔助導電體。本發明旨在克服傳統防腐技術的局限，使得涂層在車間和工業爐等高溫環境中仍能保持優異的防腐性能。

技術研發人員：楊華林,王金龍,張中天,王群昌,陳明輝,王福會
受保護的技術使用者：東北大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28