一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，屬精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 溶劑型無機(jī)富鋅涂料是由主劑和粘結(jié)劑配制而成的一種雙組份涂料，主劑以金屬 鋅粉為主要防銹顏料，與粘結(jié)劑混合反應(yīng)生成硅酸鹽-鋅-鐵的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而緊密附著 于鋼材表面。粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液，其作用在于涂料涂裝后，通過吸收空氣中的水分進(jìn) 一步發(fā)生水解聚合，起到粘結(jié)作用，并與鋼材表面活性鐵反應(yīng)生成鋅-硅酸-鐵化合物同時 也與鋅粒子的表面反應(yīng)，最終形成一層堅硬的硅酸鋅漆膜。由于溶劑型無機(jī)富鋅涂料具有 耐蝕性優(yōu)良，干燥快，機(jī)械性能優(yōu)良，耐熱性優(yōu)異，焊接時損傷面積小等特點，因此廣泛應(yīng)用 于船舶、海洋工程、橋梁等行業(yè)。
[0003] 硅酸乙酯本身并沒有粘結(jié)力，因此必須使其發(fā)生水解反應(yīng)才具有粘結(jié)力，硅酸乙 酯的水解與縮合反應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程，這一過程可概括為3種反應(yīng)類型：
其中式（1)為生成硅醇（-Si-OH)的水解反應(yīng)；式（2)為生成醇的縮合反應(yīng)；式（3)為 生成水的縮合反應(yīng)。因此制備得到的硅酸乙酯水解液，會在儲存過程中發(fā)生進(jìn)一步的（2)
[3] 縮合反應(yīng)導(dǎo)致水解液的粘度逐漸增加，直至凝膠，致使其儲存期較短，給實際的生產(chǎn)、應(yīng) 用過程帶來諸多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了解決硅酸乙酯水解液儲存期較短的難題，本發(fā)明提供 了一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，可大幅度提高硅酸乙酯水解液的儲存期。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，其特征在于：硅酸乙酯水解液組分含量 按質(zhì)量百分比為：硅酸乙酯：40%-60% ;去離子水：5%-10% ;濃硫酸：0. 1%-0. 3% ;無水乙醇： 30%-55%〇 制備步驟如下： 1) 在帶有機(jī)械攪拌、回流冷凝管、溫度計和水浴加熱的玻璃四口反應(yīng)燒瓶中，將硅酸乙 酯、無水乙醇依次加入到四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌并升溫至20-40°C ; 2) 將98%濃硫酸加入到去離子水中攪拌均勻后滴加到四口燒瓶中進(jìn)行水解反應(yīng)，滴加 時間控制在1-2小時，滴加完畢后，加熱升溫至60-80°C繼續(xù)反應(yīng)2-3小時，反應(yīng)完畢后待溫 度冷卻至30°C以下時，將硅酸乙酯水解液過濾到容器內(nèi)，加蓋密封。
[0006] 所述的娃酸乙酯的含娃量為28%、32%和40%的其中一種。
[0007] 所述的硅酸乙酯水解液主要用作溶劑型無機(jī)富鋅涂料的粘結(jié)劑。
[0008] 所述的濃硫酸為98%濃硫酸。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法制備的硅酸乙酯水解液在常溫下儲存期長達(dá) 12個月，有效解決了硅酸乙酯水解液儲存期短的難題，給實際的生產(chǎn)、應(yīng)用帶來較大便利； 用本發(fā)明方法制備的硅酸乙酯水解液作為粘結(jié)劑用于溶劑型無機(jī)富鋅涂料時，漆膜具有干 燥速度快，附著力佳，防腐蝕性能優(yōu)異的特點。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明實施例1制備的硅酸乙酯水解液的拉曼圖譜：a為未水解的硅酸乙 酯，b為硅酸乙酯水解液； 圖2是本發(fā)明實施例1制備的硅酸乙酯水解液在常溫下粘度隨時間的變化。
[0011]
【具體實施方式】： 實施例1 在帶有機(jī)械攪拌、回流冷凝管、溫度計和水浴加熱的玻璃四口反應(yīng)燒瓶中，將180g硅 酸乙酯（含硅量為40%)、90g無水乙醇依次加入到四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌并升溫至40°C，攪 拌速度為300轉(zhuǎn)每分鐘，然后將0. 3g98%濃硫酸加入到30g去離子水中攪拌均勻后滴加到 四口燒瓶中進(jìn)行水解反應(yīng)，滴加時間控制在1小時，滴加完畢后，加熱升溫至70°C繼續(xù)反 應(yīng)2小時，反應(yīng)完畢后待溫度冷卻至30°C以下時，將硅酸乙酯水解液過濾到容器內(nèi)，加蓋密 封。
[0012] 硅酸乙酯水解液的拉曼光譜圖如圖1所示，由圖1可知：硅酸乙酯水解后656 cm 1 處硅酸乙酯中Si-O-C鍵的特征峰消失，在882 cm 1處出現(xiàn)了 C-C-O鍵的特征峰，在1050 cm 1處出現(xiàn)Si-O-Si鍵的伸縮振動吸收峰，表明硅酸乙酯發(fā)生了水解反應(yīng)，并且在發(fā)生水解 反應(yīng)的同時發(fā)生了縮聚反應(yīng)。
[0013] 硅酸乙酯水解液常溫下的黏度隨儲存時間的變化如圖2所示，由圖2可知，在常溫 下隨著儲存時間的延長，硅酸乙酯水解液的黏度會增加，但在常溫下放置12個月后，TEOS 水解液的黏度也僅增加至45. 5mpa · s，遠(yuǎn)小于到達(dá)凝膠時的黏度。
[0014] 將實施例1制備的硅酸乙酯水解液與溶劑型無機(jī)富鋅涂料主劑A (其成分主要為 聚乙烯醇縮丁醛、聚酰胺蠟、磷鐵粉、鋅粉、沉淀硫酸鋇、工業(yè)乙醇)按1:2比例混合均勻后制 得的溶劑型無機(jī)富鋅涂料性能如表1所示，可知實施例1制備的硅酸乙酯水解液作為粘結(jié) 劑用于溶劑型無機(jī)富鋅涂料時漆膜干燥速度快、附著力佳、防腐蝕性能優(yōu)異。
[0015] 實施例1制備的硅酸乙酯水解液粘結(jié)劑制備溶劑型無機(jī)富鋅涂料性能如下。
[0016] 實施例2 在帶有機(jī)械攪拌、回流冷凝管、溫度計和水浴加熱的玻璃四口反應(yīng)燒瓶中，將5Kg硅酸 乙酯（含硅量為28%)、4. 5Kg無水乙醇依次加入到四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌并升溫至30°C，攪 拌速度為400轉(zhuǎn)每分鐘，然后將0. 03Kg98%濃硫酸加入到0. 5Kg去離子水中攪拌均勻后滴 加到四口燒瓶中進(jìn)行水解反應(yīng)，滴加時間控制在1. 5小時，滴加完畢后，加熱升溫至60°C繼 續(xù)反應(yīng)3小時，反應(yīng)完畢后待溫度冷卻至30°C以下時，將硅酸乙酯水解液過濾到容器內(nèi)，加 蓋密封。
[0017] 將實施例2制備的硅酸乙酯水解液與溶劑型無機(jī)富鋅涂料主劑A (其成分主要為 聚乙烯醇縮丁醛、聚酰胺蠟、磷鐵粉、鋅粉、沉淀硫酸鋇、工業(yè)乙醇)按1:2比例混合均勻后制 得的溶劑型無機(jī)富鋅涂料性能如下表所示，可知實施例2制備的硅酸乙酯水解液作為粘結(jié) 劑用于溶劑型無機(jī)富鋅涂料時漆膜干燥速度快、附著力佳、防腐蝕性能優(yōu)異。
[0018] 實施例2制備的硅酸乙酯水解液粘結(jié)劑制備溶劑型無機(jī)富鋅涂料性能如下。
[0019] 實施例3 在帶有機(jī)械攪拌、回流冷凝管、溫度計和水浴加熱的玻璃四口反應(yīng)燒瓶中，將4Kg硅酸 乙酯（含硅量為32%)、5Kg無水乙醇依次加入到四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌并升溫至20°C，攪拌 速度為200轉(zhuǎn)每分鐘，然后將0. 02Kg98%濃硫酸加入到IKg去離子水中攪拌均勻后滴加到 四口燒瓶中進(jìn)行水解反應(yīng)，滴加時間控制在2小時，滴加完畢后，加熱升溫至80°C繼續(xù)反 應(yīng)2小時，反應(yīng)完畢后待溫度冷卻至30°C以下時，將硅酸乙酯水解液過濾到容器內(nèi)，加蓋密 封。
[0020] 將實施例2制備的硅酸乙酯水解液與溶劑型無機(jī)富鋅涂料主劑A (其成分主要為 聚乙烯醇縮丁醛、聚酰胺蠟、磷鐵粉、鋅粉、沉淀硫酸鋇、工業(yè)乙醇)按1:2比例混合均勻后制 得的溶劑型無機(jī)富鋅涂料性能如下表所示，可知實施例3制備的硅酸乙酯水解液作為粘結(jié) 劑用于溶劑型無機(jī)富鋅涂料時漆膜干燥速度快、附著力佳、防腐蝕性能優(yōu)異。
[0021] 實施例3制備的硅酸乙酯水解液粘結(jié)劑制備溶劑型無機(jī)富鋅涂料性能如下。
【主權(quán)項】
1. 一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，其特征在于，硅酸乙酯水解液組分含量 按質(zhì)量百分比為：硅酸乙酯：40%-60% ;去離子水：5%-10% ;濃硫酸：0. 1%-0. 3% ;無水乙醇： 30%-55%〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，其特征在于，制 備步驟如下： 1) 在帶有機(jī)械攪拌、回流冷凝管、溫度計和水浴加熱的玻璃四口反應(yīng)燒瓶中，將硅酸乙 酯、無水乙醇依次加入到四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌并升溫至20-40°C; 2) 將濃硫酸加入到去離子水中攪拌均勻后滴加到四口燒瓶中進(jìn)行水解反應(yīng)，滴加時間 控制在1-2小時，滴加完畢后，加熱升溫至60-80°C繼續(xù)反應(yīng)2-3小時，反應(yīng)完畢后待溫度冷 卻至30°C以下時，將硅酸乙酯水解液過濾到容器內(nèi)，加蓋密封。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，其特征在于，所 述的硅酸乙酯的含硅量為28%、32%和40%的其中一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，其特征在于，所 述的硅酸乙酯水解液主要用作溶劑型無機(jī)富鋅涂料的粘結(jié)劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，其特征在于，所 述的濃硫酸為98%濃硫酸。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種長儲存期硅酸乙酯水解液的制備方法，采用的技術(shù)方案是：在帶有機(jī)械攪拌、回流冷凝管、溫度計和水浴加熱的玻璃四口反應(yīng)燒瓶中，將硅酸乙酯、無水乙醇依次加入到四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌并升溫，然后將濃硫酸加入到去離子水中攪拌均勻后滴加到四口燒瓶中進(jìn)行水解反應(yīng)，滴加時間控制在1-2小時，滴加完畢后，加熱升溫至60-80℃繼續(xù)反應(yīng)2-3小時，反應(yīng)完畢后待溫度冷卻至30℃以下時，過濾到容器內(nèi)，加蓋密封。本發(fā)明制備的硅酸乙酯水解液在常溫下其儲存期長達(dá)12個月，用本發(fā)明方法制備的硅酸乙酯水解液作為粘結(jié)劑用于溶劑型無機(jī)富鋅涂料時，漆膜干燥速度快、附著力佳、防腐蝕性能優(yōu)異。
【IPC分類】C09D183/04, C08G77/06, C09D5/10, C09D129/14, C09D7/12
【公開號】CN105399953
【申請?zhí)枴緾N201510893735
【發(fā)明人】關(guān)成善, 宗繼月, 孟博, 李沖, 杜顯振
【申請人】山東精工電子科技有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月8日