寻求高手解答探讨醇溶性无机富锌的若干问题

Sxin

涂料工艺第三版496页
锌粉浆配方：PVB（5s）1   异丙醇及丁醇 11   二甲苯 9  有机膨润土 2  325目锌粉77
主剂配方：31%正硅酸乙酯63      异丙醇 27.4
36%盐酸0.34    蒸馏水 8.76    98%氯化锌 0.5（这三样配成酸化水）
两组份配比为A：B=4:1，将31%正硅酸乙酯、异丙醇放入罐中，搅拌均匀，慢慢加入酸化水，此系放热反应，一般在加完后放置24小时，反应结束。
涂料工艺第四版 1159页
A组份：二甲苯 10-12   醇类溶剂 18-20  增稠剂 0.2-0.4  锌粉  45-50  分散剂 0.3-0.5  有机膨润土 0.5-0.8 其他填料16-18
B组份：硅酸乙酯40   30-35   醇类溶剂 60-65    混合酸 0.4-0.6  水 2-3
组份配比为A:B=2:1，B组份生产的时候，正常工艺是：讲40%的正硅酸乙酯、醇放入罐内，搅拌均匀，然后慢慢滴加酸化水，此反应是放热反应，一般控制在0.5-1h内滴加完成，然后放置过夜。
看到的文献中：
甲组分的配方
聚乙烯缩丁醛树脂6~10   乙醇28~46  丙二醇甲醚醋酸酯3~8    自制鳞片状锌粉40~60
先用乙醇将聚乙烯缩丁醛树脂完全溶解，然后依次加入其它的原材料，在800 r/min 的速度下高速分散40 min，即得涂料的甲组分。
乙组分的配方：蒸馏水5~8   异丙醇20~30   盐酸（5%） 3~4   冰醋酸1~2  正硅酸乙酯52~60
将水、盐酸、冰乙酸、反应介质等加入到反应器中，开动搅拌，升温到60℃±2℃，把正硅酸乙酯于1~2小时内滴加到反应器中。然后升温到70℃±2℃，保温1.5小时后，用吗啉测定终点，合格后，降温到40℃，出料，备用。
美国Sspc Typel型醇溶性无机富锌漆配方
甲组分 正硅酸乙酯缩合物  12.04g   丁醇 5.24g  乙醇  12.57g  H3PO4（5%）  1.04g
       氯化锌            0.52g
乙组分 聚乙烯醇缩丁醛树脂1.26g  乙醇17.07g  氧化铬6.29g  三聚磷酸铝 2.09g
丙组分 锌粉                41.88g
问题1  在制备主剂的过程中，《涂料工艺》书中给出的说明基本都是先把正硅酸乙酯加进去，然后再加酸化水；而我看到的文献绝大部分是先加溶剂和酸化水，再慢慢滴加正硅酸乙酯，这一步的工艺设计是从哪些方面考虑的呢？？影响产品的哪些性能？
问题2  一般来说由于PVB易溶于醇醚类溶剂，仅部分溶于二甲苯及甲苯等芳香类溶剂，不溶于烃类溶剂，故而在加入PVB的情况下，加入二甲苯是不是对PVB加入的性能有一定影响？
问题3 看到加催化剂（pH调节剂）调pH值时有些配方是只加盐酸，有些是盐酸和醋酸都加（加醋酸是便于有一个缓冲作用，便于产品的储存），这样可能工艺复杂一些，但储存稳定性应该好些吧？至于盐酸和醋酸的比例，看到有报道是质量比有2:1也有1:1，这个哪位高手能谈谈比例的调校是基于什么因素考量吗？
问题4: 一般加进去的溶剂除了水和酸外，其余是醇和酯（少量还有醚），当然也有用二甲苯的，溶剂也会影响反应速率及凝胶生成时间。醇基本是乙醇、异丙醇、正丁醇，酯类是醋酸乙酯和醋酸丁酯，还有可能是CAC和PMA，但现在的趋势，CAC应该是少用或不用，用PMA代替。乙醇价格有优势，但看公开的配方用得不太多，有单用异丙醇的，也有是丁醇和乙醇混合，也有丁醇和二甲苯混合，也有丁醇+醋酸丁（乙）酯+PMA（或CAC），混合溶剂的配比很少见公开过，这方面是要考虑哪些呢？
问题5：也在联众论坛上看到有高手介绍说不要加氯化锌，但还是有不少配方加了氯化锌，这个影响是如何考量的呢？
问题6：也和别人探讨过PVB的问题，PVB一般是加10S左右的，也有文献公开的配方是20S左右的，上面的工具书给出的是5S的，5S的粘度低些是不是考量北方气温低些便于施工？？
问题7：看到的各种配方中组份配比各不相同，一般是从哪个角度考虑的？



大家有看过《涂料工艺》（第四版）的没？我看到上册285页里边给出的环氧富锌底漆配方里边的锌粉用到了920g（其他的都是几十克），这个是个错误吧？
其中E20为61g，甲基异丁基酮30g，二甲苯30g，PM30g，膨润土10g，锌粉920g
固化剂聚酰胺115为41g，甲基异丁基酮22g，二甲苯23g，PM27g


补充内容 (2012-7-20 08:59):
还补充一个问题，看到有的文献或厂家是先用醇把PVB配成10%溶液先加进去，有的是在加入锌粉后最后加入PVB，这个工艺顺序是基于什么考量的呢？哪位高手能解释下，谢谢！还有有的不加PVB，原因shiptech前辈解释过了！

补充内容 (2012-7-20 11:31):
涂料工艺第三版496页
锌粉浆配方：PVB（5s）1   异丙醇及丁醇 11,工艺是将PVB先用IPA配成10%溶液，1gPVB加9g的IPA才10%溶液，丁醇就1—-2g了。是这样吗？

补充内容 (2012-8-20 13:58):
说下试验情况吧！
同样配方，用异丙醇作为溶剂比用乙醇作为溶剂凝胶试验时间要长不少，用Si32，乙醇作溶剂，约270s，异丙醇作溶剂约27分钟。对Si40，用乙醇凝胶时间120s，异丙醇凝胶时间280S。原因哪位高手能解释下

阳光灿烂

问题1，工业生产中滴加太麻烦的，这个参考论坛shiptech大侠的帖子即可，别太纠结实验室的工艺。
问题2，PVB溶于醇，配方中有足够的醇，问题不大吧。
问题3，不懂。
问题4，挥发性，干燥时间要考虑多点吧。
问题5，shiptech说加氯化锌是利用其吸潮性，促进漆膜后固化；负面效果是氯离子的腐蚀。
问题6，考虑到PVB与溶剂的相容性，以及漆膜的柔韧性。
问题7，粘度，包装规格吧。比如车间底漆，水剂比例很高，配好后粘度低。

Sxin

阳光灿烂 发表于 2012-6-12 08:30
问题1，工业生产中滴加太麻烦的，这个参考论坛shiptech大侠的帖子即可，别太纠结实验室的工艺。
问题2，PV ...

我在想，问题7应该不仅是限于粘度和包装规格吧！应该是还考虑成膜后锌的含量问题，固化剂与锌粉一般是以一定的比例吧！就是这个比例貌似没有一个成熟的说法，各配方貌似靠经验

Sxin

阳光灿烂 发表于 2012-6-12 08:30
问题1，工业生产中滴加太麻烦的，这个参考论坛shiptech大侠的帖子即可，别太纠结实验室的工艺。
问题2，PV ...

问题6里边，加PVB就是为了提高附着性能与漆膜柔韧性，但考虑秒数这个是基于什么考量？我看到的有5s，10S和20S左右的，秒数越低粘度越低，但一般PVB也就百分之几，对产品粘度影响不是太大，但考虑这些秒数是不是还是基于北方气温低些的时候施工PVB秒数低施工方便些？

havedream

楼主这个帖子很强悍
看来正在研究无机硅酸锌车间底漆？

既然有了这么多文献资料
就可以自己在实验室研究下了
因为文献资料只能提供我们基本的思路

适合自己的才是最好的
一般都是滴加酸化水，
毕竟生产时这个量少，（有些公司还不是滴加的，都直接混合/:Q）

这个PVB据说也参加反应的，低秒的是不是对附着有好处？
溶剂的话根据表干要求调整就好了吧
配比主流都是2:1了，其中的计算方法不清楚，估计是根据锌粉和硅酸乙酯的量来调整的

期待楼主的研究过程在联众同步直播

Sxin

havedream 发表于 2012-6-12 10:07
楼主这个帖子很强悍
看来正在研究无机硅酸锌车间底漆？

看来您也是做这行的高手啊！做这个富锌底漆研究很常时间了吧？我是在看文献，没有做过！现在在搞课题研究！

havedream

Sxin 发表于 2012-6-12 14:34
看来您也是做这行的高手啊！做这个富锌底漆研究很常时间了吧？我是在看文献，没有做过！现在在搞课题研究 ...

很久都没做了，
只是以前接触过
略知皮毛，只做了点硅酸乙酯的水解

期待楼主的研究进展

Sxin

havedream 发表于 2012-6-12 21:25
很久都没做了，
只是以前接触过
略知皮毛，只做了点硅酸乙酯的水解

谦虚了哦！哈哈，我没有什么研究，菜鸟一个！刚接触这个！

碧海

我也来谈几点，说错了，大家别见笑。问题1，实际生产过程中滴加酸化水主要是从生产效率方面考虑的。问题2跟4，采用不同溶剂，主要考虑这几方面，溶解力、挥发速度。醇类溶剂本身就能很好的溶解PVB，有的配方中添加二甲苯可能是因为采用的改性树脂不是PVB，而是其他有机物。另外，二甲苯的加入会降低干燥速度，对于防止涂层在苛刻条件下开裂有帮助。溶剂挥发过快容易干喷，过慢影响表干。问题3，硅酸乙酯水解液在酸性越强的条件下越稳定。但考虑防腐等因素一般将PH值定在1.5-2之间。加入一定量的乙酸，主要是提供缓冲，使得硅酸乙酯水溶液的PH值稳定，有利于储存。问题5，加不加氯化锌的问题，采用磷酸要加氯化锌。采用盐酸可以添加，也可以不添加。硅酸乙酯水解反应催化的时候氯离子可以促进水解反应的进行，磷酸根离子空间位阻大，不能很好的催化反应的进行。具体的涉及到反应动力学，有专门的文章，你可以参考下。问题6，PVB的分子量的问题，分子量过小，机械性能不太好。分子量过大，混容性不好，会导致机械性能跟防腐性能都不好。10S左右的比较好，这个你可以通过实验比较。

碧海

关于问题7，这个就需要通过实验来比较了。如果有实验条件，做扫描电镜观察微观结构最好。硅酸乙酯过少的话，提供的附着力不行。但是过多的话，会将锌粉包裹，对防腐也有不利影响。

碧海

这些配方都有优缺点，可以综合起来看。美国人用磷酸不用盐酸，主要是因为盐酸对后期漆膜的防腐有害，尽量降低氯离子的量。醋酸可以抬高储存稳定性，但不建议用量过大。复合磷酸盐防锈颜料化学防腐可以降低锌粉用量，提高防腐性能。采用一般的锌粉，微观结构是酥松多孔的，采用片状锌粉，微观结构紧密，可以提高防腐性能。

碧海

提个问题，氧化铬这里是否是防锈颜料，防锈原理是什么？

Sxin

碧海 发表于 2012-6-20 15:43
我也来谈几点，说错了，大家别见笑。问题1，实际生产过程中滴加酸化水主要是从生产效率方面考虑的。问题2跟 ...

美国Sspc Typel型醇溶性无机富锌漆配方
里边磷酸和氯化锌搭配就是氯离子对硅酸乙酯水解催化其作用？

阳光灿烂

同问，加氯化锌也引入了氯离子了。

Sxin

阳光灿烂 发表于 2012-6-26 15:38
同问，加氯化锌也引入了氯离子了。

请教楼主一个幼稚的问题，还请包涵。我看到有的书上介绍将底漆分为车间底漆（具体又细分为PVB车间底漆、环氧含锌车间底漆、环氧铁红车间底漆以及无机硅酸锌车间底漆）、磷化底漆、磷酸锌底漆与富锌底漆（又细分为环氧富锌底漆与无机富锌两种，无机富锌又再分为水基富锌底漆、溶剂基无机富锌底漆）。想请教大侠们的是车间底漆里边PVB车间底漆与无机硅酸锌底漆与通常说的富锌底漆里边的溶剂基无机富锌底漆到底区别在哪儿？我们通常说的富锌底漆与车间底漆有什么区别？比如醇溶性无机富锌底漆与硅酸锌车间底漆的区别。
谢谢！

Sxin

havedream 发表于 2012-6-12 10:07
楼主这个帖子很强悍
看来正在研究无机硅酸锌车间底漆？

请教楼主一个幼稚的问题，还请包涵。能说下醇溶性无机富锌底漆与无机硅酸锌车间底漆的区别吗？我一直没有弄明白他们之间的区别在哪儿？只是叫法不同还是配方组成以性能应用场合不同？不同在哪儿？谢谢！

havedream

Sxin 发表于 2012-7-12 21:08
请教楼主一个幼稚的问题，还请包涵。能说下醇溶性无机富锌底漆与无机硅酸锌车间底漆的区别吗？我一直没有 ...

我的理解是：醇溶性无机富锌底漆就是无机硅酸锌车间底漆，只是叫法不同而已

havedream

Sxin 发表于 2012-7-6 10:34
请教楼主一个幼稚的问题，还请包涵。我看到有的书上介绍将底漆分为车间底漆（具体又细分为PVB车间底漆、环 ...

习惯上无机硅酸锌车间底漆用PVB增韧，
有时没必要纠结于名称，
还是要看应用的场合

野猪移山

能谈得上富锌底漆的产品，必须符合HG/T 3668-2009，有空去看看。

碧海

Sxin 发表于 2012-6-26 15:10
美国Sspc Typel型醇溶性无机富锌漆配方
里边磷酸和氯化锌搭配就是氯离子对硅酸乙酯水解催化其作用？

有关于硅酸乙酯水解动力学ig的文章，你可以查一下。另外还有更简单的检测方法。你做下对比试验，一个单独采用磷酸，一个采用磷酸加氯化锌，相同的反应条件，制板，测试性能。你就会发现问题了，这个试验我以前做过。