一種鋼結構表面防腐蝕塗料及其製備方法
2024-04-07 04:19:05 1
專利名稱：一種鋼結構表面防腐蝕塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及材料及材料的製備，具體地講，涉及防腐蝕塗料及其製備方法。
技術背景
塗料是鋼結構防腐蝕方法中最為經濟和有效的方法。一般鋼結構防腐多採用溶劑 型防腐蝕塗料，溶劑揮發對環境造成汙染是不可忽視的問題，水性防腐蝕塗料以水為稀釋 劑，幾乎不含有機溶劑，因此，在節能、減少環境汙染以及在生產、運輸、施工的安全性方面 是其他塗料無法達到的。
防腐蝕塗料體系一般包括底漆、中間漆、面漆底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙， 與鋼材粘附力強，與面漆結合性好；面漆則基料多，成膜有光澤，能保護底漆不受大氣腐蝕， 並能抗風化；但不同的塗料之間有相容與否的問題，前後選用不同塗料時需要考慮它們的 相容性；目前，對於鋼結構表面水性帶鏽防腐蝕塗料，耐水滲透性較差，嚴重影響塗膜的防 腐蝕性能。
申請號200910237648. X，發明名稱「一種水性帶鏽防腐蝕塗料及其製備方法」，該 發明申請專利公開了「一種水性帶鏽防腐蝕塗料，其特點在於組分的質量百分比為液態環 氧樹脂10% -13%；水性環氧固化劑23%-29%；防鏽顏料15% -19%；體制顏料16% -21 %； 潤溼分散劑0. 3% -1 % ；消泡劑0. 1 % -1 % ；其餘為溶劑22% -29 %0 」，其作用為「耐候性 和耐鹽霧性。」發明內容
本發明是在申請號200910237648.X的發明申請專利基礎上所做的改進，目的在 於提供一種鋼結構表面防腐蝕塗料。
本發明的另一個目的在於提供一種鋼結構表面防腐蝕塗料的製備方法。
本發明的技術方案包括三個階段
第一階段以水性環氧樹脂及固化劑為成膜物質、三聚磷酸鋁、磷酸鋅為主要防鏽 顏料製備了水性環氧帶鏽底漆，其配方及製備工藝如下表，其中配方採用重量份計
A組分改性環氧樹脂5-15份
磷酸鋅1-5份
B組分水性環氧樹脂固化劑10-30份
三聚磷酸鋁5-11份
鈦白粉1-5份
滑石粉2-10份
重晶石2-10份
納米氣相二氧化矽0.2-1. 5份
氧化鐵紅1-5份
去離子水10-25份
C組分去離子水15-40份
其中，製備工藝如下
先將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用按上述重量份計的B組分中的去 離子水量的一半稀釋，然後攪動並添加上述按重量份計的鈦白粉、滑石粉、重晶石、納米氣 象二氧化矽、氧化鐵紅，高速攪拌5-lOmin後，再用按上述重量份計的B組分中剩餘的去離 子水稀釋並高速攪拌20-30min，接著添加C組分去離子水攪拌至均勻分散得到BC組分，
將磷酸鋅、三聚磷酸鋁與液態環氧樹脂研磨攪拌均勻得到A組分，調漆時將A組分 與BC組分混合均勻；
第二階段以水性環氧樹脂及固化劑為成膜物質，雲母氧化鐵紅為防鏽顏料製備 了水性環氧雲鐵中間漆，其配方及製備工藝如附錄B，其中配方採用重量份計
A組分水性環氧樹脂16-20 份
水性環氧樹脂固化劑35-45 份
雲母氧化鐵10-20 份
B組分滑石粉1-2. 5 份
重晶石25-4 份
納米氣相二氧化矽0. 3-1. 2 份
去離子水10-20 份
C組分去離子水1-10 份
製備工藝
將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用上述按重量份計的B組分中去離子 水量的一半稀釋，低速攪拌並添加上述按重量份計的雲母氧化鐵、滑石粉、重晶石、納米氣 象二氧化矽，然後高速分散5-lOmin，接著將重量份計的B組分中去離子水量的另一半稀釋 並高速分散20-30min，最後添加上述按重量份計的C組分中部分去離子水；
調漆時，按一定比例將A組分與B組分攪拌均勻，加入按重量份計的C組分中剩餘 去離子水調節塗料粘度；調節塗料到適宜刷塗的粘度。
另外，0. 3%的消泡劑BI-019，可在製備B組分的混合初期加入；在B組分混合接 近完成時可加入0. 2%的潤溼劑BI-348 ；
該塗料中含有鱗片狀雲母氧化鐵，具有優異的屏蔽作用，能有效阻隔氧、水汽等穿 過造成基材腐蝕，彌補了水性環氧帶鏽底漆耐水性較差的缺陷，配合普通水性面漆使用，防 鏽效果優異。
第三階段以改性丙烯酸乳液為成膜物質，雲母氧化鐵灰為防鏽顏料製備了水性 丙烯酸雲鐵面漆，其配方及製備工藝如附錄C，其中配方採用重量份計
配方
水10-25份
分散劑0. 1-0. 3 份
乙二醇單丁醚1-3份
消泡劑0. 2-0. 3 份
成膜助劑Texanol1-3份
雲母氧化鐵灰8-15 份5
滑石粉0. 5-1. 5 份
硫酸鋇1. 5-4. 5 份
氣相納米Si020. 2-1. 2 份
乳液 AT-3099HA50-70 份
增稠劑0. 5-1. 0 份
AMP-950. 02-0. 06 份
氨水0. 5-1. 5 份
製備工藝
按照配方先將成膜物質助劑Texanol、乙二醇單丁醚、分散劑、水進行混合攪拌5min，然後於其中加入上述按重量份計的雲母氧化鐵灰、滑石粉、硫酸鋇、氣相納米二氧化 矽，分散20 30min，接著加入乳液AT-3099HA和消泡劑攪拌10 20min，再加入增稠劑， 調節粘度，加入上述按重量份計的AMP-95。
增稠劑甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素等；分散劑 如硬脂醯胺及其他分散劑。
水性丙烯酸雲鐵面漆也具有很強的屏蔽作用，同時具有優異耐候性，可與水性環 氧帶鏽底漆配套使用，防腐蝕效果優異。
重量份採用克、千克、噸等。
與現有技術相比，本發明提供的一種鋼結構表面防腐蝕塗料及其製備方法具有以 下優點
1、該水性防腐蝕塗料體系具有較高的耐腐蝕性和附著力，並且均為水性塗料，無 毒，無汙染；該水性防腐蝕塗料體系中採用水性帶鏽底塗，可帶鏽刷塗，節省工時和施工成 本；
2、柔韌性等，且無毒，無汙染；
3、該水性防腐蝕塗料體系中的水性環氧雲鐵中間漆，具有優異的屏蔽作用和附著 力，能夠有效屏蔽氧，水汽等的滲透；
4、該水性防腐蝕塗料體系中的水性丙烯酸雲鐵面漆，具有優異的耐候性。
具體實施方式
以下結合具體實施方式
對本發明提供的一種鋼結構表面防腐蝕塗料及其製備方法做進一步更詳細的說明。
實施例1
底漆的製備
A組分改性環氧樹脂5.0克
磷酸鋅1. 0克
B組分水性環氧樹脂固化劑 10. 00克
三聚磷酸鋁5. 00克
鈦白粉1.00克
滑石粉2. 00克
重晶石2. 00克
納米氣相二氧化矽0. 20克
氧化鐵紅1. 00克
去離子水10. 00克
C組分去離子水1.00克
製備工藝
先將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用按上述重量份計的B組分中的去 離子水量的一半稀釋，然後攪動並添加上述按重量份計的鈦白粉、滑石粉、重晶石、納米氣 象二氧化矽、氧化鐵紅，高速攪拌5min後，再用按上述重量份計的B組分中剩餘的去離子水 稀釋並高速攪拌20min，接著添加C組分去離子水攪拌至均勻分散得到BC組分，
將磷酸鋅、三聚磷酸鋁與液態環氧樹脂研磨攪拌均勻得到A組分，調漆時將A組分 與BC組分混合均勻；
中間漆的製備
配方
A組分水性環氧樹脂16. 00 克
水性環氧樹脂固化劑35. 0 克
雲母氧化鐵10. 00 克
B組分滑石粉1.00 克
重晶石2. 00 克
納米氣相二氧化矽0. 30 克
去離子水10. 00 克
C組分去離子水1.00 克
製備工藝
將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用上述按重量份計的B組分中去離子 水量的一半稀釋，低速攪拌並添加上述按重量份計的雲母氧化鐵、滑石粉、重晶石、納米氣 象二氧化矽，然後高速分散5min，接著按重量份計的B組分中去離子水量的另一半稀釋並 高速分散20min，最後添加上述按重量份計的C組分中部分去離子水；
調漆時，按一定比例將A組分與B組分攪拌均勻，加入按重量份計的C組分中剩餘 去離子水調節塗料粘度；
面漆的製備
配方
水10. 00 克
分散劑硬脂醯胺0. 1克
乙二醇單丁醚1.00 克
消泡劑0. 2克
成膜助劑Texanol1.00 克
雲母氧化鐵灰8. 00 克
滑石粉0. 5克
硫酸鋇1. 50 克
氣相納米Si020. 20 克
乳液 AT-3099HA50. 00 克
增稠劑甲基羥乙基纖維素 0.50克
AMP-950. 02 克 0. 50 克
氨水
製備工藝
按照配 方先將成膜物質助劑Texanol、乙二醇單丁醚、分散劑、水進行混合攪拌 5min，然後於其中加入上述按重量份計的雲母氧化鐵灰、滑石粉、硫酸鋇、氣相納米二氧化 矽，分散20min，接著加入乳液AT-3099HA和消泡劑攪拌lOmin，再加入增稠劑，調節粘度，加 入上述按重量份計的AMP-95。
鋼結構表面塗層製備工藝
水性帶鏽底漆為雙組份，將A組分和B組分按1 2.8的比例混合攪拌約5!^11，靜置待用。
水性環氧雲鐵中間漆為雙組份，將A組分和B組分按1 4的比例混合攪拌約 5min，靜置待用。
水性丙烯酸雲鐵面漆為單組份漆，使用前攪拌均勻。
面漆塗刷1到，每道間隔不少於2h。底漆和中間漆，中間漆和面漆之間塗刷間隔不 少於8h。
本實施例底漆塗刷兩道，每道間隔3h，每道間隔證；中間漆塗刷兩道，每道間隔 3h ；面漆塗刷1到，每道間隔4h ；底漆和中間漆，中間漆和面漆之間塗刷間隔9h。
實施例2 底漆的製備A組分 改性環氧樹脂5. 00克磷酸鋅1. 00克 B組分 水性環氧樹脂固化劑 30. 00克三聚磷酸鋁11. 00克鈦白粉1.00克滑石粉10.00克重晶石10. 00克納米氣相二氧化矽1. 50克氧化鐵紅5. 00克去離子水25. 00克去離子水20. 00克C組分 製備工藝先將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用按上述重量份計的B組分中的去 離子水量的一半稀釋，然後攪動並添加上述按重量份計的鈦白粉、滑石粉、重晶石、納米氣 象二氧化矽、氧化鐵紅，高速攪拌IOmin後，再用按上述重量份計的B組分中剩餘的去離子 水稀釋並高速攪拌30min，接著添加C組分去離子水攪拌至均勻分散得到BC組分，
將磷酸鋅、三聚磷酸鋁與液態環氧樹脂研磨攪拌均勻得到A組分，調漆時將A組分 與BC組分混合均勻；
中間漆的製備
A組分水性環氧樹脂20．oo
Z尺性環氧樹脂固化劑45克
雲母氧化鐵20．oo
B組分 滑石粉2．50 ．
重晶石4．oo
納米氣相二氧化矽1．20
去離子刁K20．oo
(組分去離子／j10．oo
60備工藝
將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用上述按重量份計的B組分中去離子水量的一半稀釋，低速攪拌並添加上述按重量份計的雲母氧化鐵、滑石粉、重晶石、納米氣象二氧化矽，然後高速分散lOmin，接著按重量份計的B組分中去離子水量的另一半稀釋並高速分散30min，最後添加上述按重量份計的C組分中部分去離子水；
調漆時，按一定比例將A組分與B組分攪拌均勻，加入按重量份計的C組分中剩餘去離子水調節塗料粘度；
面漆的製備
jK25．oo ．
分散劑硬脂醯胺o．30克
．二醇單丁醚3．oo
消泡劑o．3克
成膜助劑Texan。1 3．oo
雲母氧化鐵灰15．oo ．[oi 50] 滑石粉1．5克[oi 51] 硫酸鋇4．5克
氣相納米Si021．20
乳液A／-3099HA70．oo
增稠劑甲基羥乙基纖維素1．oo
AM[)一950．06 Z
氨水1．50 Z
60備工藝
按照配方先將成膜物質助劑Texan。l、乙二醇單丁醚、分散劑、水進行混合攪拌5min，然後於其中加入上述按重量份計的雲母氧化鐵灰、滑石粉、硫酸鋇、氣相納米二氧化矽，分散30min，接著加入乳液A／-3099HA和消泡劑攪拌20min，再加入增稠劑，調節粘度，加入上述按重量份計I~AM[)一95。
鋼結構表面塗層製備工藝
7]尺性帶鏽底漆為雙組份，將A組分和B組分按l2．8的比例混合攪拌約5min，靜置待用。
7]尺性環氧雲鐵中間漆為雙組份，將A組分和B組分按l4的比例混合攪拌約5min，靜置待用。
尺性丙烯酸雲鐵面漆為單組份漆，使用前攪拌均勻。
底漆塗刷2道，每道間隔3h；中間漆塗刷l道；面漆塗刷l道。底漆和中間漆，中間漆和面漆之間塗刷間隔9h。
實施例3
底漆的製備
A組分改性環氧樹脂5克
粦酸鋅l克
B組分水性環氧樹脂固化劑23．，46
聚磷酸鋁5．13克
鈦白粉2．73克
滑石粉5．13克
重晶一5．13克
內米氣相二氧化矽1．03克
氧化鐵紅2．73克
去離子／j22．4l克
(組分去離子刁K19．5l克
60備工藝
先將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用按上述重量份計的B組分中的去離子水量的一半稀釋，然後攪動並添加上述按重量份計的鈦白粉、滑石粉、重晶石、納米氣象二氧化矽、氧化鐵紅，高速攪拌8min後，再用按上述重量份計的B組分中剩餘的去離子水稀釋並高速攪拌25min，接著添加C組分去離子水攪拌至均勻分散得到BC組分，
陣磷酸鋅、三聚磷酸鋁與液態環氧樹脂研磨攪拌均勻得到A組分，調漆時將A組分與BC組分混合均勻；
中間漆的製備
配方
A組分水性環氧樹脂17．73克
K性環氧樹脂固化劑39 ．
雲母氧化鐵19．70克
B組分滑石粉2．36
重晶一3．94
內米氣相二氧化矽1．18克
去離子水11．82
(組分去離子水3．94
60備工藝
陣上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用上述按重量份計的B組分中去離子水量的一半稀釋，低速攪拌並添加上述按重量份計的雲母氧化鐵、滑石粉、重晶石、納米氣象二氧化矽，然後高速分散9min，接著按重量份計的B組分中去離子水量的另一半稀釋並高速分散27min，最後添加上述按重量份計的C組分中部分去離子水；
調漆時，按一定比例將A組分與B組分攪拌均勻，加入按重量份計的C組分中剩餘去離子水調節塗料粘度；
面漆的製備
配方
]K20．64克
分散劑硬脂醯胺o．1克
／7．二醇單丁醚1．36克
消泡劑o．2克
成膜助劑Texan。l1．36克
雲母氧化鐵灰8．24克
滑石粉o．5克
硫酸鋇1．55克
氣相納米Si。2o．38克
孚L液AT一3099HA64．63克
增稠劑甲基羥乙基纖維素o．52克
AM~)一950．04克
氨水o．54克
60備工藝
按照配方先將成膜物質助劑Texan。l、乙二醇單丁醚、分散劑、水進行混合攪拌5min，然後於其中加入上述按重量份計的雲母氧化鐵灰、滑石粉、硫酸鋇、氣相納米二氧化矽，分散23min，接著加入乳液AT一3099~J／L和消泡劑攪拌12min，再加入增稠劑，調節粘度，加入上述按重量份計的AMP一95。
鋼結構表面塗層製備工藝
尺性帶鏽底漆為雙組份，將A組分和B組分按l2．8的比例混合攪拌約5min，靜置待用。
尺性環氧雲鐵中間漆為雙組份，將A組分和B組分按l4的比例混合攪拌約5min，靜置待用。
尺性丙烯酸雲鐵面漆為單組份漆，使用前攪拌均勻。
底漆塗刷兩道，每道間隔5h；中間漆塗刷兩道，每道間隔3h；面漆塗刷l到，每道間隔4h。底漆和中間漆，中間漆和面漆之間塗刷間隔[Oh。
最後應當說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解技術人員閱讀本申請說明書後依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，但這些修改或變更均未脫離本發明申請待批權利要求保護範圍之內。
權利要求
1.一種鋼結構表面防腐蝕塗料，其特徵在於所述防腐蝕塗料由水性環氧帶鏽底漆、水 性環氧雲鐵中間漆和水性丙烯酸雲鐵面漆組成。
2.根據權利要求1所述的鋼結構表面防腐蝕塗料，其特徵在於所述水性環氧帶鏽底漆 包括將按重量份計的下列組分通過製備而成B組分液態環氧樹脂5-15 份；磷酸鋅1-5 份；三聚磷酸鋁5-11 份；水性環氧樹脂固化劑10-30 份；鈦白粉1-5 份；滑石粉2-10 份；重晶石2-10 份；納米氣相二氧化矽0. 2-1. 5 份氧化鐵紅1-5 份；去離子水10-25 份；去離子水1-20 份。C組分
3.根據權利要求1所述的鋼結構表面防腐蝕塗料，其特徵在於所述水性環氧雲鐵中間 漆，其特徵在於包括將按重量份計的下列組分通過製備而成A組分 B組分16-20 份 35-45 份 10-20 份1-2.5 份2-4份 0. 3-1. 2 份 10-20 份 1-10 份。
4.根據權利要求1所述的鋼結構表面防腐蝕塗料，其特徵在於所述水性環氧雲鐵面 漆，包括將按重量份計的下列組分通過製備而成水性環氧樹脂 水性環氧樹脂固化劑 雲母氧化鐵 滑石粉 重晶石納米氣相二氧化矽 去離子水C組分去離子水水10-25 份分散劑0. 1-0. 3 份乙二醇單丁醚1-3份消泡劑0. 2-0. 3 份成膜助劑Texanol1-3份雲母氧化鐵灰8-15 份滑石粉0. 5-1. 5 份硫酸鋇1. 5-4. 5 份氣相納米S^20. 2-1. 2 份乳液 AT-3099HA50-70 份增稠劑0. 5-1. 0 份AMP-950. 02-0. 06 份氨水0. 5-1. 5份。
5.根據權利要求1-4所述的鋼結構表面防腐蝕塗料的製備方法，包括水性環氧帶鏽底 漆的製備、水性環氧雲鐵中間漆的製備和水性丙烯酸雲鐵面漆的製備，其特徵在於所述水 性環氧帶鏽底漆的製備包括以下步驟先將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用按上述重量份計的B組分中的去離子 水量的一半稀釋，然後攪動並添加上述按重量份計的鈦白粉、滑石粉、重晶石、納米氣象二 氧化矽、氧化鐵紅，高速攪拌5-lOmin後，再用按上述重量份計的B組分中剩餘的去離子水 稀釋並高速攪拌20-30min，接著添加C組分去離子水攪拌至均勻分散得到BC組分，將磷酸鋅、三聚磷酸鋁與液態環氧樹脂研磨攪拌均勻得到A組分，調漆時將A組分與BC 組分混合均勻；所述水性環氧雲鐵中間漆的製備包括以下步驟將上述按重量份計的水性環氧樹脂固化劑用上述按重量份計的B組分中去離子水量 的一半稀釋，低速攪拌並添加上述按重量份計的雲母氧化鐵、滑石粉、重晶石、納米氣相二 氧化矽，然後高速分散5-lOmin，接著按重量份計的B組分中去離子水量的另一半稀釋並高 速分散20-30min，最後添加上述按重量份計的C組分中部分去離子水；調漆時，按一定比例將A組分與B組分攪拌均勻，加入按重量份計的C組分中剩餘去離 子水調節塗料粘度；所述水性丙烯酸雲鐵面漆的製備包括以下步驟按照配方先將成膜物質助劑Texanol、乙二醇單丁醚、分散劑、水進行混合攪拌5min， 然後於其中加入上述按重量份計的雲母氧化鐵灰、滑石粉、硫酸鋇、氣相納米二氧化矽，分 散20 30min，接著加入乳液AT-3099HA和消泡劑攪拌10 20min，再加入增稠劑，調節粘 度，加入上述按重量份計的AMP-95。
6.根據權利要求5所述的鋼結構表面防腐蝕塗料的製備方法，其特徵在於所述水性環 氧雲鐵中間漆的製備中，在B組分混合初期加入添加消泡劑，在B組分接近混合完成時加入 潤溼劑。
7.根據權利要求5所述的鋼結構表面防腐蝕塗料的製備方法，其特徵在於所述攪拌速 率為 1000-1500r/min。
8.根據權利要求5所述的鋼結構表面防腐蝕塗料的製備方法，其特徵在於所述水性丙 烯酸雲鐵面漆的製備中，所述分散劑為硬脂醯胺；所述增稠劑為甲基羥乙基纖維素。
9.根據權利要求1-4所述的鋼結構表面防腐蝕塗料的塗抹工藝，其特徵在於將水性環 氧帶鏽底塗覆1-2道工序、將水性環氧雲鐵中間漆塗覆1-2道工序和將水性丙烯酸雲鐵面 漆塗覆1-2道工序。
10.根據權利要求7所述的鋼結構表面防腐蝕塗料的塗覆工藝，其特徵在於塗覆採用 刷塗法。
全文摘要
本發明涉及一種鋼結構表面防腐蝕塗料，其特徵在於所述防腐蝕塗料由水性環氧帶鏽底漆、水性環氧雲鐵中間漆和水性丙烯酸雲鐵面漆組成；該水性防腐蝕塗料體系具有較高的耐腐蝕性和附著力，並且均為水性塗料，無毒，無汙染；該製備方法包括水性環氧帶鏽底漆的製備、水性環氧雲鐵中間漆的製備和水性丙烯酸雲鐵面漆的製備；製備方法簡單，方便實施。
文檔編號C09D133/00GK102031053SQ20101061428
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者何州文, 藥寧娜, 陳雲, 陳新, 韓鈺 申請人:中國電力科學研究院