CN100434488C - 一种钢结构防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢结构防腐蚀涂料及这种涂料的制备方法。现有的防腐蚀涂料存在性能单一之不足，很大程度上限制了它们的应用领域。采用改性高氯化聚乙烯和醇酸树脂或有机硅改性丙烯酸酯树脂为主要成膜物质，并加入其它填料和助剂，分别制成底漆和面漆。将该底漆和面漆配合使用，耐酸性和耐碱性分别达到250h不破坏，耐盐雾性达到1200h不破坏，耐湿热性达到400h不破坏。该涂料的制备方法简单、成本低廉、应用广泛。

Description

一种钢结构防腐蚀涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种钢结构防腐蚀涂料。本发明进一步涉及这种钢结构防腐蚀涂料的制备方法。

背景技术

钢结构防腐蚀的手段很多，如采用电化学保护、添加缓蚀剂、涂刷防腐蚀涂料等。其中以采用防腐蚀涂料最为普遍。这主要是由于采用涂料防腐蚀的使用范围广、施工方便、成本较低，而效果又较令人们满意的缘故。

防腐蚀涂料作为防腐蚀技术的主要手段，多年来受到广大科学工作者和技术人员的重视，各国都投入了大量的人力物力进行研究。英国、美国、德国和日本等发达国家目前仍处于领先地位。据报道，日本每年采用防腐蚀涂料所消耗的费用达2万亿日元，占各种防腐蚀措施总费用的65％左右。防腐蚀涂料在国民经济建设中的地位可见一斑。

现有的钢结构防腐蚀涂料的品种很多，如环氧树脂、沥青改性环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂(聚过氯乙烯、氯化聚乙烯、聚醋酸乙烯酯以及它们的共聚物等)、氯磺化聚乙烯聚氨酯、氯化聚醚、呋喃树脂、有机氟树脂等。这些防腐蚀涂料已在各种不同的场合应用，对钢结构的保护起到积极的作用。

但是，上述防腐蚀涂料往往存在性能单一的缺点，例如有些只具有防酸作用，而有些只具有防碱作用，一定程度上限制了它们的应用领域。

发明内容

本发明的目的是制备一种同时具有良好防酸、防碱和防盐雾的防腐蚀涂料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样进行的：本发明的涂料组成采用改性高氯化聚乙烯、有机硅丙烯酸酯树脂或醇酸树脂为主要成膜物质，并加入钛白粉、铁红等颜料和氯化石蜡、磷酸锌等助剂配制而成。

本发明的涂料组成如下：

一.面漆

组分                                              含量wt％

改性高氯化聚乙烯，50％乙酸丁酯/二甲苯混合溶液：   45～55

有机硅丙烯酸酯树脂，50％乙二醇甲醚溶液：          25～35

氯化石蜡：                                        0.1～0.5

钛白粉：                                          15～25

改性膨润土防沉剂：                                1～2

二.底漆

组分                                              含量wt％

改性高氯化聚乙烯，50％乙酸丁酯/二甲苯混合溶液：   40～55

醇酸树脂，40％乙酸丁酯溶液：                      15～20

氯化石蜡：                                        0.1～0.5

异辛酸盐催干剂：                                  0.01～0.05

铁红：                                            10～15

滑石粉：                                          15～20

改性膨润土防沉剂：                                1～2

磷酸锌：                                          0.01～0.05

将上述面漆和底漆组分分别搅拌研磨，即得本发明产品。

本发明的制备工艺包括下列三个步骤：

一.高氯化聚乙烯的接枝改性，具体方法为：

首先按下列组分含量称量：

组分                        含量wt％

高氯化聚乙烯                25～35

丙烯酸丁酯                  10～15

甲基丙烯酸甲酯              10～15

过氧化二苯甲酰              0.5～0.8

乙酸丁酯    20～30

二甲苯      20～30

将反应容器密闭后抽真空和通氮气各5分钟，重复操作三次，以充分除尽容器中的空气。加入预计量的上述原料。同氮气保护下搅拌升温至100～140℃反应1～5小时，得到粘稠的液体。冷却至100℃左右，抽真空除去未反应单体，即得改性高氯化聚乙烯树脂。

二.有机硅丙烯酸酯树脂的合成，首先选择下列组分：

单体为：八甲基环四硅氧烷；乙烯基环四硅氧烷；甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸丁酯；丙烯酸。引发剂为：四甲基氢氧化胺；过氧化二苯甲酰。溶剂为醋酸丁酯和乙二醇甲醚。合成过程分两步进行：首先合成有机硅树脂，按下列组分含量称量(引发剂四甲基氢氧化胺和封端剂三甲基氯硅烷按单体总量％计算)：

组分                  含量(wt％)

八甲基环四硅氧烷      85～90

乙烯基环四硅氧烷      10～15

三甲基氯硅烷          0.01～0.05

四甲基氢氧化胺        0.1～0.3

将反应容器密闭后抽真空和通氮气各5分钟，重复操作三次，以充分除尽容器中的空气。加入预计量的八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷、三甲基氯硅烷和四甲基氢氧化胺，再抽真空至液体中无逸出气泡为止。升温至150～180℃反应1～5小时，得到粘稠的液体。冷却至100℃左右，抽真空除去未反应单体，即得有机硅树脂。

然后是有机硅丙烯酸酯的合成，按下列组分含量称量(引发剂过氧化二苯甲酰和溶剂按单体和有机硅树脂总量％计算)：

组分                  含量wt％

有机硅树脂            20～30

甲基丙烯酸甲酯        33～40

丙烯酸丁酯            35～45

丙烯酸                2～4

过氧化二苯甲酰        1～2

醋酸丁酯       40～60

乙二醇甲醚     40～60

将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和过氧化二苯甲酰按比例混合，备用。在装有搅拌器、冷凝器、温度计和高位槽的反应容器中，加入上述有机硅树脂、醋酸丁酯和乙二醇甲醚，搅拌溶解。升温至80～90℃，滴加混合单体，约1～2小时滴完。然后保温2～4小时，再加入醋酸丁酯和乙二醇甲醚，搅拌均匀，降至室温出料。

经测定该有机硅丙烯酸酯树脂的熔融温度为110～125℃，并具有以下化学结构：

其中n＝1～40、m＝1～4、p＝50～500、q＝40～400。

三.防腐蚀涂料的配制

1.防腐蚀底漆的配制

采用上述制备的改性高氯化聚乙烯和市售的醇酸树脂为成膜物质，磷酸锌为防腐助剂，按上述所示的涂料配方称量后，先将改性高氯化聚乙烯树脂溶于乙酸乙酯和二甲苯的混合溶剂中，然后与醇酸树脂、铁红及其他助剂放在一起搅拌混合20～30分钟，再经砂磨机研磨后即得本发明的防腐蚀底漆。

2.防腐蚀面漆的配制

采用上述制备的改性高氯化聚乙烯和自行合成的有机硅丙烯酸酯树脂为成膜物质，钛白粉为颜料，按上述所示的涂料配方称量后，先将高氯化聚乙烯树脂溶于乙酸乙酯和二甲苯的混合溶剂中，然后与有机硅丙烯酸酯树脂、钛白粉以及其他助剂放在一起搅拌混合20～30分钟，再经砂磨机研磨后本发明的防腐蚀面漆。

上述底漆和面漆配制后研磨至细度为1.0～50μm即可。

本发明具有如下的优点：

1.由于本发明的防腐蚀涂料的成膜物质是对高氯化聚乙烯进行接枝改性后的产品和自行合成的有机硅丙烯酸酯树脂，改性高氯化聚乙烯的熔融温度为120～140℃，有机硅丙烯酸酯熟知的熔融温度为110～125℃，具有良好的溶解性、成膜性。

2.本发明的防腐蚀涂料本身具有良好的防酸、防碱和防盐雾等防腐蚀性能，同时又具有良好的阻燃型。

3.本发明的制备工艺简单、成本低廉、应用广泛。

附图说明：

图1是改性高氯化聚乙烯配方图；

图2是有机硅丙烯酸酯树脂配方图；

图3是防腐蚀涂料及比较例配方图；

图4是本发明防腐蚀涂料性能与比较例的比较图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1

接枝改性高氯化聚乙烯的制备配方参阅图1。首先，按图1中改性高氯化聚乙烯1的配比称料。然后将反应容器密闭后抽真空和通氮气各5分钟，重复操作三次，以充分除尽容器中的空气。加入预计量的上述原料。通氮气保护下搅拌升温至110℃反应4小时，得到粘稠的液体。冷却至100℃左右，抽真空除去未反应单体，即得改性高氯化聚乙烯树脂。所的产物的初始熔融温度为124℃，接枝增重16％。

实施例2

按图1的配方制备改性高氯化聚乙烯2，升温至130℃，反应2小时，其余制备方法同实施例1。所得产物的初始熔融温度为135℃，接枝增重22％。

实施例3

有机硅丙烯酸酯树脂的制备配方参阅图2。首先，按图2的有机硅丙烯酸酯树脂1配方制备。将反应容器密闭后抽真空和通氮气各5分钟，重复操作三次，以充分除尽容器中的空气。加入预计量的八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷、三甲基氯硅烷和四甲基氢氧化胺，再抽真空至液体中无逸出气泡为止。升温至150℃反应4小时，得到粘稠的液体。冷却至100℃左右，抽真空除去未反应单体，即得有机硅树脂。

将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和过氧化二苯甲酰按比例混合，备用。在装有搅拌器、冷凝器、温度计和高位槽的反应容器中，加入上述有机硅树脂、30％醋酸丁酯和20％乙二醇甲醚，搅拌溶解。升温至85℃，滴加混合单体，约1小时滴完。然后保温2小时，再加入30％醋酸丁酯和20％乙二醇甲醚，搅拌均匀，降至室温出料。所得产物的初始熔融温度为120℃。

实施例4

按表2的配方制备有机硅丙烯酸酯树脂2，升温至90℃，滴加混合单体，约2小时加完，保温4小时，其余制备方法与实施例3相同。所得产物的初始熔融温度为111℃。

实施例5

请参阅图3例举的本发明的4个防腐蚀涂料配方。首先，按图3中配方1先将高氯化聚乙烯溶液和醇酸树脂加入搅拌桶中，搅拌下加入配方1中的其他组分，搅拌均匀后，入砂磨机研磨两道，使细度达到50μm以下，出料装桶。得到本发明的底漆。

实施例6

按图3中配方2将高氯化聚乙烯溶液和有机硅丙烯酸酯树脂加入搅拌桶中，搅拌下加入配方2中的其他组分，搅拌均匀后，投入砂磨机研磨两道，使细度达到50μm以下，出料装桶。所得本发明的防腐蚀涂料的性能见表4的配方2(以实施例5的产品为底漆)。

实施例7

按图3中配方3，采用实施例5同样的方法制备防腐蚀涂料。所得涂料的性能见图4的配方3(以实施例5的产品为底漆)。

实施例8

按图3中配方4，采用实施例5同样的方法制备防腐蚀涂料。所得涂料的性能见图4的配方4(以实施例5的产品为底漆)。

本发明由于采用了改性高氯化聚乙烯和自行制备的有机硅丙烯酸酯树脂为成膜助剂，涂料的成膜性、附着力大大提高，导致涂料的防腐蚀性能提到，同时成本低廉，制备工艺简单，可广泛应用于各种钢结构的防腐蚀。

比较例

按图3中配方5先将普通高氯化聚乙烯溶液和普通丙烯酸酯树脂加入搅拌桶中，搅拌下加入配方5中的其他组分，搅拌均匀后，入砂磨机研磨两道，使细度达到50μm以下，出料装桶。所得本发明的防腐蚀涂料的性能见图4的配方5(以实施例5的产品为底漆)。

Claims (3)

1.一种钢结构防腐蚀涂料，由面漆和底漆组成，其特征在于：由改性高氯化聚乙烯、醇酸树脂以及其它组分组成的底漆，具体组成配比如下：

组分                                               含量wt％

改性高氯化聚乙烯，50％乙酸丁酯/二甲苯混合溶液：    45～55

醇酸树脂，40％乙酸丁酯溶液：                       15～20

氯化石蜡：                                         0.1～0.5

异辛酸盐催干剂：                                   0.01～0.05

铁红：                                             10～15

滑石粉：                                           15～20

改性膨润土防沉剂：                                 1～2

磷酸锌：                                           0.01～0.05

由改性高氯化聚乙烯、有机硅丙烯酸酯树脂，以及其它组分组成的面漆，具体组成配比如下：

组分                                               含量wt％

改性高氯化聚乙烯，50％乙酸丁酯/二甲苯混合溶液：    40～55

有机硅丙烯酸酯树脂，50％乙二醇甲醚溶液：           25～35

氯化石蜡：                                         0.1～0.5

钛白粉：                                           15～25

改性膨润土防沉剂：                                 1～2。

2.一种钢结构防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于：制备分以下三个步骤：

(1)改性高氯化聚乙烯的制备，其制备过程为：首先按下列组分含量称量：

组分              含量wt％

高氯化聚乙烯      30～40

丙烯酸丁酯        10～15

甲基丙烯酸甲酯    10～15

过氧化二苯甲酰    0.5～0.8

乙酸丁酯            20～30

二甲苯              20～30

将反应容器充分除尽空气，加入预计量的上述原料，通氮气保护下搅拌升温至100～140℃反应1～5小时，得到粘稠的液体，冷却，除去未反应单体，即得改性高氯化聚乙烯树脂；

(2)有机硅丙烯酸酯树脂的制备，其制备过程分两步，首先合成有机硅树脂，按下列组分含量称量：

组分                含量wt％

八甲基环四硅氧烷    85～90

乙烯基环四硅氧烷    10～15

引发剂和封端剂三甲基氯硅烷按单体总量％计算：

三甲基氯硅烷        0.01～0.05

四甲基氢氧化胺      0.1～0.3

将反应容器充分除尽空气，加入上述计量的反应物，再抽真空至液体中无逸出气泡，升温至150～180℃反应1～5小时，得到粘稠的液体，冷却，除去未反应单体，即得有机硅树脂；

然后为有机硅丙烯酸酯的合成，按下列组分含量称量：

组分                含量wt％

有机硅树脂          20～30

甲基丙烯酸甲酯      33～40

丙烯酸丁酯          35～45

丙烯酸              2～4

引发剂和溶剂按单体和有机硅树脂总量％计算：

过氧化二苯甲酰      1～2

醋酸丁酯            40～60

乙二醇甲醚          40～60

将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和过氧化二苯甲酰按比例混合，在反应容器中加入上述有机硅树脂、醋酸丁酯和乙二醇甲醚，搅拌溶解，升温至80～90℃，滴加混合单体，滴完后保温2～4小时，再加入醋酸丁酯和乙二醇甲醚，搅拌均匀，降至室温出料；

(3)防腐蚀涂料的配制：首先按上述权利要求1所述的防腐蚀涂料底漆和面漆组分含量分别称量好，然后搅拌混合20～30分钟，经砂磨机研磨，使细度达到50μm以下，即得成品。

3.根据权利要求2所述的钢结构防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于：防腐蚀涂料研磨至细度1.0～50μm。

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