專利名稱：一種鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料。本發(fā)明進(jìn)一步涉及這種鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕的手段很多，如采用電化學(xué)保護(hù)、添加緩蝕劑、涂刷防腐蝕涂料等。其中以采用防腐蝕涂料最為普遍。這主要是由于采用涂料防腐蝕的使用范圍廣、施工方便、成本較低，而效果又較令人們滿意的緣故。
防腐蝕涂料作為防腐蝕技術(shù)的主要手段，多年來受到廣大科學(xué)工作者和技術(shù)人員的重視，各國(guó)都投入了大量的人力物力進(jìn)行研究。英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家目前仍處于領(lǐng)先地位。據(jù)報(bào)道，日本每年采用防腐蝕涂料所消耗的費(fèi)用達(dá)2萬億日元，占各種防腐蝕措施總費(fèi)用的65％左右。防腐蝕涂料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位可見一斑。
現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料的品種很多，如環(huán)氧樹脂、瀝青改性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂(聚過氯乙烯、氯化聚乙烯、聚醋酸乙烯酯以及它們的共聚物等)、氯磺化聚乙烯聚氨酯、氯化聚醚、呋喃樹脂、有機(jī)氟樹脂等。這些防腐蝕涂料已在各種不同的場(chǎng)合應(yīng)用，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)起到積極的作用。
但是，上述防腐蝕涂料往往存在性能單一的缺點(diǎn)，例如有些只具有防酸作用，而有些只具有防堿作用，一定程度上限制了它們的應(yīng)用領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制備一種同時(shí)具有良好防酸、防堿和防鹽霧的防腐蝕涂料及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣進(jìn)行的本發(fā)明的涂料組成采用改性高氯化聚乙烯、有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂或醇酸樹脂為主要成膜物質(zhì)，并加入鈦白粉、鐵紅等顏料和氯化石蠟、磷酸鋅等助劑配制而成。
本發(fā)明的涂料組成如下一.面漆組分 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有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂，50％乙二醇甲醚溶液 25～35氯化石蠟 0.1～0.5鈦白粉 15～25改性膨潤(rùn)土防沉劑 1～2二.底漆組分 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醇酸樹脂，40％乙酸丁酯溶液 15～20氯化石蠟 0.1～0.5異辛酸鹽催干劑 0.01～0.05鐵紅 10～15滑石粉 15～20改性膨潤(rùn)土防沉劑 1～2磷酸鋅 0.01～0.05將上述面漆和底漆組分分別攪拌研磨，即得本發(fā)明產(chǎn)品。
本發(fā)明的制備工藝包括下列三個(gè)步驟一.高氯化聚乙烯的接枝改性，具體方法為首先按下列組分含量稱量組分 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過氧化二苯甲酰 0.5～0.8
乙酸丁酯 20～30二甲苯 20～30將反應(yīng)容器密閉后抽真空和通氮?dú)飧?分鐘，重復(fù)操作三次，以充分除盡容器中的空氣。加入預(yù)計(jì)量的上述原料。同氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至100～140℃反應(yīng)1～5小時(shí)，得到粘稠的液體。冷卻至100℃左右，抽真空除去未反應(yīng)單體，即得改性高氯化聚乙烯樹脂。二.有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂的合成，首先選擇下列組分單體為八甲基環(huán)四硅氧烷；乙烯基環(huán)四硅氧烷；甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸丁酯；丙烯酸。引發(fā)劑為四甲基氫氧化胺；過氧化二苯甲酰。溶劑為醋酸丁酯和乙二醇甲醚。合成過程分兩步進(jìn)行首先合成有機(jī)硅樹脂，按下列組分含量稱量(引發(fā)劑四甲基氫氧化胺和封端劑三甲基氯硅烷按單體總量％計(jì)算)組分 含量(wt％)八甲基環(huán)四硅氧烷 85～90乙烯基環(huán)四硅氧烷 10～15三甲基氯硅烷 0.01～0.05四甲基氫氧化胺 0.1～0.3將反應(yīng)容器密閉后抽真空和通氮?dú)飧?分鐘，重復(fù)操作三次，以充分除盡容器中的空氣。加入預(yù)計(jì)量的八甲基環(huán)四硅氧烷、乙烯基環(huán)四硅氧烷、三甲基氯硅烷和四甲基氫氧化胺，再抽真空至液體中無逸出氣泡為止。升溫至150～180℃反應(yīng)1～5小時(shí)，得到粘稠的液體。冷卻至100℃左右，抽真空除去未反應(yīng)單體，即得有機(jī)硅樹脂。
然后是有機(jī)硅丙烯酸酯的合成，按下列組分含量稱量(引發(fā)劑過氧化二苯甲酰和溶劑按單體和有機(jī)硅樹脂總量％計(jì)算)組分 含量wt％有機(jī)硅樹脂 20～30甲基丙烯酸甲酯 33～40丙烯酸丁酯 35～45丙烯酸 2～4過氧化二苯甲酰 1～2
醋酸丁酯 40～60乙二醇甲醚 40～60將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和過氧化二苯甲酰按比例混合，備用。在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計(jì)和高位槽的反應(yīng)容器中，加入上述有機(jī)硅樹脂、醋酸丁酯和乙二醇甲醚，攪拌溶解。升溫至80～90℃，滴加混合單體，約1～2小時(shí)滴完。然后保溫2～4小時(shí)，再加入醋酸丁酯和乙二醇甲醚，攪拌均勻，降至室溫出料。
經(jīng)測(cè)定該有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂的熔融溫度為110～125℃，并具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu) 其中n＝1～40、m＝1～4、p＝50～500、q＝40～400。三.防腐蝕涂料的配制1.防腐蝕底漆的配制采用上述制備的改性高氯化聚乙烯和市售的醇酸樹脂為成膜物質(zhì)，磷酸鋅為防腐助劑，按上述所示的涂料配方稱量后，先將改性高氯化聚乙烯樹脂溶于乙酸乙酯和二甲苯的混合溶劑中，然后與醇酸樹脂、鐵紅及其他助劑放在一起攪拌混合20～30分鐘，再經(jīng)砂磨機(jī)研磨后即得本發(fā)明的防腐蝕底漆。2.防腐蝕面漆的配制采用上述制備的改性高氯化聚乙烯和自行合成的有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂為成膜物質(zhì)，鈦白粉為顏料，按上述所示的涂料配方稱量后，先將高氯化聚乙烯樹脂溶于乙酸乙酯和二甲苯的混合溶劑中，然后與有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂、鈦白粉以及其他助劑放在一起攪拌混合20～30分鐘，再經(jīng)砂磨機(jī)研磨后本發(fā)明的防腐蝕面漆。
上述底漆和面漆配制后研磨至細(xì)度為1.0～50μm即可。
本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)1.由于本發(fā)明的防腐蝕涂料的成膜物質(zhì)是對(duì)高氯化聚乙烯進(jìn)行接枝改性后的產(chǎn)品和自行合成的有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂，改性高氯化聚乙烯的熔融溫度為120～140℃，有機(jī)硅丙烯酸酯熟知的熔融溫度為110～125℃，具有良好的溶解性、成膜性。
2.本發(fā)明的防腐蝕涂料本身具有良好的防酸、防堿和防鹽霧等防腐蝕性能，同時(shí)又具有良好的阻燃型。
3.本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、應(yīng)用廣泛。
圖1是改性高氯化聚乙烯配方圖；圖2是有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂配方圖；圖3是防腐蝕涂料及比較例配方圖；圖4是本發(fā)明防腐蝕涂料性能與比較例的比較圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和過氧化二苯甲酰按比例混合，備用。在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計(jì)和高位槽的反應(yīng)容器中，加入上述有機(jī)硅樹脂、30％醋酸丁酯和20％乙二醇甲醚，攪拌溶解。升溫至85℃，滴加混合單體，約1小時(shí)滴完。然后保溫2小時(shí)，再加入30％醋酸丁酯和20％乙二醇甲醚，攪拌均勻，降至室溫出料。所得產(chǎn)物的初始熔融溫度為120℃。
本發(fā)明由于采用了改性高氯化聚乙烯和自行制備的有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂為成膜助劑，涂料的成膜性、附著力大大提高，導(dǎo)致涂料的防腐蝕性能提到，同時(shí)成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于各種鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕。比較例按圖3中配方5先將普通高氯化聚乙烯溶液和普通丙烯酸酯樹脂加入攪拌桶中，攪拌下加入配方5中的其他組分，攪拌均勻后，入砂磨機(jī)研磨兩道，使細(xì)度達(dá)到50μm以下，出料裝桶。所得本發(fā)明的防腐蝕涂料的性能見圖4的配方5(以實(shí)施例5的產(chǎn)品為底漆)。
權(quán)利要求
1.一種鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料，由面漆和底漆組成，其特征在于由改性高氯化聚乙烯、醇酸樹脂以及其它組分組成的底漆，具體組成配比如下組分 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醇酸樹脂，40％乙酸丁酯溶液 15～20氯化石蠟 0.1～0.5異辛酸鹽催干劑 0.01～0.05鐵紅 10～15滑石粉15～20改性膨潤(rùn)土防沉劑 1～2磷酸鋅0.01～0.05由改性高氯化聚乙烯、有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂，以及其它組分組成的面漆，具體組成配比如下組分 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有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂，50％乙二醇甲醚溶液 25～35氯化石蠟 0.1～0.5鈦白粉 15～25改性膨潤(rùn)土防沉劑 1～2
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料的制備方法，其特征在于制備分以下三個(gè)步驟(1)改性高氯化聚乙烯的制備，其制備過程為首先按下列組分含量稱量組分 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過氧化二苯甲酰 0.5～0.8乙酸丁酯 20～30二甲苯 20～30將反應(yīng)容器充分除盡空氣，加入預(yù)計(jì)量的上述原料，通氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至100～140℃反應(yīng)1～5小時(shí)，得到粘稠的液體，冷卻，除去未反應(yīng)單體，即得改性高氯化聚乙烯樹脂；(2)有機(jī)硅丙烯酸酯樹脂的制備，其制備過程分兩步，首先合成有機(jī)硅樹脂，按下列組分含量稱量，引發(fā)劑和封端劑三甲基氯硅烷按單體總量％計(jì)算組分 含量wt％八甲基環(huán)四硅氧烷 85～90乙烯基環(huán)四硅氧烷 10～15三甲基氯硅烷 0.01～0.05四甲基氫氧化胺 0.1～0.3將反應(yīng)容器充分除盡空氣，加入上述計(jì)量的反應(yīng)物，再抽真空至液體中無逸出氣泡，升溫至150～180℃反應(yīng)1～5小時(shí)，得到粘稠的液體，冷卻，除去未反應(yīng)單體，即得有機(jī)硅樹脂；然后為有機(jī)硅丙烯酸酯的合成，按下列組分含量稱量，引發(fā)劑和溶劑按單體和有機(jī)硅樹脂總量％計(jì)算組分 含量wt％有機(jī)硅樹脂 20～30甲基丙烯酸甲酯 33～40丙烯酸丁酯 35～45丙烯酸 2～4過氧化二苯甲酰 1～2醋酸丁酯 40～60乙二醇甲醚 40～60將丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和過氧化二苯甲酰按比例混合，在反應(yīng)容器中加入上述有機(jī)硅樹脂、醋酸丁酯和乙二醇甲醚，攪拌溶解，升溫至80～90℃，滴加混合單體，滴完后保溫2～4小時(shí)，再加入醋酸丁酯和乙二醇甲醚，攪拌均勻，降至室溫出料；(3)防腐蝕涂料的配制首先按上述權(quán)利要求1所述的防腐蝕涂料底漆和面漆組分含量分別稱量好，然后攪拌混合20～30分鐘，經(jīng)砂磨機(jī)研磨，使細(xì)度達(dá)到50μm以下，即得本發(fā)明的成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料的制備方法，其特征在于防腐蝕涂料研磨至細(xì)度1.0～50μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料及這種涂料的制備方法。現(xiàn)有的防腐蝕涂料存在性能單一之不足，很大程度上限制了它們的應(yīng)用領(lǐng)域。采用改性高氯化聚乙烯和醇酸樹脂或有機(jī)硅改性丙烯酸酯樹脂為主要成膜物質(zhì)，并加入其它填料和助劑，分別制成底漆和面漆。將該底漆和面漆配合使用，耐酸性和耐堿性分別達(dá)到250h不破壞，耐鹽霧性達(dá)到1200h不破壞，耐濕熱性達(dá)到400h不破壞。該涂料的制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉、應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)C09D123/28GK1472263SQ03116789
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2003年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月8日
發(fā)明者王國(guó)建, 劉琳, 許乾慰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)