本發明屬于涂料領域，特別涉及一種鋼結構用妥爾油改性環氧樹脂的水性環氧底漆及其制備方法。
背景技術：
近年來世界各國涂料行業加緊對低VOC排放的環保型涂料的研究，水性防腐涂料大大減少甚至完全消除了VOC排放，而且使用安全方便，以迅速發展。單組分水性防腐涂料采用的基料聚合物乳液多為熱塑型，涂膜硬度、耐介質性、耐污染等性能難以達到溶劑型工業涂料水平。因而近年來人們開始致力于雙組分水性防腐涂料的研究。雙組分水性環氧防腐涂料可以室溫交聯固化，附著力強，機械強度高，耐化學介質性能好，其性能可以達到溶劑型環氧涂料水平，因而可以替代溶劑型環氧防腐涂料，應用于鋼結構防腐。
聚酰胺類固化劑能與環氧樹脂常溫下固化成膜，固化后的漆膜具有良好的防腐性和柔韌性。但干燥時間長，其最大的缺點是低溫固化性能較差，一般情況下，溫度低于10℃時就無法進行正常施工，而我國大部分地區的冬天溫度都在5℃以下，而大型鋼結構基本在室外施工，這就限制了其在冬季的使用。
趙科明、王飛鏑、邱清華等人在其《腰果酚改性胺類環氧地坪固化劑的合成及性能研究》一文中，以天然產物廢棄物腰果殼提取的腰果酚為原料，同甲醛和多元胺（二乙烯三胺，三乙烯四胺，間苯二甲胺，異佛爾酮二胺）反應，合成胺系環氧地坪固化劑，既有脂肪胺的常溫快速固化和優良的耐化學品性，又有低分子量聚酰胺的低毒、良好柔韌性。但由于腰果酚分子中的酚羥基-OH不參與反應，改性后的固化劑中含有弱酸的酚羥基，使其涂膜易被氧化且抗堿性不佳，容易吸收紫外光，發生共聚，固化的環氧涂料黃變現象特別嚴重。
因此，本文利用凹凸棒土表面上的硅羥基與腰果酚發生醚化交聯反應，再通過化學反應制備改性腰果酚醛胺固化劑，改性固化劑既具有一般腰果酚酰胺固化劑的優點，又兼具凹凸棒土的優點，形成相對穩定的固化體系，明顯改善了環氧樹脂固化涂膜的耐黃變性能。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供一種鋼結構用妥爾油改性環氧樹脂的水性環氧底漆及其制備方法，提高環氧樹脂固化涂膜的耐黃變性能。
一種鋼結構用妥爾油改性環氧樹脂的水性環氧底漆，由以下重量份的原料組成：環氧樹脂50-70份，腰果酚14-20份，甲醛溶液13-23份，異氟爾酮二胺20-27份，KH550 2-4份，凹凸棒土4-9份，1mol/L鹽酸溶液適量，芐基三乙基氯化銨1-1.5份，30%的氫氧化鈉溶液15-20份，去離子水適量，硬脂酰胺1-2份，環氧稀釋劑2-5份，妥爾油4-7份，鄰苯二甲酸酐3-6份，甲苯10-20份。
具體步驟如下：
（1）凹凸棒土改性的腰果酚：
①、將凹凸棒土加入到KH550的水溶液中，用1mol/L鹽酸溶液調節pH至3-4，常溫攪拌處理12-18小時，之后用去離子水洗滌，1500-2500r/min離心，真空干燥，粉碎，過100-200目篩，備用；
②、將腰果酚、芐基三乙基氯化銨以及改性處理后的凹凸棒土加入反應瓶中，在70-90℃條件下恒溫攪拌3-5小時，冷卻至50-70℃，加入30%的氫氧化鈉溶液，在條件下恒溫攪拌2-4小時，冷卻至室溫，洗滌至中性，分離濃縮，得到凹凸棒土改性的腰果酚；
（2）改性腰果酚醛胺固化劑的制備：
將裝有電動攪拌器、冷凝管的四口燒瓶置于30-50℃恒溫水浴中，加入步驟（1）制備的凹凸棒土改性的腰果酚，邊攪拌邊滴加異佛爾酮二胺，再加入甲醛溶液攪拌均勻，水浴鍋升溫90-100℃，恒溫反應2-4小時，降溫至60-75℃，控制壓力在0.0085-0.0095MPa進行減壓蒸餾，制得改性腰果酚醛胺固化劑；
（3）先將部分步驟（2）得到的改性腰果酚醛胺固化劑與消泡劑、水預混，高速分散10-20分鐘，之后加入剩余的改性腰果酚醛胺固化劑、硬脂酰胺，攪拌15-30分鐘，即得組分A；
（4）組分B的制備：
①、依次在反應釜中加入妥爾油、鄰苯二甲酸酐、甲苯，攪拌并加熱至140-150℃，保溫2-4小時，將溫度升至205-215℃后，保溫攪拌至粘度≥20000mPa.s，酸值≤10mgKOH/g，得到妥爾油改性環氧樹脂；
②、將上述得到的妥爾油改性環氧樹脂、環氧稀釋劑混合充分后，作為組分B單獨包裝。
其中，步驟（1）所述的KH550的水溶液濃度為5%。
與現有技術相比，本發明具有以下優點：
（1）本發明使用硅烷偶聯劑處理后的凹凸棒土含有的大量硅羥基結構，與腰果酚的酚羥基發生醚化交聯反應，替代酚羥基結構，從而得到耐黃變性能更好的腰果酚基醚，在改性腰果酚醛胺固化劑的基礎上，開發了一種新型環氧涂料，具有耐黃變性較好、可低溫固化和防腐性能優異的特點。
（2）本發明中改性后的凹凸棒土與腰果酚的酚羥基發生醚化交聯反應，同時含有氫鍵，再與異氟爾酮二胺、甲醛反應制得改性腰果酚醛胺固化劑，既具有一般腰果酚酰胺固化劑的優點，又兼具凹凸棒土的優點，明顯提高改性固化劑的交聯程度，形成相對穩定的固化體系，改善了環氧樹脂固化涂膜的韌性、耐沖擊性和耐熱性。
（3）本發明使用妥爾油改性環氧樹脂作為基料制成的水性環氧底漆，具有優異的附著力和滲透性、超級抗塌陷性。
具體實施方式
一種鋼結構用妥爾油改性環氧樹脂的水性環氧底漆，由以下重量份（公斤）的原料組成：環氧樹脂65，腰果酚17，甲醛溶液20，異氟爾酮二胺23，KH550 3，凹凸棒土7，1mol/L鹽酸溶液適量，芐基三乙基氯化銨1，30%的氫氧化鈉溶液18，去離子水適量，硬脂酰胺2，環氧稀釋劑3，妥爾油6，鄰苯二甲酸酐3，甲苯18。
具體步驟如下：
（1）凹凸棒土改性的腰果酚：
①、將凹凸棒土加入到KH550的水溶液中，用1mol/L鹽酸溶液調節pH至3.5，常溫攪拌處理16小時，之后用去離子水洗滌，2000r/min離心，真空干燥，粉碎，過200目篩，備用；
②、將腰果酚、芐基三乙基氯化銨以及改性處理后的凹凸棒土加入反應瓶中，在80℃條件下恒溫攪拌4小時，冷卻至60℃，加入30%的氫氧化鈉溶液，在條件下恒溫攪拌3小時，冷卻至室溫，洗滌至中性，分離濃縮，得到凹凸棒土改性的腰果酚；
（2）改性腰果酚醛胺固化劑的制備：
將裝有電動攪拌器、冷凝管的四口燒瓶置于40℃恒溫水浴中，加入步驟（1）制備的凹凸棒土改性的腰果酚，邊攪拌邊滴加異佛爾酮二胺，再加入甲醛溶液攪拌均勻，水浴鍋升溫95℃，恒溫反應3小時，降溫至70℃，控制壓力在0.0095MPa進行減壓蒸餾，制得改性腰果酚醛胺固化劑；
（3）先將部分步驟（2）得到的改性腰果酚醛胺固化劑與消泡劑、水預混，高速分散15分鐘，之后加入剩余的改性腰果酚醛胺固化劑、硬脂酰胺，攪拌20分鐘，即得組分A；
（4）組分B的制備：
①、依次在反應釜中加入妥爾油、鄰苯二甲酸酐、甲苯，攪拌并加熱至145℃，保溫3小時，將溫度升至210℃后，保溫攪拌至粘度≥20000mPa.s，酸值≤10mgKOH/g，得到妥爾油改性環氧樹脂；
②、將上述得到的妥爾油改性環氧樹脂、環氧稀釋劑混合充分后，作為組分B單獨包裝。
其中，步驟（1）所述的KH550的水溶液濃度為5%。
性能測試結果：
附著力：1級；柔韌性：2mm；耐鹽霧性/h：>500；耐汽油性：200h涂層完好。