专利名称：一种钢结构表面防腐蚀涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及材料及材料的制备，具体地讲，涉及防腐蚀涂料及其制备方法。
技术背景
涂料是钢结构防腐蚀方法中最为经济和有效的方法。一般钢结构防腐多采用溶剂 型防腐蚀涂料，溶剂挥发对环境造成污染是不可忽视的问题，水性防腐蚀涂料以水为稀释 剂，几乎不含有机溶剂，因此，在节能、减少环境污染以及在生产、运输、施工的安全性方面 是其他涂料无法达到的。
防腐蚀涂料体系一般包括底漆、中间漆、面漆底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙， 与钢材粘附力强，与面漆结合性好；面漆则基料多，成膜有光泽，能保护底漆不受大气腐蚀， 并能抗风化；但不同的涂料之间有相容与否的问题，前后选用不同涂料时需要考虑它们的 相容性；目前，对于钢结构表面水性带锈防腐蚀涂料，耐水渗透性较差，严重影响涂膜的防 腐蚀性能。
申请号200910237648. X，发明名称“一种水性带锈防腐蚀涂料及其制备方法”，该 发明申请专利公开了“一种水性带锈防腐蚀涂料，其特点在于组分的质量百分比为液态环 氧树脂10% -13%；水性环氧固化剂23%-29%；防锈颜料15% -19%；体制颜料16% -21 %； 润湿分散剂0. 3% -1 % ；消泡剂0. 1 % -1 % ；其余为溶剂22% -29 %0 ”，其作用为“耐候性 和耐盐雾性。”发明内容
本发明是在申请号200910237648.X的发明申请专利基础上所做的改进，目的在 于提供一种钢结构表面防腐蚀涂料。
本发明的另一个目的在于提供一种钢结构表面防腐蚀涂料的制备方法。
本发明的技术方案包括三个阶段
第一阶段以水性环氧树脂及固化剂为成膜物质、三聚磷酸铝、磷酸锌为主要防锈 颜料制备了水性环氧带锈底漆，其配方及制备工艺如下表，其中配方采用重量份计
A组分改性环氧树脂5-15份
磷酸锌1-5份
B组分水性环氧树脂固化剂10-30份
三聚磷酸铝5-11份
钛白粉1-5份
滑石粉2-10份
重晶石2-10份
纳米气相二氧化硅0.2-1. 5份
氧化铁红1-5份
去离子水10-25份
C组分去离子水15-40份
其中，制备工艺如下
先将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用按上述重量份计的B组分中的去 离子水量的一半稀释，然后搅动并添加上述按重量份计的钛白粉、滑石粉、重晶石、纳米气 象二氧化硅、氧化铁红，高速搅拌5-lOmin后，再用按上述重量份计的B组分中剩余的去离 子水稀释并高速搅拌20-30min，接着添加C组分去离子水搅拌至均勻分散得到BC组分，
将磷酸锌、三聚磷酸铝与液态环氧树脂研磨搅拌均勻得到A组分，调漆时将A组分 与BC组分混合均勻；
第二阶段以水性环氧树脂及固化剂为成膜物质，云母氧化铁红为防锈颜料制备 了水性环氧云铁中间漆，其配方及制备工艺如附录B，其中配方采用重量份计
A组分水性环氧树脂16-20 份
水性环氧树脂固化剂35-45 份
云母氧化铁10-20 份
B组分滑石粉1-2. 5 份
重晶石25-4 份
纳米气相二氧化硅0. 3-1. 2 份
去离子水10-20 份
C组分去离子水1-10 份
制备工艺
将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用上述按重量份计的B组分中去离子 水量的一半稀释，低速搅拌并添加上述按重量份计的云母氧化铁、滑石粉、重晶石、纳米气 象二氧化硅，然后高速分散5-lOmin，接着将重量份计的B组分中去离子水量的另一半稀释 并高速分散20-30min，最后添加上述按重量份计的C组分中部分去离子水；
调漆时，按一定比例将A组分与B组分搅拌均勻，加入按重量份计的C组分中剩余 去离子水调节涂料粘度；调节涂料到适宜刷涂的粘度。
另外，0. 3%的消泡剂BI-019，可在制备B组分的混合初期加入；在B组分混合接 近完成时可加入0. 2%的润湿剂BI-348 ；
该涂料中含有鳞片状云母氧化铁，具有优异的屏蔽作用，能有效阻隔氧、水汽等穿 过造成基材腐蚀，弥补了水性环氧带锈底漆耐水性较差的缺陷，配合普通水性面漆使用，防 锈效果优异。
第三阶段以改性丙烯酸乳液为成膜物质，云母氧化铁灰为防锈颜料制备了水性 丙烯酸云铁面漆，其配方及制备工艺如附录C，其中配方采用重量份计
配方
水10-25份
分散剂0. 1-0. 3 份
乙二醇单丁醚1-3份
消泡剂0. 2-0. 3 份
成膜助剂Texanol1-3份
云母氧化铁灰8-15 份5
滑石粉0. 5-1. 5 份
硫酸钡1. 5-4. 5 份
气相纳米Si020. 2-1. 2 份
乳液 AT-3099HA50-70 份
增稠剂0. 5-1. 0 份
AMP-950. 02-0. 06 份
氨水0. 5-1. 5 份
制备工艺
按照配方先将成膜物质助剂Texanol、乙二醇单丁醚、分散剂、水进行混合搅拌5min，然后于其中加入上述按重量份计的云母氧化铁灰、滑石粉、硫酸钡、气相纳米二氧化 硅，分散20 30min，接着加入乳液AT-3099HA和消泡剂搅拌10 20min，再加入增稠剂， 调节粘度，加入上述按重量份计的AMP-95。
增稠剂甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素等；分散剂 如硬脂酰胺及其他分散剂。
水性丙烯酸云铁面漆也具有很强的屏蔽作用，同时具有优异耐候性，可与水性环 氧带锈底漆配套使用，防腐蚀效果优异。
重量份采用克、千克、吨等。
与现有技术相比，本发明提供的一种钢结构表面防腐蚀涂料及其制备方法具有以 下优点
1、该水性防腐蚀涂料体系具有较高的耐腐蚀性和附着力，并且均为水性涂料，无 毒，无污染；该水性防腐蚀涂料体系中采用水性带锈底涂，可带锈刷涂，节省工时和施工成 本；
2、柔韧性等，且无毒，无污染；
3、该水性防腐蚀涂料体系中的水性环氧云铁中间漆，具有优异的屏蔽作用和附着 力，能够有效屏蔽氧，水汽等的渗透；
4、该水性防腐蚀涂料体系中的水性丙烯酸云铁面漆，具有优异的耐候性。
具体实施方式
以下结合具体实施方式
对本发明提供的一种钢结构表面防腐蚀涂料及其制备方法做进一步更详细的说明。
实施例1
底漆的制备
A组分改性环氧树脂5.0克
磷酸锌1. 0克
B组分水性环氧树脂固化剂 10. 00克
三聚磷酸铝5. 00克
钛白粉1.00克
滑石粉2. 00克
重晶石2. 00克
纳米气相二氧化硅0. 20克
氧化铁红1. 00克
去离子水10. 00克
C组分去离子水1.00克
制备工艺
先将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用按上述重量份计的B组分中的去 离子水量的一半稀释，然后搅动并添加上述按重量份计的钛白粉、滑石粉、重晶石、纳米气 象二氧化硅、氧化铁红，高速搅拌5min后，再用按上述重量份计的B组分中剩余的去离子水 稀释并高速搅拌20min，接着添加C组分去离子水搅拌至均勻分散得到BC组分，
将磷酸锌、三聚磷酸铝与液态环氧树脂研磨搅拌均勻得到A组分，调漆时将A组分 与BC组分混合均勻；
中间漆的制备
配方
A组分水性环氧树脂16. 00 克
水性环氧树脂固化剂35. 0 克
云母氧化铁10. 00 克
B组分滑石粉1.00 克
重晶石2. 00 克
纳米气相二氧化硅0. 30 克
去离子水10. 00 克
C组分去离子水1.00 克
制备工艺
将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用上述按重量份计的B组分中去离子 水量的一半稀释，低速搅拌并添加上述按重量份计的云母氧化铁、滑石粉、重晶石、纳米气 象二氧化硅，然后高速分散5min，接着按重量份计的B组分中去离子水量的另一半稀释并 高速分散20min，最后添加上述按重量份计的C组分中部分去离子水；
调漆时，按一定比例将A组分与B组分搅拌均勻，加入按重量份计的C组分中剩余 去离子水调节涂料粘度；
面漆的制备
配方
水10. 00 克
分散剂硬脂酰胺0. 1克
乙二醇单丁醚1.00 克
消泡剂0. 2克
成膜助剂Texanol1.00 克
云母氧化铁灰8. 00 克
滑石粉0. 5克
硫酸钡1. 50 克
气相纳米Si020. 20 克
乳液 AT-3099HA50. 00 克
增稠剂甲基羟乙基纤维素 0.50克
AMP-950. 02 克 0. 50 克
氨水
制备工艺
按照配 方先将成膜物质助剂Texanol、乙二醇单丁醚、分散剂、水进行混合搅拌 5min，然后于其中加入上述按重量份计的云母氧化铁灰、滑石粉、硫酸钡、气相纳米二氧化 硅，分散20min，接着加入乳液AT-3099HA和消泡剂搅拌lOmin，再加入增稠剂，调节粘度，加 入上述按重量份计的AMP-95。
钢结构表面涂层制备工艺
水性带锈底漆为双组份，将A组分和B组分按1 2.8的比例混合搅拌约5!^11，静置待用。
水性环氧云铁中间漆为双组份，将A组分和B组分按1 4的比例混合搅拌约 5min，静置待用。
水性丙烯酸云铁面漆为单组份漆，使用前搅拌均勻。
面漆涂刷1到，每道间隔不少于2h。底漆和中间漆，中间漆和面漆之间涂刷间隔不 少于8h。
本实施例底漆涂刷两道，每道间隔3h，每道间隔证；中间漆涂刷两道，每道间隔 3h ；面漆涂刷1到，每道间隔4h ；底漆和中间漆，中间漆和面漆之间涂刷间隔9h。
实施例2 底漆的制备A组分 改性环氧树脂5. 00克磷酸锌1. 00克 B组分 水性环氧树脂固化剂 30. 00克三聚磷酸铝11. 00克钛白粉1.00克滑石粉10.00克重晶石10. 00克纳米气相二氧化硅1. 50克氧化铁红5. 00克去离子水25. 00克去离子水20. 00克C组分 制备工艺先将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用按上述重量份计的B组分中的去 离子水量的一半稀释，然后搅动并添加上述按重量份计的钛白粉、滑石粉、重晶石、纳米气 象二氧化硅、氧化铁红，高速搅拌IOmin后，再用按上述重量份计的B组分中剩余的去离子 水稀释并高速搅拌30min，接着添加C组分去离子水搅拌至均勻分散得到BC组分，
将磷酸锌、三聚磷酸铝与液态环氧树脂研磨搅拌均勻得到A组分，调漆时将A组分 与BC组分混合均勻；
中间漆的制备
A组分水性环氧树脂20．oo
Z尺性环氧树脂固化剂45克
云母氧化铁20．oo
B组分 滑石粉2．50 ．
重晶石4．oo
纳米气相二氧化硅1．20
去离子刁K20．oo
(组分去离子／j10．oo
60备工艺
将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用上述按重量份计的B组分中去离子水量的一半稀释，低速搅拌并添加上述按重量份计的云母氧化铁、滑石粉、重晶石、纳米气象二氧化硅，然后高速分散lOmin，接着按重量份计的B组分中去离子水量的另一半稀释并高速分散30min，最后添加上述按重量份计的C组分中部分去离子水；
调漆时，按一定比例将A组分与B组分搅拌均匀，加入按重量份计的C组分中剩余去离子水调节涂料粘度；
面漆的制备
jK25．oo ．
分散剂硬脂酰胺o．30克
．二醇单丁醚3．oo
消泡剂o．3克
成膜助剂Texan。1 3．oo
云母氧化铁灰15．oo ．[oi 50] 滑石粉1．5克[oi 51] 硫酸钡4．5克
气相纳米Si021．20
乳液A／-3099HA70．oo
增稠剂甲基羟乙基纤维素1．oo
AM[)一950．06 Z
氨水1．50 Z
60备工艺
按照配方先将成膜物质助剂Texan。l、乙二醇单丁醚、分散剂、水进行混合搅拌5min，然后于其中加入上述按重量份计的云母氧化铁灰、滑石粉、硫酸钡、气相纳米二氧化硅，分散30min，接着加入乳液A／-3099HA和消泡剂搅拌20min，再加入增稠剂，调节粘度，加入上述按重量份计I~AM[)一95。
钢结构表面涂层制备工艺
7]尺性带锈底漆为双组份，将A组分和B组分按l2．8的比例混合搅拌约5min，静置待用。
7]尺性环氧云铁中间漆为双组份，将A组分和B组分按l4的比例混合搅拌约5min，静置待用。
尺性丙烯酸云铁面漆为单组份漆，使用前搅拌均匀。
底漆涂刷2道，每道间隔3h；中间漆涂刷l道；面漆涂刷l道。底漆和中间漆，中间漆和面漆之间涂刷间隔9h。
实施例3
底漆的制备
A组分改性环氧树脂5克
粦酸锌l克
B组分水性环氧树脂固化剂23．，46
聚磷酸铝5．13克
钛白粉2．73克
滑石粉5．13克
重晶一5．13克
内米气相二氧化硅1．03克
氧化铁红2．73克
去离子／j22．4l克
(组分去离子刁K19．5l克
60备工艺
先将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用按上述重量份计的B组分中的去离子水量的一半稀释，然后搅动并添加上述按重量份计的钛白粉、滑石粉、重晶石、纳米气象二氧化硅、氧化铁红，高速搅拌8min后，再用按上述重量份计的B组分中剩余的去离子水稀释并高速搅拌25min，接着添加C组分去离子水搅拌至均匀分散得到BC组分，
阵磷酸锌、三聚磷酸铝与液态环氧树脂研磨搅拌均匀得到A组分，调漆时将A组分与BC组分混合均匀；
中间漆的制备
配方
A组分水性环氧树脂17．73克
K性环氧树脂固化剂39 ．
云母氧化铁19．70克
B组分滑石粉2．36
重晶一3．94
内米气相二氧化硅1．18克
去离子水11．82
(组分去离子水3．94
60备工艺
阵上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用上述按重量份计的B组分中去离子水量的一半稀释，低速搅拌并添加上述按重量份计的云母氧化铁、滑石粉、重晶石、纳米气象二氧化硅，然后高速分散9min，接着按重量份计的B组分中去离子水量的另一半稀释并高速分散27min，最后添加上述按重量份计的C组分中部分去离子水；
调漆时，按一定比例将A组分与B组分搅拌均匀，加入按重量份计的C组分中剩余去离子水调节涂料粘度；
面漆的制备
配方
]K20．64克
分散剂硬脂酰胺o．1克
／7．二醇单丁醚1．36克
消泡剂o．2克
成膜助剂Texan。l1．36克
云母氧化铁灰8．24克
滑石粉o．5克
硫酸钡1．55克
气相纳米Si。2o．38克
孚L液AT一3099HA64．63克
增稠剂甲基羟乙基纤维素o．52克
AM~)一950．04克
氨水o．54克
60备工艺
按照配方先将成膜物质助剂Texan。l、乙二醇单丁醚、分散剂、水进行混合搅拌5min，然后于其中加入上述按重量份计的云母氧化铁灰、滑石粉、硫酸钡、气相纳米二氧化硅，分散23min，接着加入乳液AT一3099~J／L和消泡剂搅拌12min，再加入增稠剂，调节粘度，加入上述按重量份计的AMP一95。
钢结构表面涂层制备工艺
尺性带锈底漆为双组份，将A组分和B组分按l2．8的比例混合搅拌约5min，静置待用。
尺性环氧云铁中间漆为双组份，将A组分和B组分按l4的比例混合搅拌约5min，静置待用。
尺性丙烯酸云铁面漆为单组份漆，使用前搅拌均匀。
底漆涂刷两道，每道间隔5h；中间漆涂刷两道，每道间隔3h；面漆涂刷l到，每道间隔4h。底漆和中间漆，中间漆和面漆之间涂刷间隔[Oh。
最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种钢结构表面防腐蚀涂料，其特征在于所述防腐蚀涂料由水性环氧带锈底漆、水 性环氧云铁中间漆和水性丙烯酸云铁面漆组成。
2.根据权利要求1所述的钢结构表面防腐蚀涂料，其特征在于所述水性环氧带锈底漆 包括将按重量份计的下列组分通过制备而成B组分液态环氧树脂5-15 份；磷酸锌1-5 份；三聚磷酸铝5-11 份；水性环氧树脂固化剂10-30 份；钛白粉1-5 份；滑石粉2-10 份；重晶石2-10 份；纳米气相二氧化硅0. 2-1. 5 份氧化铁红1-5 份；去离子水10-25 份；去离子水1-20 份。C组分
3.根据权利要求1所述的钢结构表面防腐蚀涂料，其特征在于所述水性环氧云铁中间 漆，其特征在于包括将按重量份计的下列组分通过制备而成A组分 B组分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.根据权利要求1所述的钢结构表面防腐蚀涂料，其特征在于所述水性环氧云铁面 漆，包括将按重量份计的下列组分通过制备而成水性环氧树脂 水性环氧树脂固化剂 云母氧化铁 滑石粉 重晶石纳米气相二氧化硅 去离子水C组分去离子水水10-25 份分散剂0. 1-0. 3 份乙二醇单丁醚1-3份消泡剂0. 2-0. 3 份成膜助剂Texanol1-3份云母氧化铁灰8-15 份滑石粉0. 5-1. 5 份硫酸钡1. 5-4. 5 份气相纳米S^20. 2-1. 2 份乳液 AT-3099HA50-70 份增稠剂0. 5-1. 0 份AMP-950. 02-0. 06 份氨水0. 5-1. 5份。
5.根据权利要求1-4所述的钢结构表面防腐蚀涂料的制备方法，包括水性环氧带锈底 漆的制备、水性环氧云铁中间漆的制备和水性丙烯酸云铁面漆的制备，其特征在于所述水 性环氧带锈底漆的制备包括以下步骤先将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用按上述重量份计的B组分中的去离子 水量的一半稀释，然后搅动并添加上述按重量份计的钛白粉、滑石粉、重晶石、纳米气象二 氧化硅、氧化铁红，高速搅拌5-lOmin后，再用按上述重量份计的B组分中剩余的去离子水 稀释并高速搅拌20-30min，接着添加C组分去离子水搅拌至均勻分散得到BC组分，将磷酸锌、三聚磷酸铝与液态环氧树脂研磨搅拌均勻得到A组分，调漆时将A组分与BC 组分混合均勻；所述水性环氧云铁中间漆的制备包括以下步骤将上述按重量份计的水性环氧树脂固化剂用上述按重量份计的B组分中去离子水量 的一半稀释，低速搅拌并添加上述按重量份计的云母氧化铁、滑石粉、重晶石、纳米气相二 氧化硅，然后高速分散5-lOmin，接着按重量份计的B组分中去离子水量的另一半稀释并高 速分散20-30min，最后添加上述按重量份计的C组分中部分去离子水；调漆时，按一定比例将A组分与B组分搅拌均勻，加入按重量份计的C组分中剩余去离 子水调节涂料粘度；所述水性丙烯酸云铁面漆的制备包括以下步骤按照配方先将成膜物质助剂Texanol、乙二醇单丁醚、分散剂、水进行混合搅拌5min， 然后于其中加入上述按重量份计的云母氧化铁灰、滑石粉、硫酸钡、气相纳米二氧化硅，分 散20 30min，接着加入乳液AT-3099HA和消泡剂搅拌10 20min，再加入增稠剂，调节粘 度，加入上述按重量份计的AMP-95。
6.根据权利要求5所述的钢结构表面防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于所述水性环 氧云铁中间漆的制备中，在B组分混合初期加入添加消泡剂，在B组分接近混合完成时加入 润湿剂。
7.根据权利要求5所述的钢结构表面防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于所述搅拌速 率为 1000-1500r/min。
8.根据权利要求5所述的钢结构表面防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于所述水性丙 烯酸云铁面漆的制备中，所述分散剂为硬脂酰胺；所述增稠剂为甲基羟乙基纤维素。
9.根据权利要求1-4所述的钢结构表面防腐蚀涂料的涂抹工艺，其特征在于将水性环 氧带锈底涂覆1-2道工序、将水性环氧云铁中间漆涂覆1-2道工序和将水性丙烯酸云铁面 漆涂覆1-2道工序。
10.根据权利要求7所述的钢结构表面防腐蚀涂料的涂覆工艺，其特征在于涂覆采用 刷涂法。
全文摘要
本发明涉及一种钢结构表面防腐蚀涂料，其特征在于所述防腐蚀涂料由水性环氧带锈底漆、水性环氧云铁中间漆和水性丙烯酸云铁面漆组成；该水性防腐蚀涂料体系具有较高的耐腐蚀性和附着力，并且均为水性涂料，无毒，无污染；该制备方法包括水性环氧带锈底漆的制备、水性环氧云铁中间漆的制备和水性丙烯酸云铁面漆的制备；制备方法简单，方便实施。
文档编号C09D133/00GK102031053SQ20101061428
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者何州文, 药宁娜, 陈云, 陈新, 韩钰 申请人:中国电力科学研究院