本发明涉及钢材料防腐技术领域，具体而言，涉及一种低表面处理涂料及其应用。
背景技术：
目前，每年因腐蚀而报废的钢铁结构约占钢铁总产量的20％以上，据统计，我国钢材锈蚀损失约占国民经济生产总值的4％。为防止腐蚀，最有效简便的方法就是用涂料来保护。通常情况下，对钢材料表面进行涂料防腐处理之前，通常需要对其先进行表面处理，比如除锈除水等，此外，还要考虑气候、湿度等因素。彻底的表面处理是防腐涂料获得优异防腐性能的前提条件。
在理想情况下，待维修的钢材料表面应喷砂处理至sa2.5级方可进行防腐涂料喷涂。然而，实际上这会增加涂装保护成本，有时也会延误工期。停工期昂贵、预算限制和复杂结构的某些区域难以达到表面处理要求，这意味着钢结构的表面处理有时达不到应有的清洁度(这在钢结构维护防腐涂装时更为常见)。
低表面处理涂料来源于其英文名称surface-tolerantcoatings，是指能够用在非理想状态表面、并且能够保持良好性能的一类涂料。这类非理想状态表面含有锈蚀产物、可溶性盐分、水分和油污的一种或几种复合污染物，旧漆膜表面特别是醇酸类旧漆膜也属于非理想状态表面的一种。现有的低表面处理涂料在渗透性和漆膜韧性方面存在欠缺，导致其应用于非理想状态的钢材表面时存在保护不彻底、漆膜耐冲击性能不佳的问题。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种低表面处理涂料及其应用，以解决现有技术中的低表面处理涂料在渗透性和漆膜韧性方面存在欠缺的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种低表面处理涂料，该涂料包括a组分和b组分；其中，按重量份计，a组分包括35～55份的环氧树脂和3～10份的第一溶剂；b组分包括18～40份的胺类固化剂和5～15份的液态石油树脂，液态石油树脂为粘度700mpa·s～2600mpa·s的液体芳香烃类树脂，且液态石油树脂的芳香环上连接有非活性羟基；a组分与b组分的重量比为100～125:100。
进一步地，按重量份计，a组分包括40～50份的环氧树脂和4～9份的第一溶剂；b组分包括20～33份的胺类固化剂和9～13.5份的液态石油树脂。
进一步地，液态石油树脂为neciresepx-l、neciresepx-lt、rutgersnovaresla300及rutgersnovaresla700p中的一种或多种。
进一步地，环氧树脂为环氧值0.48～0.54的双酚a型环氧树脂和/或环氧值0.41～0.47的双酚a型环氧树脂。
进一步地，胺类固化剂为脂肪族胺、酚醛胺、改性胺和聚酰胺中的一种或多种。
进一步地，脂肪族胺为粘度400～700mpa·s、胺值350～390mgkoh/g的脂肪族胺，粘度≥1000mpa·s、胺值≥350mgkoh/g的脂肪族胺和粘度3400～5000mpa·s、胺值730～840mgkoh/g的脂肪族胺中的一种或多种；酚醛胺为粘度1000～1600mpa·s、胺值440～480mgkoh/g的酚醛胺，粘度1000～5000mpa·s、胺值320～350mgkoh/g的酚醛胺和粘度2000～5000mpa·s、胺值305～335mgkoh/g的酚醛胺中的一种或多种；改性胺为粘度400～600mpa·s、胺值350～390mgkoh/g的改性胺，粘度10～40mpa·s、胺值325～510mgkoh/g的改性胺，粘度150～450mpa·s、胺值950～1000mgkoh/g的改性胺和粘度900～1400mpa·s、胺值300～335mgkoh/g的改性胺中的一种或多种；聚酰胺为粘度8000～12000mpa·s、胺值370～400mgkoh/g的聚酰胺，粘度2000～4000mpa·s、胺值370～400mgkoh/g的聚酰胺和粘度650～2700mpa·s、胺值300～380mgkoh/g的聚酰胺中的一种或多种。
进一步地，按重量份计，a组分还包括15～45份的第一颜填料以及0.5～1.8份的第一助剂；其中，第一颜填料为有机膨润土、滑石粉、云母粉、氧化铁红和沉淀硫酸钡中的一种或多种；第一助剂为第一分散剂、第一流变剂和第一消泡剂中的一种或多种。
进一步地，按重量份计，b组分还包括15～45份的第二颜填料、1～2.8份的第二助剂以及13.5～20份的第二溶剂；其中，第二颜填料为有机膨润土、滑石粉、云母粉、氧化铁红和沉淀硫酸钡中的一种或多种；第二助剂为第二分散剂、第二流变剂、环氧促进剂和第二消泡剂中的一种或多种。
进一步地，第一溶剂和第二溶剂各自独立地选自二甲苯、正丁醇、苄醇和丙二醇单甲醚中的一种或多种。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述低表面处理涂料作为钢结构涂层原料的应用。
应用本发明的技术方案，提供了一种低表面处理涂料，其包括a组分和b组分；其中，按重量份计，a组分包括35～55份的环氧树脂和3～10份的第一溶剂；b组分包括18～40份的胺类固化剂和5～15份的液态石油树脂，液态石油树脂为粘度700mpa·s～2600mpa·s的液体芳香烃类树脂，且液态石油树脂的芳香环上连接有非活性羟基；所述a组分与所述b组分的重量比为100～125:100。
该涂料以环氧树脂为基料的同时，在b组分中加入了液态石油树脂。液态石油树脂具有良好的耐水性和附着力，且与环氧树脂的互溶性好，二者一起使用有利于降低环氧体系的交联密度，进而有利于增加漆膜韧性，提高漆膜的耐冲击强度；而采用的液态石油树脂为上述粘度的液体芳香烃类树脂，且其芳香环上连接有非活性羟基，这样可以有效提高涂料的渗透性能，使其即使涂装于具有铁锈等杂质的非理想表面，也能够依靠良好的渗透性贴附于钢材料的表面，并具有良好的附着能力。同时，由于在胺类固化剂的作用下，低表面处理涂料中各组分采用上述比例关系，更有利于使涂料固化完全。上述几方面的原因使得本发明提供的低表面处理涂料具有优秀的渗透性能，且漆膜韧性较高，使得形成的涂层具有良好的附着力和机械性能。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中的低表面处理涂料在渗透性和漆膜韧性方面存在欠缺。
为了解决这一问题，本发明提供了一种低表面处理涂料，其包括a组分和b组分；其中，按重量份计，a组分包括35～55份的环氧树脂和3～10份的第一溶剂；b组分包括18～40份的胺类固化剂和5～15份的液态石油树脂，液态石油树脂为粘度700mpa·s～2600mpa·s的液体芳香烃类树脂，且液态石油树脂的芳香环上连接有非活性羟基；a组分与b组分的重量比为100～125:100。
该涂料以环氧树脂为基料的同时，在b组分中加入了液态石油树脂。液态石油树脂具有良好的耐水性和附着力，且与环氧树脂的互溶性好，二者一起使用有利于降低环氧体系的交联密度，进而有利于增加漆膜韧性，提高漆膜的耐冲击强度；而采用的液态石油树脂为上述粘度的液体芳香烃类树脂，且其芳香环上连接有非活性羟基，这样可以有效提高涂料的渗透性能，使其即使涂装于具有铁锈等杂质的非理想表面，也能够依靠良好的渗透性贴附于钢材料的表面，并具有良好的附着能力。同时，由于在胺类固化剂的作用下，低表面处理涂料中各组分采用上述比例关系，更有利于使涂料固化完全。上述几方面的原因使得本发明提供的低表面处理涂料具有优秀的渗透性能，且漆膜韧性较高，使得形成的涂层具有良好的附着力和机械性能。
本发明所提供的上述低表面处理涂料中，只要具有上述组分及各组分的用量关系，就可以在低表面处理表面甚至是附着牢固的老化醇酸漆表面形成固化较彻底、具有良好韧性和附着力的防腐涂层。在一种优选的实施方式中，按重量份计，a组分包括40～50份的环氧树脂和4～9份的溶剂；b组分包括20～33份的胺类固化剂和9～13.5份的液态石油树脂。将涂料中各组分的用量控制在在上述范围内，有利于进一步提高最终涂层的固化程度和机械性能。
上述低表面处理涂料中，本领域技术人员可以选择液态石油树脂的类型。在一种优选的实施方式中，液态石油树脂为neciresepx-l(20℃粘度2300mpa·s)、neciresepx-lt(20℃粘度1600mpa·s)、rutgersnovaresla300(25℃粘度300-400mpa·s)及rutgersnovaresla700p(20℃粘度1900-2600mpa·s)中的一种或多种。这几种改性石油树脂具有更好的耐水性和增韧性，同时，其与涂料中其他组分的相容性更佳。使用这几种改性石油树脂有利于进一步提高涂料的成膜性、涂层的韧性、附着力及涂层的长期稳定性。
本发明提供的低表面处理涂料中，环氧树脂可以是本领域常用的环氧树脂。在一种优选的实施方式中，环氧树脂为环氧值0.48～0.54的双酚a型环氧树脂和/或环氧值0.41～0.47的双酚a型环氧树脂。这些环氧树脂固化后体积收缩率低，与基材具有良好的附着力。并且由于环氧树脂分子中含有极性的羟基、醚键等基团，对具有潮湿表面的基材有一定的附着力。而采用上述类型的环氧树脂，有利于进一步提高水下固化涂料对基材的附着力。
上述低表面处理涂料中，本领域技术人员可以选择胺类固化剂的具体类型。在一种优选的实施方式中，胺类固化剂包括但不限于脂肪族胺、酚醛胺、改性胺和聚酰胺中的一种或多种。上述胺类固化剂粘度低、不含溶剂，对金属表面具有极佳的附着力，在带锈的基材上表现出优异的防腐性能，在机油污染的表面仍有良好的附着力。
更优选地，各类胺类固化剂选择如下：
脂肪族胺包括但不限于粘度400～700mpa·s、胺值350～390mgkoh/g的脂肪族胺(如hexion的epikure3251型脂肪胺)，粘度≥1000mpa·s、胺值≥350mgkoh/g的脂肪族胺(如蒲江精细化工的ja-1s型脂肪胺、蒲江精细化工的ja-1型脂肪胺)和粘度3400～5000mpa·s、胺值730～840mgkoh/g的脂肪族胺(如hunstman的aradur943型脂肪胺)中的一种或多种；
酚醛胺包括但不限于粘度1000～1600mpa·s、胺值440～480mgkoh/g的酚醛胺(如镇江柏穗化工厂家的bs-t33型酚醛胺)，粘度1000～5000mpa·s、胺值320～350mgkoh/g的酚醛胺(如huntsman的aradur3442型酚醛胺)和粘度2000～5000mpa·s、胺值305～335mgkoh/g的酚醛胺(如huntsman的aradur3460型酚醛胺)中的一种或多种；
改性胺包括但不限于粘度400～600mpa·s、胺值350～390mgkoh/g的改性胺(如huntsman的aradur14型改性胺)，粘度10～40mpa·s、胺值325～510mgkoh/g的改性胺(如dow的d.e.h.2450和d.e.h.2480型改性胺)，粘度150～450mpa·s、胺值950～1000mgkoh/g的改性胺(如basf的versaminea-56型改性胺)和粘度900～1400mpa·s、胺值300～335mgkoh/g的改性胺(如huntsman的aradur2973型改性胺)中的一种或多种；
聚酰胺包括但不限于粘度8000～12000mpa·s、胺值370～400mgkoh/g的聚酰胺(如basf的versamid140型聚酰胺、hexion的epikure3125a型聚酰胺、dow的d.e.h.125型聚酰胺)，粘度2000～4000mpa·s、胺值370～400mgkoh/g的聚酰胺(如basf的versamid150型聚酰胺、hexion的epikure3140a型聚酰胺)和粘度650～2700mpa·s、胺值300～380mgkoh/g的聚酰胺(如hexion的epikure3175型聚酰胺、huntsman的aradur450型聚酰胺)中的一种或多种。
上述低表面处理涂料中，只要含有上述组分a和组分b就可以通过固化得到具有良好机械性能的涂层。在一种优选的实施方式中，按重量份计，a组分还包括15～45份的第一颜填料、0.5～1.8份的第一助剂；其中，第一颜填料为有机膨润土、滑石粉、云母粉、氧化铁红和沉淀硫酸钡中的一种或多种；第一助剂为第一分散剂、第一流变剂和第一消泡剂中的一种或多种。更优选地，a组分包括25～44份的第一颜填料。
更优选地，按重量份计，b组分还包括15～45份的第二颜填料以及1～2.8份的第二助剂以及13.5～20份的第二溶剂；其中，第二颜填料为有机膨润土、滑石粉、云母粉、氧化铁红和沉淀硫酸钡中的一种或多种；第二助剂为第二分散剂、第二流变剂、环氧促进剂和第二消泡剂中的一种或多种。在胺类固化剂中加入组分第二助剂，有利于在涂料固化过程中使颜料迁移，牢固的附着在基材表面，进一步提高涂层与基材间的附着力。
具体的第一助剂和第二助剂的类型可以进行选择，最好选用对亲水的基材表面具有较高吸附能力的物质，这更有利于使颜料附着在潮湿、有水的非理想表面。
优选地，第一分散剂和第二分散剂各自独立地选自润湿分散剂antiterra204、润湿分散剂duomeentdo、润湿分散剂disperbyk164或润湿分散剂nuosperse657。特别是润湿分散剂antiterra204和润湿分散剂duomeentdo，是一种双离子长链超强润湿分散剂，具有高表面活性，能够更进一步改善涂料的渗透性，在漆膜固化过程中使颜料迁移，牢牢的吸附在固体表面。而且该润湿分散剂从亲水固体表面吸收水的能力非常强，这大大提高了耐腐蚀性，并且让颜料很好的附着在潮湿的固体表面成为了可能，可以起到很好的保护作用，改善附着力，提高涂层质量。
优选地，第一流变剂和第二流变剂各自独立地选自m-5、a630-20x、crayvallacsuper或crayvallacultra；第一消泡剂和第二消泡剂各自独立地选自消泡剂6800、消泡剂ac-300、消泡剂byk-065或消泡剂p420。优选地，环氧促进剂选自ancaminek54或dmp-30。
本发明中“颜填料”是广义的颜料，它可以包括着色颜料(即通常意义上的颜料)和体积颜料(填料)。采用上述颜填料有利于增加涂料的装饰性和成膜性；采用上述第一助剂有利于提高环氧树脂在体系中的分散性。
优选地，上述第一溶剂和第二溶剂各自独立地选自二甲苯、正丁醇、苄醇和丙二醇单甲醚中的一种或多种。另外，也可以选择性地在上述涂料中加入活性稀释剂。
根据本发明的另一方面，还提供了一种低表面处理涂料作为钢结构涂层原料的应用。该涂料以环氧树脂为基料的同时，在b组分中加入了液态石油树脂。液态石油树脂具有良好的耐水性和附着力，且与环氧树脂的互溶性好，二者一起使用有利于降低环氧体系的交联密度，进而有利于增加漆膜韧性，提高漆膜的耐冲击强度；而采用的液态石油树脂为上述粘度的液体芳香烃类树脂，且其芳香环上连接有非活性羟基，这样可以有效提高涂料的渗透性能，使其即使涂装于具有铁锈等杂质的非理想表面，也能够依靠良好的渗透性贴附于钢材料的表面，并具有良好的附着能力。同时，由于在胺类固化剂的作用下，低表面处理涂料中各组分采用上述比例关系，更有利于使涂料固化完全。上述几方面的原因使得本发明提供的低表面处理涂料具有优秀的渗透性能，且漆膜韧性较高，使得形成的涂层具有良好的附着力和机械性能。
上述低表面处理固化涂料采取油漆工业的通用工艺来生产。各种成分可以通过高速分散机、砂磨机等设备进行混合和研磨。
通过以下实施例进一步说明本发明的有益效果：
本发明中实施例中的低表面处理涂料均采用以下工艺制备：
a组分的制备：基料树脂、溶剂投入罐内，启动高速分散机，分散机的转数为800～1000r/min，10～20min后，边搅拌边缓慢加入颜填料和可选的助剂，高速分散、研磨；
b组分的制备：将胺类固化剂、液态石油树脂及助剂依次加入罐内，分散均匀；
使用前将a、b组分按一定比例混合，搅拌均匀，即制得低表面处理涂料。
实施例1
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共55g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共10g、流变剂m-5共0.5g、润湿分散剂antiterra204共0.25g；
b组分：镇江柏穗化工厂家的bs-t33型酚醛胺共40g、液态石油树脂rutgersnovaresla300共15g；
使用时组分a和b按重量比100:100混合。
实施例2
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共35g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共3g、流变剂m-5共0.5g、润湿分散剂antiterra204共0.25g；
b组分：镇江柏穗化工厂家的bs-t33型酚醛胺共18g、液态石油树脂rutgersnovaresla300共5g；
使用时组分a和b按重量比125:100混合。
实施例3
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共40g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共4g、流变剂m-5共0.5g、润湿分散剂antiterra204共0.25g；
b组分：镇江柏穗化工厂家的bs-t33型酚醛胺共20g、液态石油树脂rutgersnovaresla300共9g；
使用时组分a和b按重量比125:100混合。
实施例4
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共50g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共9g、流变剂m-5共0.5g、润湿分散剂antiterra204共0.25g；
b组分：镇江柏穗化工厂家的bs-t33型酚醛胺共33g、液态石油树脂neciresepx-l共13.5g；
使用时组分a和b按重量比125:100混合。
实施例5
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共45g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共7g、微粒氧化铁红共25g、滑石粉共20g、流变剂m-5共0.6g、润湿分散剂antiterra204共0.5g；
b组分：ancamine2792改性胺固化剂共27g、液态石油树脂neciresepx-l共11g、流变剂m-5共1.5g、润湿分散剂antiterra204共1g，滑石粉共15g、溶剂(苄醇：正丁醇：二甲苯＝1:2:2)共15g；
使用时组分a和b按重量比120:100混合。
实施例6
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.41～0.47的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共45g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共7g、微粒氧化铁红共10g、滑石粉共5g、流变剂m-5共0.8g、润湿分散剂antiterra204共0.4g；
b组分：镇江柏穗化工厂家的bs-t33型酚醛胺共27g、液态石油树脂novaresla300共13.5g、流变剂m-5共2g、润湿分散剂antiterra204共1g，滑石粉共45g、溶剂(苄醇：正丁醇：二甲苯＝1:2:2)共13.5g；
使用时组分a和b按重量比115:100混合。
实施例7
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共49g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共9g、微粒氧化铁红共22g、滑石粉共22g、流变剂m-5共0.8g、润湿分散剂antiterra204共0.4g；
b组分：ancamine2792改性胺固化剂共29g、液态石油树脂rutgersnovaresla700p13g、流变剂m-5共2g、润湿分散剂duomeentdo共1g，滑石粉共25g、溶剂(苄醇：正丁醇：二甲苯＝1:2:2)共15g；
使用时组分a和b按重量比120:100混合。
实施例8
本实施例中低表面处理涂料的组成为：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)共49g、溶剂(苄醇：二甲苯＝1:2)共9g、微粒氧化铁红共18g、滑石粉共7g、流变剂m-5共0.8g、润湿分散剂antiterra204共0.4g；
b组分：aradur14改性胺固化剂共23g、液态石油树脂neciresepx-l共13g、流变剂m-5共2g、润湿分散剂duomeentdo共1g、滑石粉共44g、溶剂(苄醇：正丁醇：二甲苯＝1:2:2)共20g；
使用时组分a和b按重量比120:100混合。
对比例1
该实施例中的涂料组成如下：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)35g、溶剂正丁醇3g；
b组分：hexion的epikure3251型脂肪胺18g、液态石油树脂rutgersnovaresla300共5g；
使用时组分a和b按重量比95:100混合。
对比例2
该实施例中的涂料组成如下：
a组分：环氧值为0.48～0.54的双酚a型环氧树脂(环氧树脂e51)35g、溶剂正丁醇3g；
b组分：hexion的epikure3251型脂肪胺18g、液态石油树脂neciresepx-lh(20℃粘度5200mpa·s)共5g；
使用时组分a和b按重量比100:100混合。
采用测试方法：hg/t4564，对实施例及对比例中的涂料进行性能检测，结果如下：
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
液态石油树脂具有良好的耐水性和附着力，且与环氧树脂的互溶性好，二者一起使用有利于降低环氧体系的交联密度，进而有利于增加漆膜韧性，提高漆膜的耐冲击强度；而采用的液态石油树脂为上述粘度的液体芳香烃类树脂，且其芳香环上连接有非活性羟基，这样可以有效提高涂料的渗透性能，使其即使涂装于具有铁锈等杂质的非理想表面，也能够依靠良好的渗透性贴附于钢材料的表面，并具有良好的附着能力。同时，由于在胺类固化剂的作用下，低表面处理涂料中各组分采用上述比例关系，更有利于使涂料固化完全。上述几方面的原因使得本发明提供的低表面处理涂料具有优秀的渗透性能，且漆膜韧性较高，使得形成的涂层具有良好的附着力和机械性能。
更为特别地，由上述实施例3至8可以看出，将各组分之间的用量设置在优选范围内，能够进一步提高漆膜的耐冲击性和附着力。由实施例5至8可以看出，加入颜填料及助剂并将其用量控制在优选范围内，能够进一步提高涂料的各项性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。