本发明属于涂料
技术领域：
，具体涉及一种耐酸防水环氧防腐涂料的制备方法。
背景技术：
：混凝土是现代社会应用最广且用量最大的一种建筑材料，但混凝土若长时间暴露在自然环境中会因各种因素而老化甚至损坏。目前一些混凝土工程项目主要是通过提高混凝土本身的性能，规范混凝土的施工养护，同时通过施工表面保护涂层来延长混凝土的使用寿命。表面保护涂层主要有两类材料：一类是有机硅类的硅烷浸渍材料，另一类是有一定涂膜厚度的有机涂料。前一类材料主要应用于海洋水下混凝土的保护，价格较高，施工较难，耐候性较差；后一类材料是多层涂料的复合涂层，每层涂料均有不同的功能，底涂层主要为环氧类或丙烯酸类，主要用来保证与混凝土之间有很好的附着力，中间层通常是云铁等带片状填料的致密涂层，有一定的阻隔水和氯离子等酸性离子功能，但其防水耐酸的效果并不佳，因此需要在中间涂层图上再涂覆一层，形成表面涂层保护。表面涂层通常是丙烯酸类、氟碳类保护涂料，具有很好的耐候性。但普通的表面涂层没有弹性，底涂层和中间涂层也没有弹性，混凝土在热胀冷缩的过程中涂层会开裂，影响涂层对混凝土的保护，同时由于大气环境中各种因素的影响，普通表面涂层也易渗透一些水分和其它酸性物质，从而加速混凝土的过快老化失效。属材料腐蚀是全世界面临的严重问题，腐蚀不仅消耗了宝贵的则富，而且破坏了正常的生活、生产秩序，腐蚀和环境污染越来越引起人们的关注，采用防腐涂层保护金属是最有效和最经济的方法；随着人们对环境保护的日益迫切和严格，开发无溶剂型，即不含挥发性有机物（voc）或不含有害空气污染物（hap）的涂料已成为涂料工业的研究的新方向。无溶剂涂料每层可涂得厚膜，显著提高效率；固化时无溶剂挥发，形成无孔涂层，提高涂层的致密性和隔离屏蔽性能，提供优越的防腐蚀性能；生产和施工时无有害voc，保护环境，节约资源；涂料组分全部转化成膜，因此每单位厚度的原材料成本很低；此外，无溶剂涂料还可以显著降低施工成本；因此，无溶剂防腐涂料的研究可有效提高资源利用效率，减少资源浪费和提高经济效益，从而促进社会的可持续发展，因此，对无溶剂型防腐涂料的研究不论对生活还是国民经济有着重要的意义。环氧涂料具有优异的粘结力、耐水性和防腐性能，因而广泛应用于钢铁等属以及铜、铝等有色金属的防腐保护上，是使用最广的防腐涂料之一；但是，环氧树脂中含有醚键，涂料经日光紫外线照射后易降解断链，所以环氧涂料不耐户外日晒，易失去光泽粉化。表面涂层通常是丙烯酸类、氟碳类保护涂料，容易易渗透一些水分和其它酸性物质，会加速混凝土的过快老化失效，普通涂层在低温下难以固化，给施工带来困难的缺陷。因此，发明一种耐酸、耐水以及涂层的低温固化的涂料对涂料
技术领域：
是很有必要的。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对混凝土表面涂层通常是丙烯酸类、氟碳类保护涂料，容易易渗透一些水分和其它酸性物质，会加速混凝土的过快老化失效，普通涂层在低温下难以固化，给施工带来困难的缺陷，提供了一种耐酸防水环氧防腐涂料的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐酸防水环氧防腐涂料的制备方法为：向改性环氧树脂中加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体ph为8～9，得到环氧树脂漆，称取环氧大豆油、环氧树脂漆、肥皂水、耐酸防水填料、甲基硅酸钾、马来酸酐，置于高速分散机中以2000～2500r/min的转速，分散10～15min后，得到耐酸防水环氧防腐涂料；改性环氧树脂具体制备步骤为：（1）向四口烧瓶中，加入50～60ml大豆油、10～12ml质量分数为15%的甲酸溶液、20～25ml质量分数为20%的双氧水和30～40ml质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以200～220r/min的转速搅拌，加热升温，保温反应2.0～2.5h，随后移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用400～500ml质量分数为30%氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水水洗2～3次，得到环氧大豆油；（2）将180～200g双酚a型环氧树脂置于带有恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，油浴加热升温至70～78℃，随后加入300～350ml助溶剂，待双酚a型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140～150℃，得到预反应液；（3）按重量份数计，取甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯、过氧化苯甲酰混合，得到预混合溶液，将200～220ml预混合溶液通过恒压滴液漏斗以5～8ml/min的滴加速率，向上述四口烧瓶中预反应液中滴加预混合溶液，在70～80℃条件下保温反应2～3h后得到改性环氧树脂；耐酸防水填料具体制备步骤为：（1）向三口烧瓶中放入质量分数为35%的甲醛溶液、苯酚、氢氧化钠、液体石蜡、辉钼石粉，加热升温至100～110℃，启动搅拌器，以200～300r/min转速搅拌，保温反应40～50min，随后将三口烧瓶减压蒸馏脱水30～45min，继续保温反应，待温度降至室温后，出料得到耐酸防水凝胶；（2）按重量份数计，将6～7份聚乙烯亚胺和8～10份四乙烯五胺溶于装有40～50份无水甲醇的烧杯中，加热升温至70～80℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，向烧杯中加入30～40g滑石粉，浸泡10～12h，得到胺基功能化滑石粉，随后将耐酸防水凝胶加热升温，软化后流入胺基功能化滑石粉的层间，放入设定温度为120～130℃的鼓风干燥机中，自然降温至室温得到耐酸防水填料。耐酸防水环氧防腐涂料具体制备步骤中各原料，按重量份数计，包括10～15份环氧大豆油、40～50份环氧树脂漆、10～12份肥皂水、20～30份耐酸防水填料、20～22份甲基硅酸钾、15～18份马来酸酐。耐酸防水环氧防腐涂料具体制备步骤中肥皂水用碱性洗衣皂与蒸馏水按质量比为1︰10混溶复配得到。改性环氧树脂具体制备步骤（1）中保温反应温度为90～95℃。改性环氧树脂具体制备步骤（2）中助溶剂由乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为4︰1混合得到。改性环氧树脂具体制备步骤（4）中制备预混合溶液的各组分，按重量份数计，包括20～30份甲基丙烯酸、30～40份丙烯酸丁酯、10～15份苯乙烯、0.5～1.0份过氧化苯甲酰。耐酸防水填料具体制备步骤（1）中耐酸防水凝胶各原料，按重量份数计，包括75～80份质量分数为35%的甲醛溶液、80～85份苯酚、1～3份氢氧化钠、14～16份液体石蜡、20～25份辉钼石粉。耐酸防水填料具体制备步骤（1）中保温反应过程中三口烧瓶中产物开始出现凝胶后，应停止反应开始降温。耐酸防水填料具体制备步骤（2）中耐酸防水凝胶软化后温度控制为100～120℃。本发明的有益效果是：（1）本发明耐酸防水环氧防腐涂料中环氧大豆油在马来酸酐中环氧基团的反应活性更强，环氧大豆油与马来酸酐发生双键交联，形成低聚物，使环氧树脂与无机物的相容性明显改善，并使单位体积防腐涂料中环氧树脂的固化活化能得到降低，马来酸酐在低温时就能与环氧树脂发生固化交联，使防腐涂料在低温条件下可以固化，并且以酚醛树脂为产物制备耐酸防水凝胶，先通过聚乙烯亚胺和四乙烯五胺的浸渗滑石粉使其胺基功能化，再将耐酸防水凝胶加热流入滑石粉的孔隙中，鼓风条件下缓慢降温制备出层间孔隙内表面防水的滑石粉，使滑石粉层间的水性溶剂快速挥发，加快防腐涂料的固化速率，同时防腐涂料固化后，会在混凝土表面形成致密的凹凸表面，潮湿空气中在漆膜表面液化形成的水珠会迅速风干，并且滑石粉抗酸性很强，同时达到耐酸防水的目的；（2）本发明中滑石粉以耐酸防水凝胶为改性酚醛树脂，耐酸防水凝胶中添加辉钼石粉和液体石蜡，辉钼石中含大量硫元素，含硫化合物可使液体石蜡与酚醛树脂产生交联作用，使耐酸防水凝胶的表面保护膜石蜡层的致密性得到提高，耐酸防水凝胶难以透过致密保护膜而吸水，滑石粉中硅羟基受碱液的电负性影响会发生脱水缩合反应，减少表面亲水性羟基的含量，提高了耐酸防水凝胶防水性能，并且采用浸渍法，以聚乙烯亚胺和四乙烯五胺为氨基改性剂，通过滑石粉的胺基功能化使滑石粉与酚醛树脂能够脱水缩合，键合成一体，并且内部有结合的氢键提高耐酸防水凝胶与滑石粉的结合力，制备出用于内部孔隙及表面防水的滑石粉，通过内部疏水滑石粉提高防腐涂料的溶剂挥发效率，同时添加甲基硅酸钾、肥皂水，使防腐涂料具有持久的耐酸防水和抗渗性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式向四口烧瓶中，加入50～60ml大豆油、10～12ml质量分数为15%的甲酸溶液、20～25ml质量分数为20%的双氧水和30～40ml质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以200～220r/min的转速搅拌，加热升温至90～95℃，保温反应2.0～2.5h，随后移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用400～500ml质量分数为30%氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水水洗2～3次，得到环氧大豆油；将180～200g双酚a型环氧树脂置于带有恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，油浴加热升温至70～78℃，随后加入300～350ml助溶剂，待双酚a型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140～150℃，得到预反应液，所述的助溶剂由乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为4︰1混合得到；按重量份数计，取20～30份甲基丙烯酸、30～40份丙烯酸丁酯、10～15份苯乙烯、0.5～1.0份过氧化苯甲酰混合，得到预混合溶液，将200～220ml预混合溶液通过恒压滴液漏斗以5～8ml/min的滴加速率，向上述四口烧瓶中预反应液中滴加预混合溶液，在70～80℃条件下保温反应2～3h后得到改性环氧树脂；按重量份数计，向三口烧瓶中放入75～80份质量分数为35%的甲醛溶液、80～85份苯酚、1～3份氢氧化钠、14～16份液体石蜡、20～25份辉钼石粉，加热升温至100～110℃，启动搅拌器，以200～300r/min转速搅拌，保温反应40～50min，随后将三口烧瓶减压蒸馏脱水30～45min，继续保温反应，当三口烧瓶中产物开始出现凝胶后，待温度降至室温后，出料得到耐酸防水凝胶；按重量份数计，将6～7份聚乙烯亚胺和8～10份四乙烯五胺溶于装有40～50份无水甲醇的烧杯中，加热升温至70～80℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，向烧杯中加入30～40g滑石粉，浸泡10～12h，得到胺基功能化滑石粉，随后将耐酸防水凝胶加热升温至100～120℃，软化后流入胺基功能化滑石粉的层间，放入设定温度为120～130℃的鼓风干燥机中，自然降温至室温得到耐酸防水填料；向改性环氧树脂中加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体ph为8～9，得到环氧树脂漆，按重量份数计，称取10～15份环氧大豆油、40～50份环氧树脂漆、10～12份肥皂水、20～30份耐酸防水填料、20～22份甲基硅酸钾、15～18份马来酸酐，置于高速分散机中以2000～2500r/min的转速，分散10～15min后，得到耐酸防水环氧防腐涂料，所述的肥皂水用碱性洗衣皂与蒸馏水按质量比为1︰10混溶复配得到。实施例1环氧大豆油的制备：向四口烧瓶中，加入50ml大豆油、10ml质量分数为15%的甲酸溶液、20ml质量分数为20%的双氧水和30ml质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以200r/min的转速搅拌，加热升温至90℃，保温反应2.0h，随后移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用400ml质量分数为30%氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水水洗2次，得到环氧大豆油；预反应液的制备：将180g双酚a型环氧树脂置于带有恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，油浴加热升温至70℃，随后加入300ml助溶剂，待双酚a型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140℃，得到预反应液，所述的助溶剂由乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为4︰1混合得到；改性环氧树脂的制备：按重量份数计，取20份甲基丙烯酸、30份丙烯酸丁酯、10份苯乙烯、0.5份过氧化苯甲酰混合，得到预混合溶液，将200ml预混合溶液通过恒压滴液漏斗以5ml/min的滴加速率，向上述四口烧瓶中预反应液中滴加预混合溶液，在70℃条件下保温反应2h后得到改性环氧树脂；耐酸防水凝胶的制备：按重量份数计，向三口烧瓶中放入75份质量分数为35%的甲醛溶液、80份苯酚、1份氢氧化钠、14份液体石蜡、20份辉钼石粉，加热升温至100℃，启动搅拌器，以200r/min转速搅拌，保温反应40min，随后将三口烧瓶减压蒸馏脱水30min，继续保温反应，当三口烧瓶中产物开始出现凝胶后，待温度降至室温后，出料得到耐酸防水凝胶；耐酸防水填料的制备：按重量份数计，将6份聚乙烯亚胺和8份四乙烯五胺溶于装有40份无水甲醇的烧杯中，加热升温至70℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，向烧杯中加入30g滑石粉，浸泡10h，得到胺基功能化滑石粉，随后将耐酸防水凝胶加热升温至100℃，软化后流入胺基功能化滑石粉的层间，放入设定温度为120℃的鼓风干燥机中，自然降温至室温得到耐酸防水填料；耐酸防水环氧防腐涂料的制备：向改性环氧树脂中加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体ph为8，得到环氧树脂漆，按重量份数计，称取10份环氧大豆油、40份环氧树脂漆、10份肥皂水、20份耐酸防水填料、20份甲基硅酸钾、15份马来酸酐，置于高速分散机中以2000r/min的转速，分散10min后，得到耐酸防水环氧防腐涂料，所述的肥皂水用碱性洗衣皂与蒸馏水按质量比为1︰10混溶复配得到。实施例2环氧大豆油的制备：向四口烧瓶中，加入55ml大豆油、11ml质量分数为15%的甲酸溶液、23ml质量分数为20%的双氧水和35ml质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以210r/min的转速搅拌，加热升温至93℃，保温反应2.25h，随后移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用450ml质量分数为30%氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水水洗2次，得到环氧大豆油；预反应液的制备：将190g双酚a型环氧树脂置于带有恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，油浴加热升温至74℃，随后加入325ml助溶剂，待双酚a型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至145℃，得到预反应液，所述的助溶剂由乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为4︰1混合得到；改性环氧树脂的制备：按重量份数计，取25份甲基丙烯酸、35份丙烯酸丁酯、12.5份苯乙烯、0.75份过氧化苯甲酰混合，得到预混合溶液，将210ml预混合溶液通过恒压滴液漏斗以6.5ml/min的滴加速率，向上述四口烧瓶中预反应液中滴加预混合溶液，在75℃条件下保温反应2.5h后得到改性环氧树脂；耐酸防水凝胶的制备：按重量份数计，向三口烧瓶中放入77.5份质量分数为35%的甲醛溶液、82.5份苯酚、2份氢氧化钠、15份液体石蜡、22.5份辉钼石粉，加热升温至105℃，启动搅拌器，以250r/min转速搅拌，保温反应45min，随后将三口烧瓶减压蒸馏脱水38min，继续保温反应，当三口烧瓶中产物开始出现凝胶后，待温度降至室温后，出料得到耐酸防水凝胶；耐酸防水填料的制备：按重量份数计，将6.5份聚乙烯亚胺和9份四乙烯五胺溶于装有45份无水甲醇的烧杯中，加热升温至75℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，向烧杯中加入35g滑石粉，浸泡11h，得到胺基功能化滑石粉，随后将耐酸防水凝胶加热升温至110℃，软化后流入胺基功能化滑石粉的层间，放入设定温度为125℃的鼓风干燥机中，自然降温至室温得到耐酸防水填料；耐酸防水环氧防腐涂料的制备：向改性环氧树脂中加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体ph为8.5，得到环氧树脂漆，按重量份数计，称取12.5份环氧大豆油、45份环氧树脂漆、11份肥皂水、25份耐酸防水填料、21份甲基硅酸钾、16.5份马来酸酐，置于高速分散机中以2250r/min的转速，分散12.5min后，得到耐酸防水环氧防腐涂料，所述的肥皂水用碱性洗衣皂与蒸馏水按质量比为1︰10混溶复配得到。实施例3环氧大豆油的制备：向四口烧瓶中，加入60ml大豆油、12ml质量分数为15%的甲酸溶液、25ml质量分数为20%的双氧水和40ml质量分数为75%的硫酸溶液，启动搅拌器，以220r/min的转速搅拌，加热升温至95℃，保温反应2.5h，随后移入分液漏斗中，水洗，弃去水相，得到油相，用500ml质量分数为30%氢氧化钠溶液中和油相，再用蒸馏水水洗3次，得到环氧大豆油；预反应液的制备：将200g双酚a型环氧树脂置于带有恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，油浴加热升温至78℃，随后加入350ml助溶剂，待双酚a型环氧树脂全部溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至150℃，得到预反应液，所述的助溶剂由乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为4︰1混合得到；改性环氧树脂的制备：按重量份数计，取30份甲基丙烯酸、40份丙烯酸丁酯、15份苯乙烯、1.0份过氧化苯甲酰混合，得到预混合溶液，将220ml预混合溶液通过恒压滴液漏斗以8ml/min的滴加速率，向上述四口烧瓶中预反应液中滴加预混合溶液，在80℃条件下保温反应3h后得到改性环氧树脂；耐酸防水凝胶的制备：按重量份数计，向三口烧瓶中放入80份质量分数为35%的甲醛溶液、85份苯酚、3份氢氧化钠、16份液体石蜡、25份辉钼石粉，加热升温至110℃，启动搅拌器，以300r/min转速搅拌，保温反应50min，随后将三口烧瓶减压蒸馏脱水45min，继续保温反应，当三口烧瓶中产物开始出现凝胶后，待温度降至室温后，出料得到耐酸防水凝胶；耐酸防水填料的制备：按重量份数计，将7份聚乙烯亚胺和10份四乙烯五胺溶于装有50份无水甲醇的烧杯中，加热升温至80℃，搅拌直至聚乙烯亚胺完全溶解，向烧杯中加入40g滑石粉，浸泡12h，得到胺基功能化滑石粉，随后将耐酸防水凝胶加热升温至120℃，软化后流入胺基功能化滑石粉的层间，放入设定温度为130℃的鼓风干燥机中，自然降温至室温得到耐酸防水填料；耐酸防水环氧防腐涂料的制备：向改性环氧树脂中加入质量分数为30%的氨水，直至四口烧瓶中液体ph为9，得到环氧树脂漆，按重量份数计，称取15份环氧大豆油、50份环氧树脂漆、12份肥皂水、30份耐酸防水填料、22份甲基硅酸钾、18份马来酸酐，置于高速分散机中以2500r/min的转速，分散15min后，得到耐酸防水环氧防腐涂料，所述的肥皂水用碱性洗衣皂与蒸馏水按质量比为1︰10混溶复配得到。对比例1与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是用普通环氧树脂代替本发明的改性环氧树脂。对比例2与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少耐酸防水填料。对比例3上海某公司生产的防水耐酸涂料。耐水性测定按照《gb/t1733-1993漆膜耐水性测定法》进行检测。延伸率按照jg/t172——2005检测。本发明实例与对比例中的环氧防腐涂料分别均匀的涂抹于洁净的玻璃板上，将其放置在0-10摄氏度的低温下，观察其表干情况，并记录表干时间，表干时间越短低温固化效果越好。本发明中将实施例和对比例中的涂料涂布于混凝土外墙表面固化干燥后，在其表面涂布h2so4溶液，观察漆膜表面变化情况。表1耐酸性涂料性能测定结果测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3耐水性（d）470480490420430460低温固化表干时间（min）171510302520延伸率（-10℃）707375505562延伸率（25℃）90100110808588耐酸性120h无异常120h无异常120h无异常60h无异常80h无异常90h无异常由表1数据可知，本发明制得的耐酸防水环氧防腐涂料耐水性达490d，保证其有更好的耐水性，本发明制得的耐酸防水环氧防腐涂料在低温下表干时间最短达10min，具有良好的低温固化效果，且在低温和常温下都具有优异的延伸率，使涂层不易收缩断裂，从而保证了涂层有更好的防水性和耐酸性，并且涂料涂布于混凝土外墙表面固化干燥后，在其表面涂布h2so4溶液120h无异常，具有良好的耐酸性。具有广阔的应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，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。当前第1页12