本发明涉及化工领域，特别是涉及一种混凝土防腐涂料以及其制造方法。
背景技术：
混凝土材料是一种多孔材料，混凝土结构在服役过程中常常由于环境介质侵蚀而发生破坏。
常见混凝土保护措施为在混凝土表面涂覆致密的保护涂层，以隔离环境介质的腐蚀。目前常用的涂料类型有环氧类涂料、氟碳涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸类涂料等。这些涂料在隔离腐蚀介质、保护混凝土方面起到了积极的作用。但还存在如下问题：(1)涂料本身为有机高分子材料，在紫外线作用下易发生老化，失去对混凝土基材的保护作用；(2)由于种种原因，在混凝土结构中可能存在连通的毛细孔，当有水汽存在时，对混凝土致密的保护涂层产生比较大的气压，可能导致涂层鼓包等破坏，失去对混凝土的保护作用。
目前也有一些无机涂料在工程上应用，但由于无机材料脆性大，涂层容易开裂。另外，由于混凝土结构在成型过程中，表层比较薄弱，混凝土在服役期间，由于风化、碳化等作用，也导致混凝土表层相对于其内部比较薄弱，因此，也容易导致涂层脱落。
氟碳树脂等长效防腐体系能对结构提供比较长效的保护。但仍然存在如下需要解决的问题：涂层材料本身不耐老化，防护周期短：以环氧和聚氨酯为代表的防护体系很多情况下只能提供5年的有效保护。以氟碳为代表的高端长效型重防腐体系也往往不到10年就需要大修或者整体重新涂装。涂层损坏后重装不仅消耗人力、物力等资源，而且一旦维护不及时，锈蚀影响到基材的承载力则可能造成安全事故。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种耐老化、防护周期较长的混凝土防腐涂料以及其制造方法。
本发明的混凝土防腐涂料，由底漆与面漆组成，
所述底漆由按重量份计的20-70份的半成品b和40-60份的分散液a组成，所述分散液a由按重量份计且合计100份的下述物质组成：10-20份的无定形二氧化硅、5-15份的无定形氧化铝以及余量的水，所述半成品b由按重量份计且合计100份的下述物质组成：30-55份的聚丙烯酸甲酯、20-55份的聚丙烯酰胺、0.1-1份的十二烷基磺酸钠、0.5-2份的过硫酸铵以及20-45份的去离子水；
所述面漆由a组分以及b组分组成，所述a组分由质量百分比的下述物质组成：30％～50％的纳米铝氧化物、20％～40％的纳米硅氧化物、5％～20％的异丙醇、5％～25％的填料、2％～20％的去离子水、10％～20％的色粉、1％～5％的聚四氟乙烯粉以及0％-1％的助剂，b组分由质量百分比的下述物质组成：30％～55％的甲基三甲氧基硅烷、0.1％～0.5％聚二甲基硅氧烷、12％～40％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.5％～3％的乙酸、3％～8％的1，4—丁二醇、10％～20％的二甲基二甲氧基硅烷以及1％～3％硬脂酸铵。
本发明的混凝土防腐涂料，其中，填料是硅微粉、气相法白炭黑、滑石粉、无机膨润土、晶须硅、碳酸钙、高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或几种。
本发明的混凝土防腐涂料，其中，色粉是钛白粉、铬黄、铜铬黑、钴蓝、硅铁红、氧化铁红、炭黑的一种或几种。
本发明的混凝土防腐涂料，其中，助剂是聚丙烯酰胺、甲基磷酸酯、十二烷基磺酸盐钠、丙二醇苯醚中的一种或几种。
本发明的混凝土防腐涂料制造方法，包括：
将无定形二氧化硅、无定形氧化铝，在水中进行超声分散，控制粒径在50-100nm之间，得到分散液a，其中分散液a固含量约为20～25％，所述分散液a由按重量份计且合计100份的下述物质组成：10-20份的无定形二氧化硅、5-15份的无定形氧化铝以及余量的水；
将聚丙烯酸甲酯以及聚丙烯酰胺中加入十二烷基磺酸钠、过硫酸铵，分散30分钟后，加入去离子水，得到半成品b，所述半成品b由按重量份计且合计100份的下述物质组成：30-55份的聚丙烯酸甲酯、20-55份的聚丙烯酰胺、0.1-1份的十二烷基磺酸钠、0.5-2份的过硫酸铵以及20-45份的去离子水；
将半成品b与分散液a按照比例混合，分散后得到底漆，所述比例如下：半成品b：20-70份，分散液a：40-60份；
将质量百分比的下述物质：30％～50％的纳米铝氧化物、20％～40％的纳米硅氧化物、5％～20％的异丙醇、5％～25％的填料、2％～20％的去离子水、10％～20％的色粉、1％～5％的聚四氟乙烯粉以及0％-1％的助剂搅拌5小时后，研磨10小时，冷却静置并用200号滤网过滤得到a组分；
将质量百分比的下述物质：30％～55％的甲基三甲氧基硅烷、0.1％～0.5％聚二甲基硅氧烷、12％～40％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.5％～3％的乙酸、3％～8％的1，4—丁二醇、10％～20％的二甲基二甲氧基硅烷以及1％～3％硬脂酸铵搅拌混合，静置后得到b组分；
将a组分和b组分混合后，在20～35℃条件下，混合搅拌后得到面漆。
本发明的技术方案采用无机高分子材料，无有害的挥发性有机物，涂料本身更耐老化，并通过改善混凝土表面的性能，以及涂层自身的性能，可以更长效的保护混凝土。
具体实施方式
本发明的混凝土防腐涂料，由底漆与面漆组成，
所述底漆由按重量份计的20-70份的半成品b和40-60份的分散液a组成，所述分散液a由按重量份计且合计100份的下述物质组成：10-20份的无定形二氧化硅、5-15份的无定形氧化铝以及余量的水，所述半成品b由按重量份计且合计100份的下述物质组成：30-55份的聚丙烯酸甲酯、20-55份的聚丙烯酰胺、0.1-1份的十二烷基磺酸钠、0.5-2份的过硫酸铵以及20-45份的去离子水；
所述面漆由a组分以及b组分组成，所述a组分由质量百分比的下述物质组成：30％～50％的纳米铝氧化物、20％～40％的纳米硅氧化物、5％～20％的异丙醇、5％～25％的填料、2％～20％的去离子水、10％～20％的色粉、1％～5％的聚四氟乙烯粉以及0％-1％的助剂，b组分由质量百分比的下述物质组成：30％～55％的甲基三甲氧基硅烷、0.1％～0.5％聚二甲基硅氧烷、12％～40％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.5％～3％的乙酸、3％～8％的1，4—丁二醇、10％～20％的二甲基二甲氧基硅烷以及1％～3％硬脂酸铵。
本发明的混凝土防腐涂料，其中，填料是硅微粉、气相法白炭黑、滑石粉、无机膨润土、晶须硅、碳酸钙、高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或几种。
本发明的混凝土防腐涂料，其中，色粉是钛白粉、铬黄、铜铬黑、钴蓝、硅铁红、氧化铁红、炭黑的一种或几种。
本发明的混凝土防腐涂料，其中，助剂是聚丙烯酰胺、甲基磷酸酯、十二烷基磺酸盐钠、丙二醇苯醚中的一种或几种。
本发明的混凝土防腐涂料制造方法，包括：
将无定形二氧化硅、无定形氧化铝，在水中进行超声分散，控制粒径在50-100nm之间，得到分散液a，其中分散液a固含量约为20～25％，所述分散液a由按重量份计且合计100份的下述物质组成：10-20份的无定形二氧化硅、5-15份的无定形氧化铝以及余量的水；
将聚丙烯酸甲酯以及聚丙烯酰胺中加入十二烷基磺酸钠、过硫酸铵，高速分散30分钟后，加入去离子水，得到半成品b，所述半成品b由按重量份计且合计100份的下述物质组成：30-55份的聚丙烯酸甲酯、20-55份的聚丙烯酰胺、0.1-1份的十二烷基磺酸钠、0.5-2份的过硫酸铵以及20-45份的去离子水；
将半成品b与分散液a按照比例混合，高速分散后得到底漆，所述比例如下：半成品b：20-70份，分散液a：40-60份；
将质量百分比的下述物质：30％～50％的纳米铝氧化物、20％～40％的纳米硅氧化物、5％～20％的异丙醇、5％～25％的填料、2％～20％的去离子水、10％～20％的色粉、1％～5％的聚四氟乙烯粉以及0％-1％的助剂高速搅拌5小时后，研磨10小时，冷却静置并用200号滤网过滤得到a组分；
将质量百分比的下述物质：30％～55％的甲基三甲氧基硅烷、0.1％～0.5％聚二甲基硅氧烷、12％～40％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.5％～3％的乙酸、3％～8％的1，4—丁二醇、10％～20％的二甲基二甲氧基硅烷以及1％～3％硬脂酸铵搅拌混合，静置后得到b组分；
将a组分和b组分混合后，在20～35℃条件下，混合搅拌后得到面漆。
固含量是乳液或涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。
本发明的混凝土防腐涂料在使用中应该刷一层底漆、一到两层面漆。
底漆为单组份，原料包括聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺，十二烷基磺酸钠，过硫酸铵，无定形二氧化硅，无定形氧化铝等。
底漆制作过程包括：
制备活性分散液a：将活性氧化物(无定形二氧化硅、无定形氧化铝)，在水中进行超声分散，控制粒径在50-100nm之间。得到分散液a，其中分散液a的固含量约为20～25％；
将聚丙烯酸甲酯以及聚丙烯酰胺中加入一定量的十二烷基磺酸钠以及一定量的份过硫酸铵，高速分散30分钟后，加入一定份数的去离子水，得到半成品b；
将半成品b与分散液a按照一定比例混合，高速分散后得到底漆。
半成品b与分散液a混合比例(按重量份计)如下：半成品b：20-70份，分散液：40-60份。
其中活性分散液(即分散液a)可按以下比例进行制备：重量份计且合计100份，无定形二氧化硅：10-20份，无定形氧化铝：5-15份，水：余量。
半成品b按以下比例进行制备，合计100份：
本发明中的底漆依靠其中活性组分，与混凝土中水泥水化的附产物氢氧化钙反应，生成二次水化产物，在混凝土表层孔隙中填充，一方面阻断了连通孔，同时增加混凝土表层致密性，提高混凝土表面强度和硬度，并通过胶粘剂(聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酰胺)的作用，在混凝土表层形成致密稳定的膜层，不仅为面层的强力附着提供基础，同时避免面漆鼓包等破坏。
面漆制作过程包括：
准备原料：纳米铝氧化物：质量分数20～30％
纳米硅氧化物：质量分数20～40％
异丙醇，
sio2粉末，2000目
滑石粉，1000目
硬脂酸胺
聚二甲基硅氧烷
甲基三甲氧基硅烷
二甲基二甲氧基硅烷
碳酸钙400目
乙酸
去离子水
面漆a组分制备(按质量百分比)：
按上述配方混合后，在高速搅拌中搅拌5小时后，研磨10小时，冷却静置并用200号滤网过滤得到a组分，其中填料主要起调整粘度、增加涂料硬度等作用，可以是硅微粉、气相法白炭黑、滑石粉、无机膨润土、晶须硅、碳酸钙、高岭土、沉淀硫酸钡中的一种或几种。
色粉可以是钛白粉、铬黄、铜铬黑、钴蓝、硅铁红、氧化铁红、炭黑的一种或几种。
助剂可以是聚丙烯酰胺、甲基磷酸酯、十二烷基磺酸盐钠、丙二醇苯醚中的一种或几种。
面漆b组分制备(按质量百分比)：
甲基三甲氧基硅烷30％～55％
聚二甲基硅氧烷0.1％～0.5％
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷12％～40％
乙酸0.5％～3％
1，4—丁二醇3％～8％
二甲基二甲氧基硅烷10％～20％
硬脂酸铵1％～3％
按上述配方搅拌至充分混合，静置后得到b组分。
将a组分和b组分按一定比例混合后，在20～35℃条件下，混合搅拌后即可使用。
实施例1；
将10份无定形二氧化硅、10份无定形氧化铝以及80份水，在水中进行超声分散，控制粒径在50-100nm之间,得到分散液；
将30份聚丙烯酸甲酯以及25聚丙烯酰胺中加入0.1十二烷基磺酸钠，,0.5份过硫酸铵，高速分散30分钟后，加入44.6去离子水，得到半成品b；
将半成品b与分散液按：30:50进行混合，高速分散后得到底漆；
将30份硅溶胶、20份铝溶胶、20份异丙醇、5份硅微粉、5份膨润土、15份钛白粉以及5份氧化铁红充分分散并研磨后，冷却静置并用200号滤网过滤，得到组分a；
将40份甲基三甲氧基硅烷、30份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.3份聚二甲基硅氧烷、2份乙酸、0份3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2.7份硬脂酸按、5份1，4—丁二醇混合充分分散后静置，得到b组分；
将a/b组分按照1:0.7进行混合，室温10～35℃搅拌后得到面漆。
将底漆使用辊涂的方式辊涂在混凝土外墙，湿膜厚度30-50μm，室温条件下干燥10-20分钟(表干)后，滚涂面漆，湿膜厚度100μm，测试各项性能。
实施例2；
将20份无定形二氧化硅、5份无定形氧化铝以及75份水，在水中进行超声分散，控制粒径在50-100nm之间,得到分散液；
将45份聚丙烯酸甲酯以及30聚丙烯酰胺中加入0.2十二烷基磺酸钠，,0.8份过硫酸铵，高速分散30分钟后，加入24去离子水，得到半成品b；
将半成品b与分散液按：20:40进行混合，高速分散后得到底漆；
将40份硅溶胶、25份铝溶胶、10份异丙醇、8份膨润土、10份钛白粉以及7份铜铬黑充分分散并研磨后，冷却静置并用200号滤网过滤，得到组分a；
将40份甲基三甲氧基硅烷、40份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.3份聚二甲基硅氧烷、2份乙酸、10份3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2.7份硬脂酸按、5份1，4—丁二醇混合充分分散后静置，得到b组分；
将a/b组分按照1:0.55进行混合，室温10～35℃搅拌后得到涂料。
将底漆使用辊涂的方式辊涂在混凝土外墙，湿膜厚度30-50μm，室温条件下干燥10-20分钟(表干)后，滚涂面漆，湿膜厚度100μm，测试各项性能。
实施例3；
将10份无定形二氧化硅、5份无定形氧化铝以及60份水，在水中进行超声分散，控制粒径在50-100nm之间,得到分散液；
将55份聚丙烯酸甲酯以及20份聚丙烯酰胺中加入0.5份十二烷基磺酸钠，0.5份过硫酸铵，高速分散30分钟后，加入24去离子水，得到半成品b；
将半成品b与分散液按：70:60进行混合，高速分散后得到底漆；
将15份硅溶胶、40份铝溶胶、17份异丙醇、5份高岭土、5份膨润土、3份气象法白炭黑、10份硅铁红以及5份氧化铁红充分分散并研磨后，冷却静置并用200号滤网过滤，得到组分a；
将30份甲基三甲氧基硅烷、37份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.3份聚二甲基硅氧烷、2份乙酸、20份3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2.7份硬脂酸铵、8份1，4—丁二醇混合充分分散后静置，得到b组分；
将a/b组分按照1:0.75进行混合，室温10～35℃搅拌后得到涂料。
将底漆使用辊涂的方式辊涂在混凝土外墙，湿膜厚度30-50μm，室温条件下干燥10-20分钟(表干)后，滚涂面漆，湿膜厚度100μm，测试各项性能。
从上述性能比较表可以得到本发明的技术方案的优点：
以无机材料为主要成膜物质，与有机涂料体系比，提高涂料本身的耐老化性能；
通过添加活性增强组分，阻断混凝土表层的连通孔，增加混凝土表面硬度，从而使涂层不易破损、脱落；
通过引入扩链剂，提高无机涂层的韧性，减少开裂。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。