单组份无机富锌防锈抗滑移涂料的制作方法

1.本发明涉及一种单组份无机富锌防锈抗滑移涂料，尤其涉及一种在防滑摩擦面涂装后抗滑移系数满足公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件jt/t722-2008标准中钢桥用防锈底漆及相关国家、行业的标准要求的涂料，属于防锈防滑涂料。


背景技术：

2.抗滑移系数是摩擦型螺栓连接的主要设计参数之一，直接影响构件的承载力。高强度螺栓链接已经发展成为焊接钢结构主要连接形式之一，其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高、施工简便等优点，被广泛应用在建筑钢结构和桥梁钢结构的工地连接中。对于高强度螺栓的连接，连接板的接触摩擦面的抗滑移系数是影响连接承载力的重要因素之一；对于某一个特定的连接节点，当其连接螺栓规格与数量确定后，摩擦面的处理方法及抗滑移系数值成为确定摩擦面连接承载力的主要参数，因此对高强螺栓连接施工，连接板摩擦面处理是非常重要的一环。
3.随着科技进步，新工艺、新材料的发展，目前高强度摩擦面按常规处理之后再刷特制无机富锌防锈防滑涂料(双组份)。其主要成分由烷基硅酸酯、锌粉、金刚砂、助剂和醇类溶剂等组成，特性是具有阴极保护作用，良好的耐冲击性，耐摩擦和防滑性。公开号为cn 103146234 a的中国发明专利给出了一种无机富锌防锈防滑涂料，其由甲、乙、丙三组份组成。甲组份为40～60溶剂、3～6水、30～50硅酸乙酯组成，乙组份为20～30增韧树脂、5～10助剂、40～60锌粉、30～40金刚砂、5～10溶剂组成，丙组份为铝粉；三组份混合质量比为甲:乙:丙＝(1～3):(2～5):(0.2～0.5)。该发明采用硅酸乙酯的水解物—硅烷醇与锌粉和钢材表面的活性铁反应生成硅酸锌和锌-硅酸-铁化合物，由于这种化学键相结合，使涂层与钢材间具有一定的附着力；锌比铁的标准电极小，易失去电子，所以可以牺牲阳极，保护铁不被腐蚀；在涂料中添加不规则的防滑粒子，增加涂膜层表面适当的粗糙度，妨碍或抵抗其他物体在其上面的滑动，达到防滑的效果。
4.可见，传统的无机富锌防锈防滑涂料通常为多组份涂料，主要存在以下缺陷：
5.1)涂料所采用的粘接剂刚性大、性脆，需外添加增韧树脂，因此制备工艺复杂；
6.2)涂料由多组份构成，因此制备工艺复杂，施工工艺麻烦。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在通过自制合成的内增韧聚合硅氧烷树脂制备一种防锈防腐性能优异，抗滑移系数满足国家、行业标准要求的单组份无机富锌防锈抗滑移涂料。
8.本发明的提供的单组份无机富锌防锈抗滑移涂料由下列质量百分的组分混配而成：内增韧聚合硅氧烷树脂15～20％、防沉剂1～2％、溶剂5～8％、锌粉60～70％、片状颜料2～5％、抗滑移功能材料5～12％；
9.所述内增韧聚合硅氧烷树脂由下列质量百分的原料制备而成：正硅酸乙酯27～
35％、异丙醇45～60％、水1～3％、a混合液1～2％、b混合液、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷；所述a混合液由浓度为10％的盐酸与植酸按1:1混合而成，所述b混合液由聚甲基氢硅氧烷与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合而成，其中，聚甲基氢硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷占内增韧聚合硅氧烷树脂的质量百分比为5～10％；
10.内增韧聚合硅氧烷树脂的制备方法如下：
11.1)将正硅酸乙酯、异丙醇、水与a混合液混合，加热至50～70℃；
12.2)滴加b混合液，恒温反应2～3h；
13.3)加入γ-氨基丙基三乙氧基硅烷调节ph值至6.5～7.5。
14.上述技术方案中的所述防沉剂为聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、膨润土中的一种或多种。
15.上述技术方案中的所述溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。
16.上述技术方案中的所述锌粉粒径为600～1250目。
17.上述技术方案中的所述片状颜料是粒径为600～1250目的湿法绢云母粉、云母氧化铁、片状铝粉中的一种或多种。
18.上述技术方案中的所述抗滑移功能材料是粒径为600～1250目的金刚砂(碳化硅)、棕刚玉、白刚玉、石英粉、气相二氧化硅中的一种或多种。
19.与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，因此具有以下优点：
20.1)本发明在自制的粘接剂(内增韧聚合硅氧烷树脂)中引入了聚甲基氢硅氧烷，因此可有效地克服传统无机富锌防锈防滑涂料所用粘接树脂刚性大、性脆，需外添加增韧树脂等问题。
21.2)由于在粘接剂中引入了γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，其上存在的醚基、环氧基等基团能与钢材基面能形成稳定的化学键合，因而涂层附着力等机械性能更加优异。
22.3)在本发明涂料中添加抗滑移功能材料，增加了涂层表面的粗糙度和硬度，因此能很好地阻碍连接基面间的滑动，从而达到抗滑移效果。较之传统的双组份或三组份同类涂料，本发明制备工艺简单、施工方便简捷，涂层防锈防腐性能优异，且抗滑移系数可完全达到国家、行业的相关标准。
23.以下是本发明涂料与传统无机富锌防锈抗滑移涂料进行对比试验所取得的一组数据：
24.表1：
[0025][0026]
从表1可以看出，本发明涂料的耐中性盐雾防锈防腐性能、抗滑移性能均明显优于传统无机富锌防锈抗滑移涂料和无机富锌涂料。
具体实施方式
[0027]
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
[0028]
实施例1
[0029]
1)制备内增韧聚合硅氧烷树脂
[0030]
1.1)将正硅酸乙酯27g、异丙醇56g、水1g、a混合液1g混合均匀，加热至50℃；所述a混合液由10％浓度的盐酸与植酸按1:1混合而成；
[0031]
1.2)滴加b混合液，恒温反应2h；所述b混合液由聚甲基氢硅氧烷10g、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5g混合而成；
[0032]
1.3)加入γ-氨基丙基三乙氧基硅烷调节ph值至6.5。
[0033]
2)制备涂料
[0034]
2.1)取上述制备得到的内增韧聚合硅氧烷树脂15g，依次加入防沉剂1.5g、溶剂8g、锌粉65g、片状颜料3g、抗滑移功能材料7.5g，得混合料；
[0035]
2.2)用转速为1000rpm/min的搅拌机对所述混合料搅拌30min，得本发明涂料。
[0036]
实施例2，各步骤同实施例1。
[0037]
其中，步骤1.1)中的正硅酸乙酯为32g、异丙醇为54.4g、水为2g、a混合液为1.6g，加热温度为60℃，b混合液中的聚甲基氢硅氧烷为5g、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为5g，恒温反应为2.5h，ph值为7.0。
[0038]
步骤2.1)中的内增韧聚合硅氧烷树脂为18g、防沉剂为1g、溶剂为6g、锌粉为60g、片状颜料为5g、抗滑移功能材料为10g。
[0039]
实施例3，各步骤同实施例1。
[0040]
其中，步骤1.1)中的正硅酸乙酯35为g、异丙醇为45g、水为3g、a混合液为2g，加热温度70℃，b混合液中的聚甲基氢硅氧烷为7.5g、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为7.5g，恒温反应时间为2.5h，ph值为7.5。
[0041]
步骤2.1)中的内增韧聚合硅氧烷树脂为15g、防沉剂为1g、溶剂为7g、锌粉为70g、片状颜料为2g、抗滑移功能材料为5g。
[0042]
实施例4，各步骤同实施例1。
[0043]
其中，步骤1.1)中的正硅酸乙酯为35g、异丙醇为53g、水为2g、a混合液为1g，加热温度为55℃，b混合液中的聚甲基氢硅氧烷为5g、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为5g，恒温反应时间为3h，ph值为7.0。
[0044]
步骤2.1)中的内增韧聚合硅氧烷树脂为20g、防沉剂为2g、溶剂为5g、锌粉为60g、片状颜料为2g、抗滑移功能材料为11g。
[0045]
实施例5，各步骤同实施例1。
[0046]
其中，步骤1.1)中的正硅酸乙酯为31g、异丙醇为49g、水为3g、a混合液为2g，加热温度为65℃，b混合液中的甲基氢硅氧烷为5g、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为10g，恒温反应时间为3h，ph值为6.5。
[0047]
步骤2.1)中的内增韧聚合硅氧烷树脂为17g、防沉剂为1g、溶剂为5g、锌粉为60g、片状颜料为5g、抗滑移功能材料为12g。
[0048]
实施例6，各步骤同实施例1。
[0049]
其中，步骤1.1)中的正硅酸乙酯为35g、异丙醇为48g、水为1g、a混合液为1g，加热
温度为60℃，b混合液中的聚甲基氢硅氧烷为7.5g、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为7.5g，恒温反应时间为2.5h，ph值为7.5。
[0050]
步骤2.1)中的内增韧聚合硅氧烷树脂为16g、防沉剂为2g、溶剂为6g、锌粉为64g、片状颜料为4g、抗滑移功能材料为8g。
[0051]
实施例7，各步骤同实施例1。
[0052]
其中，步骤1.1)中的正硅酸乙酯为28g、异丙醇为48g、水为2g、a混合液为2g，加热温度为50℃，b混合液中的聚甲基氢硅氧烷为10g、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为10g，恒温反应时间为2h，ph值为7.5。
[0053]
步骤2.1)中的内增韧聚合硅氧烷树脂为19g、防沉剂为1.5g、溶剂为5g、锌粉为62.5g、片状颜料为3g、抗滑移功能材料为9g。
[0054]
在上述各实例中，所述防沉剂为聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、膨润土中的一种或多种；所述溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种；所述锌粉粒径为600～1250目；所述片状颜料是粒径为600～1250目的湿法绢云母粉、云母氧化铁、片状铝粉中的一种或多种；所述抗滑移功能材料是粒径为600～1250目的金刚砂、棕刚玉、白刚玉、石英粉、气相二氧化硅中的一种或多种。