本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，特別涉及一種鋼結(jié)構(gòu)用妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂的水性環(huán)氧底漆及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)世界各國(guó)涂料行業(yè)加緊對(duì)低VOC排放的環(huán)保型涂料的研究，水性防腐涂料大大減少甚至完全消除了VOC排放，而且使用安全方便，以迅速發(fā)展。單組分水性防腐涂料采用的基料聚合物乳液多為熱塑型，涂膜硬度、耐介質(zhì)性、耐污染等性能難以達(dá)到溶劑型工業(yè)涂料水平。因而近年來(lái)人們開(kāi)始致力于雙組分水性防腐涂料的研究。雙組分水性環(huán)氧防腐涂料可以室溫交聯(lián)固化，附著力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，耐化學(xué)介質(zhì)性能好，其性能可以達(dá)到溶劑型環(huán)氧涂料水平，因而可以替代溶劑型環(huán)氧防腐涂料，應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)防腐。

聚酰胺類固化劑能與環(huán)氧樹(shù)脂常溫下固化成膜，固化后的漆膜具有良好的防腐性和柔韌性。但干燥時(shí)間長(zhǎng)，其最大的缺點(diǎn)是低溫固化性能較差，一般情況下，溫度低于10℃時(shí)就無(wú)法進(jìn)行正常施工，而我國(guó)大部分地區(qū)的冬天溫度都在5℃以下，而大型鋼結(jié)構(gòu)基本在室外施工，這就限制了其在冬季的使用。

趙科明、王飛鏑、邱清華等人在其《腰果酚改性胺類環(huán)氧地坪固化劑的合成及性能研究》一文中，以天然產(chǎn)物廢棄物腰果殼提取的腰果酚為原料，同甲醛和多元胺（二乙烯三胺，三乙烯四胺，間苯二甲胺，異佛爾酮二胺）反應(yīng)，合成胺系環(huán)氧地坪固化劑，既有脂肪胺的常溫快速固化和優(yōu)良的耐化學(xué)品性，又有低分子量聚酰胺的低毒、良好柔韌性。但由于腰果酚分子中的酚羥基-OH不參與反應(yīng)，改性后的固化劑中含有弱酸的酚羥基，使其涂膜易被氧化且抗堿性不佳，容易吸收紫外光，發(fā)生共聚，固化的環(huán)氧涂料黃變現(xiàn)象特別嚴(yán)重。

因此，本文利用凹凸棒土表面上的硅羥基與腰果酚發(fā)生醚化交聯(lián)反應(yīng)，再通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制備改性腰果酚醛胺固化劑，改性固化劑既具有一般腰果酚酰胺固化劑的優(yōu)點(diǎn)，又兼具凹凸棒土的優(yōu)點(diǎn)，形成相對(duì)穩(wěn)定的固化體系，明顯改善了環(huán)氧樹(shù)脂固化涂膜的耐黃變性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鋼結(jié)構(gòu)用妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂的水性環(huán)氧底漆及其制備方法，提高環(huán)氧樹(shù)脂固化涂膜的耐黃變性能。

一種鋼結(jié)構(gòu)用妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂的水性環(huán)氧底漆，由以下重量份的原料組成：環(huán)氧樹(shù)脂50-70份，腰果酚14-20份，甲醛溶液13-23份，異氟爾酮二胺20-27份，KH550 2-4份，凹凸棒土4-9份，1mol/L鹽酸溶液適量，芐基三乙基氯化銨1-1.5份，30%的氫氧化鈉溶液15-20份，去離子水適量，硬脂酰胺1-2份，環(huán)氧稀釋劑2-5份，妥爾油4-7份，鄰苯二甲酸酐3-6份，甲苯10-20份。

具體步驟如下：

（1）凹凸棒土改性的腰果酚：

①、將凹凸棒土加入到KH550的水溶液中，用1mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至3-4，常溫?cái)嚢杼幚?2-18小時(shí)，之后用去離子水洗滌，1500-2500r/min離心，真空干燥，粉碎，過(guò)100-200目篩，備用；

②、將腰果酚、芐基三乙基氯化銨以及改性處理后的凹凸棒土加入反應(yīng)瓶中，在70-90℃條件下恒溫?cái)嚢?-5小時(shí)，冷卻至50-70℃，加入30%的氫氧化鈉溶液，在條件下恒溫?cái)嚢?-4小時(shí)，冷卻至室溫，洗滌至中性，分離濃縮，得到凹凸棒土改性的腰果酚；

（2）改性腰果酚醛胺固化劑的制備：

將裝有電動(dòng)攪拌器、冷凝管的四口燒瓶置于30-50℃恒溫水浴中，加入步驟（1）制備的凹凸棒土改性的腰果酚，邊攪拌邊滴加異佛爾酮二胺，再加入甲醛溶液攪拌均勻，水浴鍋升溫90-100℃，恒溫反應(yīng)2-4小時(shí)，降溫至60-75℃，控制壓力在0.0085-0.0095MPa進(jìn)行減壓蒸餾，制得改性腰果酚醛胺固化劑；

（3）先將部分步驟（2）得到的改性腰果酚醛胺固化劑與消泡劑、水預(yù)混，高速分散10-20分鐘，之后加入剩余的改性腰果酚醛胺固化劑、硬脂酰胺，攪拌15-30分鐘，即得組分A；

（4）組分B的制備：

①、依次在反應(yīng)釜中加入妥爾油、鄰苯二甲酸酐、甲苯，攪拌并加熱至140-150℃，保溫2-4小時(shí)，將溫度升至205-215℃后，保溫?cái)嚢柚琳扯取?0000mPa^.s，酸值≤10mgKOH/g，得到妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂；

②、將上述得到的妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧稀釋劑混合充分后，作為組分B單獨(dú)包裝。

其中，步驟（1）所述的KH550的水溶液濃度為5%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明使用硅烷偶聯(lián)劑處理后的凹凸棒土含有的大量硅羥基結(jié)構(gòu)，與腰果酚的酚羥基發(fā)生醚化交聯(lián)反應(yīng)，替代酚羥基結(jié)構(gòu)，從而得到耐黃變性能更好的腰果酚基醚，在改性腰果酚醛胺固化劑的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一種新型環(huán)氧涂料，具有耐黃變性較好、可低溫固化和防腐性能優(yōu)異的特點(diǎn)。

（2）本發(fā)明中改性后的凹凸棒土與腰果酚的酚羥基發(fā)生醚化交聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)含有氫鍵，再與異氟爾酮二胺、甲醛反應(yīng)制得改性腰果酚醛胺固化劑，既具有一般腰果酚酰胺固化劑的優(yōu)點(diǎn)，又兼具凹凸棒土的優(yōu)點(diǎn)，明顯提高改性固化劑的交聯(lián)程度，形成相對(duì)穩(wěn)定的固化體系，改善了環(huán)氧樹(shù)脂固化涂膜的韌性、耐沖擊性和耐熱性。

（3）本發(fā)明使用妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂作為基料制成的水性環(huán)氧底漆，具有優(yōu)異的附著力和滲透性、超級(jí)抗塌陷性。

具體實(shí)施方式

一種鋼結(jié)構(gòu)用妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂的水性環(huán)氧底漆，由以下重量份（公斤）的原料組成：環(huán)氧樹(shù)脂65，腰果酚17，甲醛溶液20，異氟爾酮二胺23，KH550 3，凹凸棒土7，1mol/L鹽酸溶液適量，芐基三乙基氯化銨1，30%的氫氧化鈉溶液18，去離子水適量，硬脂酰胺2，環(huán)氧稀釋劑3，妥爾油6，鄰苯二甲酸酐3，甲苯18。

具體步驟如下：

（1）凹凸棒土改性的腰果酚：

①、將凹凸棒土加入到KH550的水溶液中，用1mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至3.5，常溫?cái)嚢杼幚?6小時(shí)，之后用去離子水洗滌，2000r/min離心，真空干燥，粉碎，過(guò)200目篩，備用；

②、將腰果酚、芐基三乙基氯化銨以及改性處理后的凹凸棒土加入反應(yīng)瓶中，在80℃條件下恒溫?cái)嚢?小時(shí)，冷卻至60℃，加入30%的氫氧化鈉溶液，在條件下恒溫?cái)嚢?小時(shí)，冷卻至室溫，洗滌至中性，分離濃縮，得到凹凸棒土改性的腰果酚；

（2）改性腰果酚醛胺固化劑的制備：

將裝有電動(dòng)攪拌器、冷凝管的四口燒瓶置于40℃恒溫水浴中，加入步驟（1）制備的凹凸棒土改性的腰果酚，邊攪拌邊滴加異佛爾酮二胺，再加入甲醛溶液攪拌均勻，水浴鍋升溫95℃，恒溫反應(yīng)3小時(shí)，降溫至70℃，控制壓力在0.0095MPa進(jìn)行減壓蒸餾，制得改性腰果酚醛胺固化劑；

（3）先將部分步驟（2）得到的改性腰果酚醛胺固化劑與消泡劑、水預(yù)混，高速分散15分鐘，之后加入剩余的改性腰果酚醛胺固化劑、硬脂酰胺，攪拌20分鐘，即得組分A；

（4）組分B的制備：

①、依次在反應(yīng)釜中加入妥爾油、鄰苯二甲酸酐、甲苯，攪拌并加熱至145℃，保溫3小時(shí)，將溫度升至210℃后，保溫?cái)嚢柚琳扯取?0000mPa^.s，酸值≤10mgKOH/g，得到妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂；

②、將上述得到的妥爾油改性環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧稀釋劑混合充分后，作為組分B單獨(dú)包裝。

其中，步驟（1）所述的KH550的水溶液濃度為5%。

性能測(cè)試結(jié)果：

附著力：1級(jí)；柔韌性：2mm；耐鹽霧性/h：>500；耐汽油性：200h涂層完好。