本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)用防水防護涂料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚合物改性水泥涂料與鋁、鐵等金屬或者金屬合金有良好的附著性能，且該涂料具有中度堿性，因此可以有效防范金屬構(gòu)件在空氣中的析氫電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，進而起到防腐作用。水泥遇水反應(yīng)持續(xù)釋放的氫氧化鈣又能與鋁、鐵等金屬結(jié)合成致密的鋁酸鈣、鐵酸鈣等金屬鹽成分，該金屬鹽成分可將金屬構(gòu)件表面牢固防護，防止金屬在空氣中的吸氧腐蝕。

2、聚合物改性水泥涂料通過優(yōu)化自身材料構(gòu)成，形成致密防護結(jié)構(gòu)，并且在自身破損后又可在水介質(zhì)下催化釋放其他機理的防護材料的生成反應(yīng)，形成多道金屬結(jié)構(gòu)的防護防腐，在金屬結(jié)構(gòu)防護方面有著優(yōu)良的物理和化學(xué)性能。

3、然而，現(xiàn)有通常的聚合物改性水泥涂料，多用于混凝土結(jié)構(gòu)的防水，無法直接用于金屬結(jié)構(gòu)例如鋼結(jié)構(gòu)的防護。原因是涂料中的水泥成分一旦接觸水會發(fā)生水化反應(yīng)，因此涂料使用時，需要水泥以粉料形態(tài)提供，而在施工現(xiàn)場實現(xiàn)其他組分例如聚合物乳液等液料組分和粉料組分水泥的拌合。液料組分與粉料組分混合后，水泥開始產(chǎn)生水化反應(yīng)。然而，粉料組分在粉料狀態(tài)下夾帶的空氣無法在水化反應(yīng)時逃逸，因此被固化在涂層結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致涂料涂膜中形成孔隙，使得涂膜不夠致密。因此，該涂料外露使用時，該孔隙會續(xù)存外界水，并在環(huán)境作用下，反復(fù)凍融或變化中破壞被防護的材料，導(dǎo)致其無法適用于金屬結(jié)構(gòu)例如鋼結(jié)構(gòu)。

4、建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料一般采用底涂、中涂、面涂三層施工設(shè)計，使其滿足電化學(xué)防腐和面層耐候等不同功能的要求。然而，這需要多遍施工不同性質(zhì)的涂料，防護工藝繁瑣，成本也明顯增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種鋼結(jié)構(gòu)用防水防護涂料，該涂料長期穩(wěn)定性好，可以實現(xiàn)單層涂料材料即可滿足鋼結(jié)構(gòu)用水性防腐涂料底涂、中涂、面涂指標(biāo)要求，使鋼結(jié)構(gòu)的防護變得簡單。

2、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

3、一種防水涂料，所述防水涂料包括組分a和組分b；所述組分a包括聚合物乳液；以占組分b的重量百分比計，所述組分b包括：水泥71％-82％、丙二醇15％-18％、乙醇5％-12％、苯甲酸鈉0.5％-1.2％和脫氫乙酸鈉1％-2.5％。

4、在一些實施方式中，所述聚合物乳液選自丙烯酸酯乳液、苯丙乳液和硅丙乳液中的一種或多種的組合。在組分b中水泥的堿性作用下，組分a中的丙烯酸酯乳液、苯丙乳液和硅丙乳液等組分的側(cè)鏈上的丙烯酸酯基發(fā)生水解作用，在聚合物側(cè)鏈上生成羧基基團，該羧基能夠與水泥發(fā)生反應(yīng)。

5、在一些實施方式中，所述聚合物乳液為丙烯酸酯乳液。

6、在一些實施方式中，所述聚合物乳液為陶氏ec1791乳液。

7、在一些實施方式中，所述組分a還包括助劑，所述助劑選自消泡劑、防腐劑、色漿和潤濕劑中的一種或多種的組合。消泡劑可以是有機硅消泡劑等，色漿可以為鐵紅色漿等。

8、在一些實施方式中，以占組分a的重量百分比計，所述組分a包括聚合物乳液95％-99％、助劑1％-5％。

9、在一些實施方式中，以占組分a的重量百分比計，所述組分a包括聚合物乳液95％-99％、消泡劑0.2％-1.0％、防腐劑0.02％-2.5％、色漿0.5％-2.0％。

10、在一些實施方式中，所述組分a和組分b的質(zhì)量比為1:1-1.4。

11、在一些實施方式中，所述水泥選自白水泥、灰水泥中的一種或兩種的組合。

12、在一些實施方式中，所述水泥為白水泥。

13、本發(fā)明中的白水泥即白色硅酸鹽水泥，是指由氧化鐵含量少的白色硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及混合材料(石灰石和窯灰)磨細制成的水硬性膠凝材料。

14、在一些實施方式中，所述水泥為52.5白水泥。

15、在一些實施方式中，所述乙醇為工業(yè)乙醇。工業(yè)乙醇中含有一定量的水，但成本較低。采用本發(fā)明的配方，可以采用工業(yè)乙醇，其中的水分也不會導(dǎo)致組分b的快速固化。

16、現(xiàn)有技術(shù)中的聚合物改性水泥涂料中，粉料組分在粉料狀態(tài)下夾帶的空氣無法在水化反應(yīng)時逃逸，會被固化在涂層結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致涂料涂膜中形成孔隙，使得涂膜不夠致密。本技術(shù)的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粉料組分(即本技術(shù)的組分b)采用丙二醇和乙醇的混合溶劑作為載體，其可以對粉料組分中的水泥進行分散和排氣，粉料組分b進而可以形成不夾帶空氣的預(yù)分散液體，該預(yù)分散液體再和液體組分a進行混合，也不會導(dǎo)致聚合物改性水泥涂料中存在空氣，進而可以使得其涂膜致密。本技術(shù)通過在組分b中同時加入丙二醇和乙醇，可以解決水泥粉體直接與聚合物乳液混合時，由于粉體水泥夾雜的空氣無法及時排出，被水泥固化期間埋于所成涂層中，降低涂膜致密度的問題。

17、組分b中的水泥組分作為涂料填料，可以使得本技術(shù)的防水防腐涂料能夠為鋼結(jié)構(gòu)表面提供長期的堿性環(huán)境，進而可以對鋼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)防護。

18、聚合物乳液具有較高的彈性，組分a中添加聚合物乳液可以使得涂料具有較高的彈性，使涂料能夠滿足基礎(chǔ)構(gòu)件溫度形變需求，同時提供抗形變疲勞長期防護。同時聚合物乳液中的丙烯酸側(cè)鏈結(jié)構(gòu)可以鈍化金屬結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)中的鐵離子，使得金屬結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)形成自防護層，即鈍化層。該鈍化層在金屬結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)與涂料涂層之間過渡，可以提升涂料涂層與金屬結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)的附著力。

19、工業(yè)乙醇的成本較低，因此組分b中的乙醇組分通常采用工業(yè)乙醇，然而，工業(yè)乙醇中含有一定量的水，該部分水會與組分b中的水泥進行水化反應(yīng)，可能導(dǎo)致組分b在較短的時間內(nèi)固結(jié)，進而導(dǎo)致組分b和組分a無法混合，無法得到涂料。本技術(shù)的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過控制組分b中乙醇的質(zhì)量百分比，同時在組分b中添加苯甲酸鈉和脫氫乙酸鈉，可以保證b組分不會固結(jié)，能夠與組分a形成涂料，且保證涂料的長期穩(wěn)定性。b組分中的苯甲酸鈉和脫氫乙酸鈉通常為防腐劑，現(xiàn)有技術(shù)沒有意識到二者可以防止聚合物改性涂料中的水泥組分的固結(jié)。

20、組分b中的丙二醇的含量若過低，則會引起組分b水泥水化反應(yīng)過快，會導(dǎo)致涂料涂膜孔隙率變高，吸水率變大，強度降低。

21、本發(fā)明進一步提供上述防水涂料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

22、1)對組分a進行攪拌，得到液料組分a；

23、2)將組分b中的丙二醇、乙醇、苯甲酸鈉和脫氫乙酸鈉進行混合和攪拌，加入組分b中的水泥攪拌分散，得到液料組分b；

24、3)將所述液料組分a和液料組分b混合，得到所述防水涂料。

25、在一些實施方式中，步驟1)中的攪拌在真空攪拌設(shè)備中進行。

26、在一些實施方式中，步驟2)中的混合和攪拌在真空攪拌設(shè)備中進行。

27、在一些實施方式中，步驟2)中的攪拌分散在真空攪拌設(shè)備中進行。

28、在一些實施方式中，步驟1)的攪拌時間為5-60min。

29、在一些實施方式中，步驟2)的混合和攪拌的時間為5-60min。

30、在一些實施方式中，步驟2)的攪拌分散的時間為5-60min。

31、本發(fā)明進一步提供上述防水涂料用于金屬結(jié)構(gòu)防護的用途。

32、本發(fā)明進一步提供上述防水涂料用于鋼結(jié)構(gòu)防護的用途。

33、由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

34、1)本發(fā)明的組分b中同時加入丙二醇和乙醇，可以解決水泥粉體直接與聚合物乳液混合時，由于粉體水泥夾雜的空氣無法及時排出，被水泥固化期間埋于所成涂層中，降低涂膜致密度的問題。

35、2)本發(fā)明通過控制組分b中乙醇和丙二醇的含量，以及加入苯甲酸鈉和脫氫乙酸鈉，可以使得組分b滿足長期存放，不會出現(xiàn)分層、不出現(xiàn)水泥水化凝結(jié)的要求。

36、3)本發(fā)明的防水涂料同時滿足hg/t?5176-2017鋼結(jié)構(gòu)用水性防腐涂料中底涂、中涂、面涂的指標(biāo)要求，采用本發(fā)明的防水涂料，可以實現(xiàn)單層材料滿足防腐性能需求。可以簡化現(xiàn)有技術(shù)中需要底涂、中涂、面涂三層施工設(shè)計的煩躁工序。

37、4)本發(fā)明的防水涂料滿足hg/t?5176-2017鋼結(jié)構(gòu)用水性防腐涂料、hg/t?20720-2020工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)用水性防腐蝕涂料施工及驗收規(guī)范，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對防腐涂料的性能指標(biāo)?？梢砸槐槭┕?，同時滿足底涂鈍化、中層抗氧化、面層耐侯老化的需求。

38、5)本發(fā)明的防水涂料具有致密性好、能鈍化鋼結(jié)構(gòu)表層、與基材附著力強、耐候性好，裝飾性優(yōu)良等特點，是一種壽命長、性價比高的防水防腐涂料。