水溶性雙組分防滑防腐防銹漆及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水溶性雙組分防滑防腐防銹漆及其制備方法和應(yīng)用。該涂料的制備方法包括步驟：先將硅酸鉀加入配料容器中，加入去離子水，使硅酸鉀溶液充分稀釋。再緩緩加入已經(jīng)稱量好的硅溶膠，在規(guī)定時間內(nèi)加完，保持均勻攪拌。再加入少量去離子水，將在規(guī)定時間硅烷偶聯(lián)劑緩緩加入到溶液中，保持均勻流速。繼續(xù)勻速攪拌，常溫反應(yīng)1～2h。將硅丙乳液倒入另一容器，加入少量去離子水，攪拌均勻后，再緩慢加入到已經(jīng)反應(yīng)完畢的硅酸鉀溶液中，并保持均勻轉(zhuǎn)速攪拌0.5～1h。所得產(chǎn)物再配上金屬鋅和防滑填料的混合物，所形成的無機(jī)聚合物保護(hù)膜在具有良好的耐水、耐化學(xué)品、耐鹽霧、耐候等保護(hù)功能的同時，具有較優(yōu)異的抗滑移性能。
【專利說明】
水溶性雙組分防滑防腐防銹漆及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于防腐涂料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水溶性雙組分防滑防腐防銹漆 及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水溶性防滑防腐防銹漆具有優(yōu)異的抗滑移性能，優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、耐溫變性 能，同時具有較好的耐紫外光性能，是一種性能優(yōu)異的鋼結(jié)構(gòu)連接件的表面防腐蝕底漆。目 前大型鋼結(jié)構(gòu)工程方法，均采用工廠化制作鋼結(jié)構(gòu)截斷，再在現(xiàn)場采用高強(qiáng)度螺栓通過連 接板進(jìn)行拼裝連接，橋梁架設(shè)亦采用此方法(不管是公路橋梁的鐵路橋梁）。其連接件的表 面涂裝要求;涂層應(yīng)具有較好的防腐蝕性能和耐候性能，特別要求其表面要具有抗滑移性。 現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)連接件表面主要采用有溶劑型環(huán)氧防滑漆(含有有機(jī)溶劑)和醇溶性富鋅型防 滑漆(其溶劑為環(huán)境友好型的醇類)進(jìn)行涂裝。但是隨著和我國的環(huán)保法規(guī)對V0C(揮發(fā)性有 機(jī)化合物)排放的限制逐步采用國際標(biāo)準(zhǔn)，其要求日趨嚴(yán)格，存在V0C揮發(fā)的溶劑型油漆在 應(yīng)用上逐步受到限制。以無機(jī)硅聚合的高聚物和無機(jī)磷聚合高聚物來研發(fā)水性防腐底漆由 于其較好的抗腐蝕性能以及耐候性能，特別是較好的涂層硬度，是鋼結(jié)構(gòu)連接板的最佳選 擇。目前以單一的水性硅酸鉀、硅酸鈉、水性硅溶膠為代表的水性防腐蝕底漆已經(jīng)在大型鋼 結(jié)構(gòu)上有些應(yīng)用，但其防滑以性能、耐候性能和防腐蝕、防銹性能未能滿足鋼結(jié)構(gòu)連接件的 技術(shù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在含有揮發(fā)性溶劑，本發(fā)明的首要目的在于提供一種 環(huán)保型的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆。
[0004] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的特殊應(yīng)用； 所述水溶性雙組分防滑防腐防銹漆應(yīng)用于制備橋梁和其他大型鋼結(jié)構(gòu)件連接件表面涂裝。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種水溶性雙組分防滑防腐防銹 漆的制備方法，包括以下步驟： (1 )、將硅酸鉀52.0~57.0重量份加入配料容器中，開動高速攪拌機(jī)至600~800轉(zhuǎn)/分 鐘，加入去離子水5~7重量份。使硅酸鉀溶液充分稀釋，攪拌10-15分鐘至完全混合均勻。攪 拌過程中保持溶液處于穩(wěn)定的渦流狀態(tài)。 (2)、再緩緩加入已經(jīng)稱量好16~18重量份的水溶性硅溶膠，保持均勻的流速，加入過 程中速度宜慢，最好在20分鐘左右加完。再加入10~15重量份的去離子水，調(diào)整攪拌速率至 400~500轉(zhuǎn)/分鐘，將硅烷偶聯(lián)劑緩緩加入到溶液中，保持勻速攪拌，要求在5分鐘左右加 完。保持均勻速率(攪拌速率400~500轉(zhuǎn)/分鐘），使其常溫反應(yīng)1~1.5h。得到硅酸鉀和硅溶 膠混合溶液； 在10.0~12.0重量份水性娃丙乳液中，低速攪拌條件下加入5.0~5.3重量份去離子 水、0~0.4重量份分散劑、0~0.2重量份消泡劑劑得硅丙乳液，將硅丙乳液緩慢加入到硅酸 鉀和硅溶膠混合溶液中，低速分散20~30分鐘，過濾，得到水溶性雙組分防滑防腐防銹漆A 組分； (3)、在80.0~90.0重量份高純度高目數(shù)的金屬鋅粉中，加入1.0~2.0重量份防沉劑和 15.0~19.0重量份200目的白色(或灰色)剛玉粉，拌合均勻，得到水溶性雙組分防滑防腐防 銹漆B組分； 步驟（1)所述硅酸鉀溶液模數(shù)為3.3，質(zhì)量百分比濃度40%(產(chǎn)地;河南），所述攪拌的轉(zhuǎn) 速為600~800轉(zhuǎn)/分。
[0007] 步驟(2 )所述水性硅溶膠為CH381 -1 (江蘇國聯(lián)科技有限公司），粒徑8-10;所述硅 烷偶聯(lián)劑為KH550 (武漢晨矽化工），加入速率為2-5ml/s;所述硅丙乳液FUCHEN-108(山東 未來化工有限公司）:所述低速攪拌的轉(zhuǎn)速為400~500轉(zhuǎn)/分； 步驟(3)所述金屬鋅粉粒徑為500目，純度大于98%;所述防沉劑為膨潤土(江蘇華特BP-188B);所述白色剛玉粉(或灰色)為200目超細(xì)剛玉粉，純度大于95%(產(chǎn)地;河南）。
[0008] 本發(fā)明還提供了根據(jù)上述方法制備的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆。本發(fā)明優(yōu)選 其中A組分和B組分為1:2。上述的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆可應(yīng)用于制備涂裝鋼結(jié)構(gòu) 連接件表面涂裝。
[0009] 所述涂裝鋼結(jié)構(gòu)的制備方法按以下操作步驟： (1)鋼結(jié)構(gòu)的前處理;噴砂除銹達(dá)到Sa2.5級。
[0010] (2)在經(jīng)過前處理的鋼結(jié)構(gòu)上噴涂、滾涂或刷涂水溶性雙組分防滑防腐防銹漆;水 溶性雙組分防滑防腐防銹漆按A和B組分1:2的重量比例進(jìn)行配制，加入少量去離子水調(diào)整 粘度30 -60秒/25 °C (3)涂裝水溶性雙組分防滑防腐防銹漆后的鋼結(jié)構(gòu)常溫下干燥7天以上。
[0011]所述涂裝可應(yīng)用于制備橋梁、化工設(shè)備、建筑或道路設(shè)施的鋼結(jié)構(gòu)連接件涂裝。 [0012]本發(fā)明的原理是:硅酸鹽水溶液在酸性條件下，在水和金屬鋅存在時，硅酸根和金 屬鋅結(jié)合生成聚合硅酸鋅，二價金屬的鋅，每個鋅離子結(jié)合兩個硅酸根離子，而硅酸根也能 結(jié)合兩個鋅離子，出現(xiàn)體型聚合物。在被保護(hù)物的表面形成連續(xù)完整的保護(hù)膜。用硅烷偶聯(lián) 劑連接橋作用，引入有機(jī)硅丙乳液在無機(jī)高聚物中進(jìn)行改性，改善涂層機(jī)械性能。
[0013] 而偶聯(lián)劑的添加方式?jīng)Q定了油漆的儲存穩(wěn)定性能，采用低速滴加方式平均分配分 配偶聯(lián)劑，使硅丙乳液較為均勻存在油漆中，從而油漆的儲存性能得到改善，使得涂層交聯(lián) 固化時涂層得機(jī)械性能也能得到改善。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)異性能：使用本發(fā)明采用水溶性無機(jī)聚合 物作為鋼鐵防腐的主體成膜物，VOC含量接近于零，沒有有機(jī)溶劑排放;同時消除施工時的 火災(zāi)危險，同時有益施工人員的身體健康。創(chuàng)造性引進(jìn)有機(jī)水性硅丙乳液解決了機(jī)械性能 的不足，在耐水性和附著及柔韌性能上都得到較大改善;創(chuàng)造性引進(jìn)硅烷偶聯(lián)劑以及所采 用的滴加方式使油漆的儲存穩(wěn)定性得到提高。
[0015] 然后在B組分中引入高硬度的剛玉粉，增加涂層的耐磨性能和抗滑移性能，通過調(diào) 整金屬鋅與剛玉粉的比例，在提高漆膜的抗滑移指數(shù)的同時，保證有足夠的金屬鋅，最大限 度提高漆膜防腐蝕防銹性能。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 [0017] 實(shí)施例i (1) 將52.5重量份水溶性硅酸鉀溶液(濃度40%)置于容器中，在攪拌條件下(速率600~ 800轉(zhuǎn)/分鐘）依次加入8.0重量份去離子水、16.0重量份水性硅溶膠(CH381-1硅溶膠，江蘇 國聯(lián)科技有限公司），再加入重量份5.0去離子水。攪拌均勻后，在低速攪拌(速率400~500 轉(zhuǎn)/分鐘)條件下，將6.0重量份的硅烷偶聯(lián)劑(KH570,武漢晨矽化工)緩慢滴加(2-5ml/s)到 溶液中，保持?jǐn)嚢?~1.5小時，得到硅酸鉀和硅溶膠混合溶液； (2) 將10.0重量份水性FUCHEN-108硅丙乳液（山東未來化工有限公司）置于另一容器 中，低速攪拌(速率400~500轉(zhuǎn)/分鐘)條件下加入4.5重量份去離子水、0.2重量份BYK190分 散劑(德國畢克化學(xué)）、〇~〇. 1重量份BYK024消泡劑劑(德國畢克化學(xué)），得硅丙乳液漿，將其 緩慢加入（1)所得混合溶液中，低速分散(速率400~500轉(zhuǎn)/分鐘）20~30分鐘，過濾，得到水 溶性雙組分防滑防腐防銹漆A組分。
[0018] (3)將82.0重量份高純度高目數(shù)的金屬鋅粉，在手工拌合條件下，將1.0重量份BP-188B膨潤土防沉劑(江蘇華特）和17.0重量份200目的白色剛玉粉（純度大于95%，產(chǎn)地;河 南)加入金屬鋅粉(粒徑500目，純度大于98%)中，拌合均勻，得到水溶性雙組分防滑防腐防 銹漆B組分。
[0019] 對本實(shí)施例所得鋅灰色水溶性雙組分防滑防腐防銹漆，A組分和B組分按照重量比 1:2混合，按照GB/T1727-1999《漆膜一般制備法》進(jìn)行制板干燥。在相對濕度60~80%的常溫 下自然干燥21天，依據(jù)TBT1527-2011標(biāo)準(zhǔn)對試板進(jìn)行全面性能檢驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。
[0020] 表1實(shí)施例1所得水溶性雙組分防滑防腐防銹漆檢驗(yàn)性能測試
實(shí)施例2 (1)將54.5重量份水溶性硅酸鉀溶液(濃度40%)容器中，在攪拌條件下（速率600~800 轉(zhuǎn)/分鐘)依次加入8.0重量份去離子水、16.0重量份水性硅溶膠(CH381-1硅溶膠，江蘇國聯(lián) 科技有限公司），再加入重量份5.0去離子水。攪拌均勻后，在低速攪拌條件下，將4.2重量份 的硅烷偶聯(lián)劑(ΚΗ570，武漢晨矽化工)緩慢滴加(2-5ml/s)到溶液中，保持?jǐn)嚢?~1.5小時， 得到硅酸鉀和硅溶膠混合溶液； (2) 將10.0重量份水性FUCHEN-108硅丙乳液（山東未來化工有限公司）置于另一容器 中，低速攪拌(速率400~500轉(zhuǎn)/分鐘)條件下加入4.5重量份去離子水、0.1重量份BYK190分 散劑(德國畢克化學(xué)）、〇. 2重量份BYK190流平劑(德國畢克化學(xué)）、0.1重量份BYK024消泡劑 劑(德國畢克化學(xué)），得硅丙乳液漿，將其緩慢加入(1)所得混合溶液中，低速(速率400~500 轉(zhuǎn)/分鐘)分散20~30分鐘，過濾，得到水溶性雙組分防滑防腐防銹漆A組分。
[0021] (3)將85.0重量份高純度高目數(shù)的金屬鋅粉(粒徑500目，純度大于98%)，在手工拌 合條件下，將2.0重量份BP-188B膨潤土防沉劑(江蘇華特)和13.0重量份200目的灰色剛玉 粉(純度大于95%，產(chǎn)地;河南)加入金屬鋅粉(粒徑500目，純度大于98%)中，，拌合均勻，得到 水溶性雙組分防滑防腐防銹漆B組分。
[0022] 對本實(shí)施例所得水溶性雙組分防滑防腐防銹漆，A組分和B組分按照重量比1:2混 合，按照GB/T1727-1999《漆膜一般制備法》進(jìn)行制板干燥。在相對濕度60~80%的常溫下自 然干燥21天，進(jìn)行全面性能檢驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。
[0023] 表2實(shí)施例2所得水溶性雙組分防滑防腐防銹漆檢驗(yàn)性能測試
實(shí)施例3 將水溶性雙組分防滑防腐防銹漆制備涂裝鋼結(jié)構(gòu)連接件表面涂裝。
[0024] 所述涂裝鋼結(jié)構(gòu)的制備方法按以下操作步驟： (1)鋼結(jié)構(gòu)的前處理；噴射除銹達(dá)到GB8923-2011規(guī)定的Sa2.5~3.0級，表面粗糙度 Rz50~80微米。
[0025] (2)在經(jīng)過前處理的鋼結(jié)構(gòu)上進(jìn)行無氣噴涂； (3) 將水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的A、B組分按照1:2比例配制，攪拌均勻，涂裝在鋼 結(jié)構(gòu)連接板上常溫下干燥7天以上； (4)施工現(xiàn)場裝配時。利用已涂裝水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的連接板將各種已加 工完成的結(jié)構(gòu)件相互連接，采用高強(qiáng)度螺栓擰緊，其表面抗滑移指數(shù)優(yōu)異。
[0026] (5)在水溶性雙組分防滑防腐防銹漆上涂裝其他類型油漆，涂裝無障礙，涂層性能 優(yōu)異。
[0027] 本產(chǎn)品在大型鋼箱梁和鋼結(jié)構(gòu)件上實(shí)際應(yīng)用，實(shí)際檢測結(jié)果；防腐性能和涂層機(jī) 械性能以及抗滑移指數(shù)等項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于其他類型產(chǎn)品，施工性能較其他產(chǎn)品有明顯提高，已 大面積推廣使用。
[0028] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的制備方法，所述水溶性雙組分防滑防腐防銹漆 包括A組分和B組分，其制備方法包括以下步驟： (1) 將水溶性硅酸鉀52.0~57.0重量份加入配料容器中，開動高速攪拌機(jī)至600~800 轉(zhuǎn)/分鐘，加入去離子水5~7重量份，攪拌10-15分鐘至完全混合均勻;攪拌過程中保持溶液 處于穩(wěn)定的渦流狀態(tài)； (2) 再在勻速攪拌條件下緩緩加入16~18重量份的水溶性硅溶膠，其后再加入10~15 重量份的去離子水，調(diào)整攪拌速率，使物料呈渦流狀態(tài)，將硅烷偶聯(lián)劑緩緩加入到溶液中， 保持均勻加入速率，使其常溫反應(yīng)1~1.5h，得到硅酸鉀和硅溶膠混合溶液； 在10~12重量份水性娃丙乳液中，低速攪拌條件下加入5.0~5.3重量份去離子水、0~ 〇. 4重量份分散劑、0~0.2重量份消泡劑得硅丙乳液，將硅丙乳液緩慢加入到已制得的硅酸 鉀和硅溶膠混合溶液中，低速分散20~30分鐘，過濾，得到水溶性雙組分防滑防腐防銹漆A 組分； (3) 在80.0~90.0重量份金屬鋅粉中，加入1.0~2.0重量份防沉劑和15.0~19.0重量 份200目的白色或灰色剛玉粉，拌合均勻，得到水溶性雙組分防滑防腐防銹漆B組分。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的制備方法，其特征在于:步驟 (1)所述去離子水的加入速率為2-5ml/s;步驟(2)所述加入水性硅丙乳液的低速攪拌的轉(zhuǎn) 速為400~500轉(zhuǎn)/分。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的制備方法，其特征在于:步驟 (1)所述水溶性硅酸鉀溶液模數(shù)為3.3，質(zhì)量百分比濃度為40%;所述水性硅溶膠為CH381-1 硅溶膠，粒徑8-10納米;步驟(2)所述硅烷偶聯(lián)劑為KH550或KH570，所述硅丙乳液為FUCHEN-108，分散劑為BYK190;所述消泡劑為BYK024、FoamStar A34消泡劑或FoamStar A36消泡劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的制備方法，其特征在于:步驟 (3)所述金屬鋅粉粒徑為500目，純度大于98%;所述防沉劑為膨潤土;所述白色或灰色剛玉 粉純度大于95%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆的制備方法，其特征在于:A組 分和B組分的重量比為1: 2。6. 權(quán)利要求1-5所述任一方法制得的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆。7. 權(quán)利要求6所述的水溶性雙組分防滑防腐防銹漆應(yīng)用于大型鋼結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度螺栓連 接件的表面底層涂裝。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于:所述涂裝按以下操作步驟： (1) 鋼結(jié)構(gòu)的前處理，對大型鋼結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度螺栓連接件噴砂除銹達(dá)到Sa2.5級 (2) 在經(jīng)過步驟（1)前處理的螺栓連接件上噴涂、滾涂或刷涂水溶性雙組分防滑防腐防 銹漆;水溶性雙組分防滑防腐防銹漆按A和B組分1:2的重量比例進(jìn)行配制，加入去離子水調(diào) 整粘度30-60秒/25°C (3) 涂裝水溶性雙組分防滑防腐防銹漆后的螺栓連接件常溫下干燥7天以上。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于:所述高強(qiáng)度螺栓連接件為橋梁、化工設(shè)備、 建筑或道路設(shè)施中的鋼結(jié)構(gòu)連接件。
【文檔編號】C09D1/04GK106046875SQ201610376993
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】施銘德, 劉思平, 周春愛, 許盛景
【申請人】武漢鐵神化工有限公司