[发明专利]一种钢结构表面的防护涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，尤其涉及一种钢结构表面，例如钢制储罐内外壁，大桥、船舶、海上石油钻井平台等钢结构的表面的长效防腐涂料及其制备方法。

背景技术

无机富锌涂料最早于1930年在澳大利亚开始研究，到1959年，美国、西德、英国和日本等国家都开始了无机富锌涂料的工业化生产和应用。无机富锌涂料以其优异的耐候性、耐热性、耐溶剂性，尤其出色的防腐蚀性和自修复功能，在铁路桥梁、港口码头、船舶集装箱等重防腐领域中得到了大规模的应用。

我国目前防腐行业使用的无机富锌涂料对基材的表面处理要求极高，存在与基层的粘接性较差，涂层较脆、柔韧性及施工性不佳等问题，尤其是在低表面处理钢材表面，上述涂层问题更易发生。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述钢结构表面的无机富锌防腐涂料的不足，提供一种新型的防腐涂料，该涂料与钢结构基材表面的粘结性能良好，得到的防护涂层具有较高的附着力与优良的耐腐蚀性。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种钢结构表面的防护涂料，由锌粉浆料与改性的正硅酸乙酯浆料按照质量比3:1～5:1混合形成，其中，所述锌粉浆料，按照质量份数计，包括70～85份锌粉、3～7份无水乙醇、2～5份正丁醇，余量为复合填料和其他助剂；所述改性的正硅酸乙酯浆料，按照质量份数计，是由30～50份正硅酸乙酯、6～10份改性剂、3～10份催化剂、20～40份无水乙醇、6～20份正丁醇组成，所述催化剂是质量百分比浓度为0.1％～0.5％的稀盐酸，所述改性剂是由二甲苯甲醛树脂和醋酸丁酯混合而得到。

上述技术方案中，所述改性的正硅酸乙酯浆料中，二甲苯甲醛树脂、醋酸丁酯混合而作为改性剂，与正硅酸乙酯在催化剂条件下水解缩合，得到改性后的正硅酸乙酯溶液，该改性后的正硅酸乙酯溶液与锌粉浆料混合后反应形成互穿网络，提高了涂料与钢结构基材表面的粘结性能，从而增加了涂料的成膜能力，改善了涂层对钢结构基材的浸润性和附着力。

其中，正硅酸乙酯包括但不限于硅酸乙酯-28、硅酸乙酯-32、硅酸乙酯-40中的一种或几种的混合物；所述改性剂可以通过二甲苯甲醛树脂和醋酸丁酯混合而得到，其质量比优选为1:1；锌粉优选为600～1000目的锌粉，锌粉可以是低铅锌粉，其中铅含量优选小于0.002％。

所述的复合填料的质量份数优选为5～13份。该复合填料包括但不限于磷铁粉、铁钛粉、滑石粉、硅灰石粉、氧化锌、硫酸钡、氧化铁红、硅化锆、碳化锆、氧化锆纤维、硅酸铝纤维、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、莫来石晶须、碳化硅晶须中的一种或几种。例如，磷铁粉、铁钛粉能够增加涂层的防锈性，氧化锌能够提高锌粉浆料的稳定性，滑石粉、硅灰石粉、硫酸钡能够增加涂层厚度，降低成本。无机纤维和晶须能够提高涂层抗裂性。

所述的其他助剂包括但不限于偶联剂、防沉助剂、润湿分散助剂、增韧剂等中的一种或多种。

为了使涂层同时具有较好的硬度和柔韧性，所述锌粉浆中还包括偶联剂，其质量份数优选为0.5～2份。该偶联剂包括但不限于硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。所述的硅烷偶联剂可以选自1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷、环氧基硅氧烷低聚物中的一种或几种。所述的钛酸酯偶联剂可以选自异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(磷酸二辛酯)钛酸酯、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯中的一种或几种。所述偶联剂在酸性条件下遇水发生水解，得到偶联剂水解产物。在成膜过程中，该偶联剂水解产物与正硅酸乙酯的水解产物之间发生缩聚，通过这种形式可以在硅酸锌涂层中引入烷基侧链，从而使涂层同时获得较好的硬度和柔韧性。

为了防止施工时防护涂料发生沉降，提高其储存性，所述锌粉浆料中还包括防沉助剂，其质量份数优选为0.5～2份。该防尘助剂包括但不限于有机膨润土、有机粘土、聚酰胺蜡中的一种或几种。

为了提高防护涂料的分散效率，同时改善其浮色发花，所述锌粉浆料中还包括润湿分散助剂，其质量份数优选为0.5～2份。该润湿分散助剂包括含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液、低分子量不饱和多元羧酸聚合物加聚硅氧烷共聚物的溶液的一种或几种，例如德国毕克公司生产的DISPERBYK-190、DISPERBYK-115。

作为优选，所述锌粉浆中还包含增韧剂，以进一步改善涂层柔韧性和附着力，其质量份数优选为0.5～2份。该增韧剂包括但不限于聚乙烯醇缩丁醛。作为进一步优选，所述增韧剂通过后添加方式加入锌粉浆料中，以改善该锌粉浆料的颜填料的悬浮性与储存性。