CN107663419B - 一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料，包括如下质量分数的组分：有机硅高分子聚合物25％‑30％；分散剂10％‑30％；消泡剂0.8％；增稠剂1.1％‑1.3％；SiO2粉25％‑30％；Al2O3粉20％‑25％；TiO2粉3％‑5％。本发明制备的涂料可带锈施工，对施工环境要求低，从而大大降低了涂装的劳动强度。而且具有一定的自清洁能力，可使重防腐领域不必再用富锌底漆，使重防腐的环保性和可靠性大大增加。

Description

一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料制备领域，涉及一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料及其制备方法。
背景技术
钢渣处理厂房顶架是采用钢材制作如图2所示，当钢渣倾入冷却池的瞬间，剧烈的热蒸汽升腾直冲顶架对钢结构顶架腐蚀严重。热蒸汽不仅对钢结构永久腐蚀，而且容易导致顶架坍塌，存在严重的安全隐患。
为了有效的防止钢结构的腐蚀和延缓腐蚀，对渣处理钢结构厂房进行现场勘察和对水质化验，了解腐蚀的原因及腐蚀特点，进一步更好的对厂房钢结构进行有效的防腐，现场气氛中蒸汽温度为150℃、PH＝12.79、悬浮物浓度＝17mg/L、氨氮浓度＝562mg/L。
保护金属的方法很多，一般采用在金属表面涂覆有机涂层材料，如聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂和有机硅树脂等，其中聚氨酯涂料的功能基团为 -HN-COO-，适用基体为金属、木材、织物；醇酸树脂涂料的功能基团为-COO-， -OH，适用基体为金属、木材；丙烯酸树脂涂料的功能基团为-COOH，适用基体为金属、塑料、木材、织物；环氧树脂涂料的功能基团为环氧基、-OH，适用基体为钢铁、塑料、混凝土，常用的醇酸树脂工艺简单，施工方便，但是耐侯性差，经日光照射易泛黄老化；有机硅树脂固化温度高、时间长，粘结性和耐溶剂性差。
为了增强有机涂层材料对环境的友好性和耐腐蚀性，我们采用改性的有机硅高分子聚合物作为主要组分，通过粘合剂、挥发组分、无机填料和添加剂的配比组合，优选出一种碱性蒸汽环境下钢结构用有机硅高分子聚合物复合防腐涂层及其制备方法，制备出的有机硅涂层表面存在大量的高键能硅氧键和耐热基体如硅苯基，使涂层具有良好的耐热性；同时涂层表面是立体交联结构不存在极性基团，使涂层具备良好的耐酸碱盐性质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料及其制备方法，该涂料可带锈施工，对施工环境要求低，从而大大降低了涂装的劳动强度。而且具有一定的自清洁能力，可使重防腐领域不必再用富锌底漆，使重防腐的环保性和可靠性大大增加。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料，包括如下质量分数的组分：
有机硅高分子聚合物25％-30％；
分散剂10％-30％；
消泡剂0.8％；
增稠剂1.1％-1.3％；
SiO2粉25％-30％；
Al2O3粉20％-25％；
TiO2粉3％-5％。
所述分散剂为非极性有机溶剂，优选地，分散剂为石油醚、正己烷和二甲苯中的一种；
所述有机硅高分子聚合物是分子量为900-1500的聚硅氮烷类有机高分子聚合物，其结构式如下所示：
Figure BDA0001467678260000031
所述消泡剂和增稠剂，分别为乙醇和聚丙烯酰胺；
所述SiO2粉、Al2O3粉、TiO2粉均为无机填料，该无机填料可以为其他粉体材料；
一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料的制备方法，具体步骤如下所示：
(1)按照上述各组分所占的质量分数，称取有机硅高分子聚合物，然后加入分散剂溶解，制备有机硅高分子聚合物溶液；
(2)向步骤1制备的溶液中加入SiO2粉、Al2O3粉、TiO2粉和消泡剂，高速分散20分钟，搅拌均匀；
(3)加入增稠剂调节粘度至60-80ku，得到防腐涂料。
所述防腐涂料用于碱性蒸汽环境钢结构的防腐涂层的制备，该防腐涂层的具体制备过程如下：
(1)将制备出的防腐涂料在钢结构基体上进行刷涂、旋涂或者喷涂；
(2)然后进行固化，先进行初步固化，再次刷涂，再固化，重复两次，得到有机硅高分子聚合物复合防腐涂层。
所述步骤1中的钢结构基体为45钢基体；
所述步骤2中固化过程中采用紫外灯等光照射辅助，初步固化的固化时间为20-40min；
所述步骤2中有机硅高分子聚合物复合防腐涂层厚度为200μm±50μm。
本发明的有益效果：
本发明的涂料可带锈施工，对施工环境要求低，从而大大降低了涂装的劳动强度。而且具有一定的自清洁能力，可使重防腐领域不必再用富锌底漆，使重防腐的环保性和可靠性大大增加。
本发明的有机硅高分子聚合物复合防腐涂料不但可以用于重防腐，而且施工的简便性和防腐性能都远远好于现有的油性涂料。具有超强的耐候性，可以在较薄的涂层厚度情况下,实现长期防护。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明防腐涂料制备工艺示意图；
图2为本发明钢渣处理厂房顶架示意图；
图3为本发明环境钢结构表面防腐涂层表面形貌图；
图4为本发明环境钢结构表面防腐涂层剖面形貌图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围，实施例中所用的化学原料均为常规市售原料。
下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。
如图1所示，首先按以下步骤制备有机硅高分子聚合物防腐涂料：
(1)称取聚硅氮烷300克，加入1L石油醚溶解，制备有机硅高分子聚合物溶液；
(2)加入无机填料纳米SiO2粉、Al2O3粉、TiO2粉和消泡剂，高速分散20 分钟，搅拌均匀；
(3)加入增稠剂，调节粘度至60-80ku，制得防腐涂料。
利用上述制备的防腐涂料按下列步骤制备有机硅高分子聚合物复合防腐涂层，涂层的表面形貌如图3和图4所示：
(1)将制备出的有机硅高分子聚合物防腐涂层在钢结构基体上进行刷涂、旋涂或者喷涂；
(2)采用紫外灯等光照射辅助，初步固化，固化时间为20-30min；
(3)再次刷涂，固化，重复两次，得到有机硅高分子聚合物复合防腐涂层。
对实施例制备的涂层分为3个样品进行性能测试，结果如表1所示：
表1：有机硅高分子聚合物复合防腐涂层性能测试
Figure BDA0001467678260000051
可见，本发明方法制备的涂层具有优异的防腐性能，可以对碱性蒸汽环境钢结构进行有效的防护。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料，其特征在于，包括如下质量分数的组分：
有机硅高分子聚合物25％-30％；
分散剂10％-30％；
消泡剂0.8％；
增稠剂1.1％-1.3％；
SiO2粉25％-30％；
Al2O3粉20％-25％；
TiO2粉3％-5％；
所述有机硅高分子聚合物是分子量为900-1500的聚硅氮烷类有机高分子聚合物，其结构式如下图所示：
Figure FDA0002273562370000011
所述防腐涂料用于碱性蒸汽环境钢结构的防腐涂层的制备，该防腐涂层的具体制备过程如下：
步骤1：将制备出的防腐涂料在钢结构基体上进行刷涂、旋涂或者喷涂；
步骤2：然后进行固化，先进行初步固化，再次刷涂，再固化，重复两次，得到有机硅高分子聚合物复合防腐涂层；固化过程中采用紫外灯光照射辅助，初步固化的固化时间为20-40min。
2.根据权利要求1所述的一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为石油醚、正己烷和二甲苯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料，其特征在于，所述消泡剂和增稠剂分别为乙醇和聚丙烯酰胺。
4.一种权利要求1所述的碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下所示：
(1)按照上述各组分所占的质量分数，称取有机硅高分子聚合物，然后加入分散剂溶解，制备有机硅高分子聚合物溶液；
(2)向步骤1制备的溶液中加入SiO2粉、Al2O3粉、TiO2粉和消泡剂，高速分散20分钟，搅拌均匀；
(3)加入增稠剂调节粘度至60-80ku，得到防腐涂料。
5.根据权利要求1所述的一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料，其特征在于，所述步骤1中的钢结构基体为45钢基体。
6.根据权利要求1所述的一种碱性蒸汽环境钢结构用防腐涂料，其特征在于，所述步骤2中有机硅高分子聚合物复合防腐涂层厚度为200μm±50μm。
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