CN109401571A - 一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料及其制备方法，其特征在于：所述涂料由以下重量百分比的成分组成：改性聚酯树脂30‑60%、润湿分散剂0.5‑5%、触变剂0.5‑5%、颜填料10‑55%、防锈颜料5‑20%、消泡剂0.1‑5%、光稳定剂1%‑5%、流平剂0.1‑5%、溶剂5‑20%。本发明的优点是：防腐能力强、适用性好（能极好的附着在钢铁、闪锈、旧漆膜等多种基材上）、施工性能便捷（施工过程中不会出现起泡、针孔等应用问题），施工周期短、高固含厚浆VOC含量低等优点，对于解决铁路钢结构维修过程中窗口时间短、人工成本高、安全隐患大等问题具有非常好的效果。

Description

一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料及其制备方法。

背景技术

随着高速铁路的大量开通，大型站房、无柱雨棚、铁路钢桥等新建设施相继投入使用。随着使用年限的延长，大部分钢结构站房、钢桥等局部开始出现了油漆脱落和锈蚀现象，进入维修期。如果不进行及时维护保养，一是局部的锈蚀会造成钢材的损耗，大大降低了钢结构的承载能力，存在安全隐患；二是影响美观。因此，对钢桥、钢结构站房、无柱雨棚等进行维护保养，对确保安全和美观具有十分重要的现实意义。

就应用于当前铁路钢桥、钢结构站房、无柱雨棚等维修的防腐涂料而言，目前的防腐涂装体系主要还是采用底漆、中间漆、面漆或底漆和面漆的复合防腐涂层体系。底漆的主要作用是在底材上打好基础，对底材有良好的附着力，具有防锈性能；中间漆的主要作用是增加膜厚，从而起到更为有效的屏蔽作用，还要使表明平整，有利于面漆涂装；面漆主要的作用是防止外界环境中有害的腐蚀介质，如氧气、水汽、二氧化硫等介质的影响，同时具有美观装饰性。

但是当前的防腐涂层体系施工周期长，操作工序复杂，造价成本较高，同时还需要考虑各涂层间的配套性问题，以防层间结合不良，配套性不好，造成整个涂层体系质量的下降。对使用的涂料溶剂含量过高导致气味大，喷涂施工漆雾弥漫等影响现场环境。铁路钢结构维修需考虑维修用油漆对原有旧漆膜仍具有良好的附着力，同时需在有一定的油污、灰尘、湿气等表面能很好的施工和附着，维修后涂层具有良好的防腐性能，有时间窗口限制，而且都是半夜，因此铁路钢结构维修对涂层的防腐性能、耐老化性能、施工窗口时间及施工便捷性提出了非常高的要求。但国内现有铁路钢结构维修涂层防护技术很难同时满足防腐、施工快捷、表面处理要求低的要求。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料及其制备方法，以改性聚酯为基料，添加多种助剂制备而成，同时具有较高的防腐防锈性能，能极好的附着在钢铁、闪锈、旧漆膜等多种基材上，同时还具有优异的耐候性。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述涂料由以下重量百分比的成分组成：改性聚酯树脂30-60%、润湿分散剂0.5-5%、触变剂0.5-5%、颜填料10-55%、防锈颜料5-20%、消泡剂0.1-5%、光稳定剂1%-5%、流平剂0.1-5%、溶剂5-20%。

所述改性聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成：丙烯酸酯预聚体1-10%、邻苯二甲酸酐10-20%、间苯二甲酸7-13%、己二酸5-30%、三羟基丙烷1-5%、新戊二醇15-60%、钛酸正丁酯0.05-0.5%。

所述润湿分散剂为高分子羧酸与改性聚硅氧烷混合物、聚氨酯化合物、带酸基的共聚物或改性丙烯酸聚合物中的一种或两种及两种以上的组合。

所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油或聚乙烯蜡中的一种或两种及两种以上的组合。

所述颜填料为钛白粉、滑石粉、碳黑、云母粉或硅微粉中的一种或两种及两种以上的组合。

所述防锈颜料为锶铬黄、磷酸锌、三聚磷酸铝、磷酸铝锌、磷酸锌钼、氧化锌中的一种或两种及两种以上的组合。

所述消泡剂为有机硅消泡剂或氟改性硅氧烷消泡剂。

所述光稳定剂为苯甲酮类、氰基丙烯酸盐粘合剂类、苯并三唑类或三嗪类中的一种或两种及两种以上的组合。

所述流平剂为聚酯改性聚硅氧烷、聚醚改性有机硅氧烷或氟改性聚丙烯酸酯共聚物中的一种或两种及两种以上的组合。

所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或两种及两种以上的组合。

一种涉及上述的铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

将改性聚酯树脂、溶剂、润湿分散剂、颜填料和触变剂混合搅拌形成混合物，并且将所述混合物研磨至细度≤50 µm；

将消泡剂、润湿分散剂、光稳定剂加入上步得到的所述混合物中搅拌；

将上步得到的混合物进行过滤除杂；

调节混合物的黏度≥ 5000mPa•s；

其中各成分的重量百分比含量为：改性聚酯树脂30-60%，润湿分散剂0.5-5%，触变剂0.5-5%，颜填料为10-55%，防锈颜料5-20%，消泡剂0.1-5%，光稳定剂1-5%，流平剂0.1-5%，溶剂5-20%。

本发明的优点是：防腐能力强、适用性好（能极好的附着在钢铁、闪锈、旧漆膜等多种基材上）、施工性能便捷（施工过程中不会出现起泡、针孔等应用问题），施工周期短、高固含厚浆VOC含量低等优点，对于解决铁路钢结构维修过程中窗口时间短、人工成本高、安全隐患大等问题具有非常好的效果。

附图说明

图1为本发明的实施例的性能测试结果图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例一：本实施例中铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料由以下重量百分比的成分组成：

改性聚酯树脂30-60%、润湿分散剂0.5-5%、触变剂0.5-5%、颜填料10-55%、防锈颜料5-20%、消泡剂0.1-5%、光稳定剂1%-5%、流平剂0.1-5%、溶剂5-20%。

其中，改性聚酯为本实施例的底中面三合一防腐涂料的主要成分，是由丙烯酸酯对聚酯改性而来，具有较高的综合性能，如渗透性强、附着力好、弹性好，具有较好的耐腐蚀性、耐老化性和耐溶剂性等。

本实施例中改性聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成：丙烯酸酯预聚体1-10%、邻苯二甲酸酐10-20%、间苯二甲酸7-13%、己二酸5-30%、三羟基丙烷1-5%、新戊二醇15-60%、钛酸正丁酯0.05-0.5%

本实施例中改性聚酯的制备方法为：

(1)在四口烧瓶中加入二甲苯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、过氧化二异丙苯和硫醇混合均匀，置于滴液漏斗中，用二甲苯洗涤盛混合液的容器并将洗涤后的液体并入滴液漏斗中，加热反应体系至110℃，2h内将混合液滴加到四口烧瓶中并在130℃下回流反应3h。最后降温出料，制得丙烯酸酯预聚体。

(2)在反应容器中加入上步制得的丙烯酸酯预聚体、三羟甲基丙烷、新戊二醇、间苯二甲酸和钛酸正丁酯。

(3)在氮气的保护下逐渐升温至210℃-260℃。在210℃-260℃下保温酯化反应至酸值为3-6mgKOH/g。

(4)降温至120℃-140℃间，向反应容器中加入邻苯二甲酸酐和己二酸。

(5)在0.5h-1h内升温至170℃-200℃，保温酯化反应至酸值达12-16mgKOH/g。降温至室温出料保存，即制得本实施例中的丙烯酸酯改性聚酯树脂。

润湿分散剂能够通过润湿、研磨与分散、偶联和包裹稳定的过程来分散颜填料，并保持分散体系的相对稳定。本实施例中分散剂优选为高分子羧酸与改性聚硅氧烷混合物、聚氨酯化合物、带酸基的共聚物或改性丙烯酸聚合物中的一种或几种的组合，具有良好的分散效果，能够降低涂料粘度，改善涂料的储存稳定性、增加光泽和流平性。

涂料中的助剂大多属于表面活性剂，能改变涂料的表面张力，致使涂料本身存在着易起泡或使泡沫稳定的内部因素，涂料的制备过程中需要使用各种高速混合机，涂装时使用喷涂、淋涂等方式方法，在这些过程中，都会使涂料产生泡沫。泡沫中的空气不仅会阻碍颜填料的分散，也使设备的利用率不足而影响产量，施工中产生的气泡会造成漆膜表面缺陷，既有损外观，又影响漆膜的防腐性和耐候性。因此为防止在使用过程中产生泡沫，涂料中需加入消泡剂。本实施例中消泡剂优选为有机硅消泡剂或氟改性硅氧烷消泡剂，化学性质稳定，消泡作用强，用量少。

颜填料为钛白粉、滑石粉、碳黑、云母粉或硅微粉中的一种或几种的组合，该颜填料对涂料的性能有着重要的辅助作用，可以充填孔隙，使涂料致密，提高附着力，赋予涂料色彩、质感和遮盖力。

涂料中加入触变剂后，在涂料受剪切力作用时（如搅拌或涂刷），粘度暂时下降，不受剪切力作用时，又逐渐恢复到原来的粘度。这种特性能使面漆在贮存时防止颜料沉淀，改善涂刷性，在涂装时能使涂膜较厚而不流挂。本实施例使用的触变剂优选为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油或聚乙烯蜡中的一种或几种的组合。

加入光稳定剂能够保持涂料的稳定，防止涂料分解老化。涂料在日光作用下，会因吸收紫外线而引发自动氧化，导致聚合物降解，使得涂料形成的防水层的机械性能恶化。光稳定剂通过屏蔽、反射紫外线或吸收紫外线并将其转化为无害的热能，或猝灭被紫外线激发的分子或基团的激发态，使其回复到基态，或捕获因光氧化还原产生的自由基，抑制光氧化，防止防水层受到紫外线破坏，且自身的光稳定性及热稳定性好。本实施例中光稳定剂优选为苯甲酮类、氰基丙烯酸盐粘合剂类、苯并三唑类或三嗪类中的一种或几种的组合。

本实施例提供的底中面三合一快修防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

a）按比例称取改性聚酯树脂、溶剂、润湿分散剂、颜填料和触变剂，混合搅拌均匀，转速为1200转/min-1800转/min，然后研磨至细度≤50µm；

b）按比例称取消泡剂、润湿分散剂、光稳定剂加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1000转/min-1500转/min；

c）将b）得到的混合物进行过滤除杂；

d）用适量的溶剂调节混合物的黏度≥ 5000 mPa•s，制得底中面三合一快修防腐涂料；

其中各成分的重量百分比含量为：改性聚酯树脂30-60%，润湿分散剂0.5- 5%，触变剂0.5-5%，颜填料为10-55%，防锈颜料5-20%，消泡剂0.1-5%，光稳定剂1-5%，流平剂0.1-5%，溶剂5-20%。

本实施例在实际制备改性聚酯树脂时：

（1）在四口烧瓶中加入50kg二甲苯、1.5kg丙烯酸、18kg甲基丙烯酸甲酯、22kg丙烯酸丁酯、25kg苯乙烯、1.7kg过氧化二异丙苯和1.3kg硫醇，然后混合均匀，置于滴液漏斗中，加热反应体系至110℃，2h内将混合液滴加到四口烧瓶中并在130 ℃下回流反应3h。最后降温出料，制得丙烯酸酯预聚体。

（2）在反应容器中加入60kg丙烯酸酯预聚体、30kg三羟甲基丙烷、240kg新戊二醇、78kg间苯二甲酸和1kg钛酸正丁酯。

（3）在氮气的保护下逐渐升温至240 ℃。在240 ℃下保温酯化反应至酸值为5mgKOH/g。

（4）降温至125℃间，向反应容器中加入118kg邻苯二甲酸酐和145kg己二酸。

（5）在1h内升温至180℃，保温酯化反应至酸值达14mgKOH/g,，降温至室温出料保存，即制得丙烯酸酯改性聚酯树脂。

实施例二：本实施例利用实施例一所制备的改性聚酯树脂进行涂料的制备：

a）称取制备的改性聚酯树脂500kg、作为溶剂的二甲苯74kg、润湿分散剂20kg、钛白粉280kg、颜填料100kg、气相二氧化硅4kg，触变剂2kg，混合搅拌均匀，转速为1500转/min，然后研磨至细度≤50µm；

b）消泡剂3kg、光稳定剂12kg、流平剂5kg加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1200转/min；

c）将b）得到的混合物进行过滤除杂；

d）用适量的溶剂调节混合物的粘度为5000 mPa•s，制得防腐涂料。

实施例三：本实施例相较于实施例二的不同之处在于，涂料的配方不同：

a）称取制备的改性聚酯树脂450kg、作为溶剂的二甲苯74kg、润湿分散剂20kg、钛白粉280kg、防锈颜料100kg、1250目云母粉50kg和气相二氧化硅 4kg，触变剂2kg，混合搅拌均匀，转速为1500转/min，然后研磨至细度≤50µm；

b）称取聚硅氧烷消泡剂3kg、光稳定剂12kg、流平剂5kg 加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1200 转/min；

c）将b）得到的混合物进行过滤除杂；

d）用适量的溶剂调节混合物的粘度为5000mPa•s，制得防腐涂料。

实施例四：本实施例相较于实施例二、三的不同之处在于，涂料的配方不同：

a）称取制备的改性聚酯树脂350kg、作为溶剂的二甲苯94kg、润湿分散剂20kg、钛白粉280kg、防锈颜料100kg、1250目云母粉50kg、硫酸钡80kg和气相二氧化硅4kg，触变剂2kg，混合搅拌均匀，转速为1600转/min，然后研磨至细度≤50µm；

b）称取消泡剂3kg、光稳定剂12kg、流平剂5kg加入上步得到的混合物中搅拌，转速为1400 转/min ；

c）将b）得到的混合物进行过滤除杂；

d）用适量的溶剂调节混合物的粘度为5000mPa•s，制得防腐涂料。

将实施例二至四所制备的底中面三合一快修防腐涂料进行检测，数据如图1所示，其结果如下：

1、漆膜性能测试为按GB1927-88标准制板于23±2℃干燥7天后检验结果；

2、耐盐雾与耐人工气候老化项23±2℃下干燥30天后测试，干膜厚度80-120µm

通过检测，可发现本发明的底中面三合一防腐涂料通过其不同的原料配比，使其具有较高的耐盐雾腐蚀性能和耐老化性能，耐盐雾可达720h，耐热稳定性好，且具有优良的附着力等机械性能，能够在常温固化，施工工艺简单，极具实用价值。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (11)

1.一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述涂料由以下重量百分比的成分组成：改性聚酯树脂30-60%、润湿分散剂0.5-5%、触变剂0.5-5%、颜填料10-55%、防锈颜料5-20%、消泡剂0.1-5%、光稳定剂1%-5%、流平剂0.1-5%、溶剂5-20%。

2.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述改性聚酯树脂由以下重量百分比的成分组成：丙烯酸酯预聚体1-10%、邻苯二甲酸酐10-20%、间苯二甲酸7-13%、己二酸5-30%、三羟基丙烷1-5%、新戊二醇15-60%、钛酸正丁酯0.05-0.5%。

3.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述润湿分散剂为高分子羧酸与改性聚硅氧烷混合物、聚氨酯化合物、带酸基的共聚物或改性丙烯酸聚合物中的一种或两种及两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油或聚乙烯蜡中的一种或两种及两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述颜填料为钛白粉、滑石粉、碳黑、云母粉或硅微粉中的一种或两种及两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述防锈颜料为锶铬黄、磷酸锌、三聚磷酸铝、磷酸铝锌、磷酸锌钼、氧化锌中的一种或两种及两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂或氟改性硅氧烷消泡剂。

8.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述光稳定剂为苯甲酮类、氰基丙烯酸盐粘合剂类、苯并三唑类或三嗪类中的一种或两种及两种以上的组合。

9.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述流平剂为聚酯改性聚硅氧烷、聚醚改性有机硅氧烷或氟改性聚丙烯酸酯共聚物中的一种或两种及两种以上的组合。

10.根据权利要求1所述的一种铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料，其特征在于：所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或两种及两种以上的组合。

11.一种涉及权利要求1-10所述的铁路钢结构维修用三合一快修防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

将改性聚酯树脂、溶剂、润湿分散剂、颜填料和触变剂混合搅拌形成混合物，并且将所述混合物研磨至细度≤50µm；

将消泡剂、润湿分散剂、光稳定剂加入上步得到的所述混合物中搅拌；

将上步得到的混合物进行过滤除杂；

调节混合物的黏度≥ 5000mPa•s；

其中各成分的重量百分比含量为：改性聚酯树脂30-60%，润湿分散剂0.5-5%，触变剂0.5-5%，颜填料为10-55%，防锈颜料5-20%，消泡剂0.1-5%，光稳定剂1-5%，流平剂0.1-5%，溶剂5-20%。