CN109825122B - 一种钢结构低表面处理防腐透明涂层及涂装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢结构低表面处理防腐透明涂层，该涂层由底漆、中间漆和面漆构成，底漆为双组份环氧树脂，含有渗透剂、附着力促进剂、光稳定剂、纳米氧化物及锈转化剂等改性助剂；中间漆为双组份丙烯酸或聚氨酯一种或两种，含有消光颗粒、紫外线吸收剂等改性助剂；面漆为双组份聚硅氧烷或氟碳树脂一种或两种，含有消光颗粒、紫外线吸收剂、纳米氧化物等改性助剂。进一步的，本发明还提供了上述涂层的涂装工艺。本发明提供的涂料涂装在低表面处理的钢结构上，具有优良的基体结合力，超强的耐腐蚀性能和耐候性能，突出的亚光效果和较高的透明度，使其作为防腐蚀保护涂层广泛应用于各行业的老工业区改造和工业博物馆建造。

Description

一种钢结构低表面处理防腐透明涂层及涂装工艺

技术领域

本发明属于钢结构防腐涂装技术领域，具体涉及一种钢结构低表面处理防腐透明涂层及涂装工艺。

背景技术

随着国家环保力度的提升以及城市布局的调整，许多有历史的重工业园区面临改造升级或者搬迁调整，这将会产生大量的老旧钢结构厂房闲置，将这些旧厂房、设备合理整合，物尽其用的扩展其功能，是很多城市需要面对的难题。

这些老旧厂房是一个城市不同时期的符号，见证了城市的发展历程，通过改造升级，赋予其新的功能，尤其作为工业遗址或工业题材博物馆保留下来，具有很大的现实意义。早期的厂房多采用碳钢作为钢结构主体，涂层老化脱落，由于钢中耐蚀合金元素少且含量低，腐蚀严重，在不同的服役环境下腐蚀类型复杂多样。若不加固或做高级别防腐蚀处理，在后续服役过程中存在重大安全隐患。而采用传统的钢结构色漆防腐，对于基层的清洁处理要求较高，并且色漆不能展示原有钢制构筑物的原始风貌，尤其作为工业遗址或博物馆不能呈现出重工业印迹与历史文化传承。

因此需要开发一种透明防腐涂层和涂装工艺，满足钢结构低表面处理后防腐美化的要求，涂层具有高透明度、亚光、高耐候和强附着力的特点。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢结构低表面处理防腐透明涂层及涂装工艺。

本发明提供了一种钢结构低表面处理防腐透明涂层，所述透明涂层由底漆、中间漆和面漆构成；

所述底漆的组份包括：双组份环氧树脂、渗透剂、附着力促进剂、光稳定剂和锈转化剂；

所述中间漆的组份包括：双组份丙烯酸、双组分聚氨酯中的一种或两种，和消光颗粒、玻璃鳞片、紫外线吸收剂中的一种或几种；

所述面漆的组份包括：双组份聚硅氧烷、双组份氟碳树脂中的一种或两种，和消光颗粒、紫外线吸收剂、纳米氧化物中的两种或三种。

所述防腐透明涂层的底漆具有良好的渗透性及基体残留锈层的稳定作用，环氧型底漆拥有强附着力及耐蚀性，另外加入合适的光稳定延缓光老化进程。中间漆具有良好的隔离作用，加入适量的消光物质及紫外线吸收剂，可以有效的吸收、屏蔽紫外线及水分，保护底漆。面漆具有很好的耐候性能，加入消光物质及光吸收等助剂，调节涂层表面光泽度并显著提高涂层整体耐候、耐蚀性能。根据工程需求，通过底、中、面漆树脂的合理匹配，并选择添加合适的助剂来协同控制涂层的整体性能，满足在透明度、亚光效果、耐蚀性、附着力、韧性等方面的要求。

优选的，所述底漆组份包括：以重量百分比计，0.1-1％的渗透剂、0.5-5％的附着力促进剂、0.5-5％的光稳定剂、1-8％的锈转化剂，其余为双组份环氧树脂；

所述中间漆组份包括：以重量百分比计，消光颗粒为0％或0.1-2％、紫外线吸收剂为0％或0.5-5％、玻璃鳞片为0％或0.1-3％，其余为双组份丙烯酸、双组分聚氨酯中的一种或两种；

所述面漆组份包括：以重量百分比计，消光颗粒为0％或0.5-8％、紫外线吸收剂为0％或0.5-5％、纳米氧化物为0％或0.1-3％，其余为双组份聚硅氧烷、双组份氟碳树脂中的一种或两种。

优选的，所述底漆中，双组份环氧树脂含有的两种组份分别为双酚A环氧树脂和聚酰胺类固化剂；

所述中间漆中，双组分聚氨酯含有的两种组份分别为脂肪族聚氨酯和异氰酸酯固化剂；双组分丙烯酸含有的两种组份分别为丙烯酸和异氰酸酯固化剂；

所述面漆中，双组份聚硅氧烷含有的两种组份分别为聚硅氧烷和异氰酸酯固化剂；所述双组份氟碳树脂含有的两种组份分别为氟碳树脂和异氰酸酯固化剂。

更加优选的，所述双酚A环氧树脂的环氧值为0.4-0.6mol/100g。

优选的，所述锈转化剂由纳米氧化物、单宁酸、磷酸、磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或几种组成。

更加优选的，所述纳米氧化物的粒径为20-100nm，纳米氧化物由氧化铁、氧化钛、氧化锆中的一种或几种组成。

优选的，所述面漆中，消光颗粒为聚脲、二氧化硅中的一种或两种。

优选的，所述底漆厚度为80～100μm，中间漆厚度为30～50μm，面漆厚度为40～60μm。

本发明第二方面提供了上述钢结构低表面处理防腐透明涂层的涂装工艺，步骤包括：底材进行手动或动力机械除锈，达到St2-St3等级，压力＞400kg的高压水冲刷，压缩空气干燥至少2h，再将上述钢结构低表面处理防腐透明涂层采用刷涂、辊涂或喷涂的方式涂装在底材表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的防腐涂层主要由附着力、耐蚀性较好的环氧涂料作为底漆，保证涂层体系具有优良的附着力，中间漆为双组份丙烯酸或聚氨酯一种或两种，起到隔离和协调涂层整体韧性作用，面漆为双组份聚硅氧烷或氟碳树脂一种或两种，起到耐候作用。通过多种助剂的添加方式和添加数量的协同控制来满足涂层整体性能要求，紫外光吸收剂增强涂层抗紫外老化能力，锈层稳定剂增强了底漆的防腐蚀性，附着力促进剂与渗透剂联合增强了底漆对基材的高的结合力，助剂的使用增强了整体涂层体系的防护性与耐久性。该涂层施工性能好，能满足各种施工要求，适用期长。可作为防腐蚀保护涂层广泛应用于装备制造业、汽车工业、钢铁工业、有色金属业、化学工业、煤炭工业等行业的老工业区改造和工业博物馆建造。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

本实施例提供了一种钢结构低表面处理防腐透明涂层，本实施例中透明涂层由内而外依次由环氧底漆、丙烯酸中间漆及氟碳面漆组成。各部分均为双组份常温自干涂料。所述底漆厚度为90μm，中间漆厚度为40μm，面漆厚度为50μm。

环氧底漆的A组分为双酚A环氧树脂，B组份为聚酰胺类固化剂，加入了重量百分比0.5％的渗透剂、3％的附着力促进剂、1％的光稳定剂、2％的锈转化剂。

丙烯酸中间漆的A组份为丙烯酸，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比1％的消光颗粒、1％的紫外线吸收剂、1％的玻璃鳞片。

氟碳面漆的A组份为4氟型氟碳树脂，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比5％的消光颗粒、2％的紫外线吸收剂、2％的纳米氧化物。

其中双酚A环氧树脂采用双酚A型E51；

其中渗透剂为ZN-333；

其中锈转化剂为改性磷酸锌和三聚磷酸铝，所述改性磷酸锌及三聚磷酸铝的颗粒度为25μm；

其中消光颗粒为聚脲和二氧化硅；

其中纳米氧化物为纳米氧化钛，氧化钛颗粒度为30nm；

其中附着力促进剂为KH560；

按照该上述配比配制好的涂料涂覆在钢板制备成样品后测定涂层性能。涂层60°光泽度为8。通过中性盐雾实验及紫外老化实验评价，实验3000h涂层未出现明显的鼓泡、锈蚀及开裂现象。

实施例2

本实施例提供了一种钢结构低表面处理防腐透明涂层，本实施例中透明涂层由内而外依次由环氧底漆、丙烯酸和聚氨酯中间漆及氟碳面漆组成。各部分均为双组份常温自干涂料。所述底漆厚度为95μm，中间漆厚度为43μm，面漆厚度为48μm。

环氧底漆的A组分为双酚A环氧树脂，B组份为聚酰胺类固化剂，加入了重量百分比0.8％的渗透剂、4％的附着力促进剂、4％的光稳定剂、1％的锈转化剂。

丙烯酸中间漆的A组份为丙烯酸，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比1％的消光颗粒、1％的紫外线吸收剂、1％的玻璃鳞片。

聚氨酯中间漆的A组份为聚氨酯，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比1％的紫外线吸收剂、1％的玻璃鳞片。

氟碳面漆的A组份为3氟型氟碳树脂，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比4％的消光颗粒、4％的紫外线吸收剂、1.5％的纳米氧化物。

其中双酚A环氧树脂采用双酚A型E53；

其中渗透剂为ZN-333；

其中锈转化剂为改性磷酸锌和三聚磷酸铝，所述改性磷酸锌及三聚磷酸铝的颗粒度为25μm；

其中消光颗粒为聚脲；

其中纳米氧化物为纳米氧化钛，氧化钛颗粒度为50nm；

其中附着力促进剂为KH570；

按照该上述配比配制好的涂料涂覆在钢板制备成样品后测定涂层性能。涂层60°光泽度为9。通过中性盐雾实验3000h涂层未出现明显的鼓泡、锈蚀及开裂现象，紫外老化实验4000h后涂层未出现明显的鼓泡、锈蚀及开裂现象。

实施例3

本实施例提供了一种钢结构低表面处理防腐透明涂层，本实施例中透明涂层由内而外依次由环氧底漆、丙烯酸中间漆及聚硅氧烷和氟碳面漆组成。各部分均为双组份常温自干涂料。所述底漆厚度为87μm，中间漆厚度为36μm，面漆厚度为51μm。

环氧底漆的A组分为双酚A环氧树脂，B组份为聚酰胺类固化剂，加入了重量百分比0.5％的渗透剂、3％的附着力促进剂、3％的光稳定剂、2％的锈转化剂。

丙烯酸中间漆的A组份为丙烯酸，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比2％的消光颗粒、4％的紫外线吸收剂。

聚硅氧烷面漆的A组份为聚硅氧烷树脂，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比2％的消光颗粒、4％的紫外线吸收剂。

氟碳面漆的A组份为3氟型氟碳树脂，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比2％的消光颗粒、1.5％的纳米氧化物。

其中双酚A环氧树脂采用双酚A型E51；

其中渗透剂为ZN-333；

其中锈转化剂为改性磷酸锌和三聚磷酸铝，所述改性磷酸锌及三聚磷酸铝的颗粒度为25μm；

其中消光颗粒为二氧化硅；

其中纳米氧化物为纳米氧化钛，氧化钛颗粒度为50nm；

其中附着力促进剂为KH560；

按照该上述配比配制好的涂料涂覆在钢板制备成样品后测定涂层性能。涂层60°光泽度为7。通过中性盐雾实验3500h涂层未出现明显的鼓泡、锈蚀及开裂现象，紫外老化实验4500h后涂层未出现明显的鼓泡、锈蚀及开裂现象。

实施例4

本实施例提供了一种钢结构低表面处理防腐透明涂层，本实施例中透明涂层由内而外依次由环氧底漆、丙烯酸中间漆及氟碳面漆组成。各部分均为双组份常温自干涂料。所述底漆厚度为90μm，中间漆厚度为39μm，面漆厚度为54μm。

环氧底漆的A组分为双酚A环氧树脂，B组份为聚酰胺类固化剂，加入了重量百分比1％的渗透剂、4％的附着力促进剂、2％的光稳定剂、6％的锈转化剂。

丙烯酸中间漆的A组份为丙烯酸，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比1％的消光颗粒、1％的紫外线吸收剂、1％的玻璃鳞片。

氟碳面漆的A组份为4氟型氟碳树脂，B组份为异氰酸酯固化剂，加入了重量百分比5％的消光颗粒、2％的紫外线吸收剂、2％的纳米氧化物。

其中双酚A环氧树脂采用双酚A型E53；

其中渗透剂为ZN-333；

其中锈转化剂为改性磷酸锌和三聚磷酸铝，所述改性磷酸锌及三聚磷酸铝的颗粒度为25μm；

其中消光颗粒为二氧化硅和聚脲；

其中纳米氧化物为纳米氧化钛，氧化钛颗粒度为30nm；

其中附着力促进剂为KH560；

将锈蚀的钢板按照要求处理表面浮锈及油污等，处理过程包括：将锈蚀的钢板进行手动或动力机械除锈，达到St2等级，压力450kg的高压水冲刷，压缩空气干燥至2h，再将上述钢结构低表面处理防腐透明涂层采用刷涂方式涂装在底材表面。

将按照该实施例配制好的涂料涂覆在锈蚀钢板制备成样品后测定涂层性能，涂层60°光泽度为4。采用3.5％NaCl溶液浸泡1000h后无明显流锈现象，通过中性盐雾实验及紫外老化实验评价，实验2500h涂层未出现明显的鼓泡、锈蚀及开裂现象。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种钢结构低表面处理防腐透明涂层，其特征在于：所述透明涂层由底漆、中间漆和面漆构成；

所述底漆的组分包括：双组份环氧树脂，渗透剂，附着力促进剂，光稳定剂和锈转化剂；

所述中间漆的组分包括：双组份丙烯酸、双组份聚氨酯中的一种或两种，和消光颗粒、玻璃鳞片、紫外线吸收剂中的一种或几种；

所述面漆的组分包括：双组份聚硅氧烷、双组份氟碳树脂中的一种或两种，消光颗粒，以及紫外线吸收剂和/或纳米氧化物；

所述底漆中，双组份环氧树脂含有的两种组份分别为双酚A环氧树脂和聚酰胺类固化剂，所述双酚A环氧树脂的环氧值为0.4-0.6mol/100g；

所述中间漆中，双组份聚氨酯含有的两种组份分别为脂肪族聚氨酯和异氰酸酯固化剂；双组份丙烯酸含有的两种组份分别为丙烯酸和异氰酸酯固化剂；

所述面漆中，双组份聚硅氧烷含有的两种组份分别为聚硅氧烷和异氰酸酯固化剂；所述双组份氟碳树脂含有的两种组份分别为氟碳树脂和异氰酸酯固化剂；

所述锈转化剂由纳米氧化物、单宁酸、磷酸、磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种或几种组成；

所述面漆中，消光颗粒为聚脲、二氧化硅中的一种或两种；

所述钢结构低表面处理防腐透明涂层的涂装工艺包括：底材进行手动或动力机械除锈，达到St2-St3等级，压力＞400kg的高压水冲刷，压缩空气干燥至少2h，再将所述钢结构低表面处理防腐透明涂层的底漆、中间漆和面漆采用刷涂、辊涂或喷涂的方式涂装在底材表面；

所述底漆组分包括：以重量百分比计，0.1-1%的渗透剂、0.5-5%的附着力促进剂、0.5-5%的光稳定剂、1-8%的锈转化剂，其余为双组份环氧树脂；

所述中间漆组分包括：以重量百分比计，消光颗粒为0%或0.1-2%、紫外线吸收剂为0%或0.5-5%、玻璃鳞片为0%或0.1-3%，其余为双组份丙烯酸、双组份聚氨酯中的一种或两种；

所述面漆组分包括：以重量百分比计，消光颗粒为0.5-8%、紫外线吸收剂为0%或0.5-5%、纳米氧化物为0%或0.1-3%，其余为双组份聚硅氧烷、双组份氟碳树脂中的一种或两种。

2.如权利要求1所述的钢结构低表面处理防腐透明涂层，其特征在于：所述纳米氧化物的粒径为20-100nm，纳米氧化物由氧化铁、氧化钛、氧化锆中的一种或几种组成。

3.如权利要求1所述的钢结构低表面处理防腐透明涂层，其特征在于：所述底漆厚度为90±10

，中间漆厚度为40±10

，面漆厚度为50±10

。