CN110423537A - 防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐涂料,其包括重量比为2~7:1的A组分与B组分;A组分包括有机硅改性环氧树脂20~50重量份,防锈颜料5~35重量份,添加剂15~40重量份,溶剂A 5~25重量份,润湿分散剂0.1~1重量份,消泡剂0.1~1重量份,流平剂0.2~1.5重量份和防沉剂0.2~1.5重量份;B组分包括腰果酚改性酚醛胺固化剂65~90重量份,固化促进剂2~20重量份和溶剂B 2~15重量份。该防腐涂料在经过高温、强酸或强碱腐蚀后仍具有较高的附着力。本发明还公开了该防腐涂料的制备方法以及该防腐涂料在钢桥面上的应用。

Description

防腐涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种防腐涂料及其制备方法和应用。
背景技术
目前市场上的钢桥面防腐涂料常用无机富锌涂料或有机富锌涂料。这些涂料虽然能对桥面起到防腐作用,但是当富锌涂料被腐蚀时会产生大量的可溶性腐蚀产物,减弱了涂料的附着力。钢桥面上会通过大量的车辆,对涂料的附着力要求很高,严重影响了富锌涂料在钢桥面上的使用效果。
CN102120865A公开了一种环氧酚醛胺组合物,包括组分A、组分B以及组分C。组分A包含环保环氧树脂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂、填料、触变剂和溶剂;组分B包含固化剂和固化促进剂;C组分为溶剂。该环氧酚醛胺组合物的耐高温、耐酸以及耐碱性不强。
CN102618148A公开了一种环氧涂料,包括主漆和固化剂。主漆包含双酚A型环氧树脂、改性树脂、增塑剂、有机溶剂、分散剂、消泡剂、触变剂、水分稳定剂、锈转化颜料和/或防锈颜料;固化剂包含多氨基酰胺、腰果酚改性酚醛胺固化剂和有机溶剂。该环氧涂料的耐高温、耐酸以及耐碱性不强。
CN106318112A公开了一种高固体环氧树脂涂料,由甲、乙两种组分组成,甲组分由改性固化剂和酚醛胺固化剂组成,乙组分由改性液体环氧树脂、活性稀释剂、着色颜料、体质填料、防锈填料、防沉助剂、分散助剂、消泡剂、流平剂、流变助剂和溶剂组成。该环氧树脂涂料的耐高温、耐酸以及耐碱性不强。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的第一个目的在于提供了一种防腐涂料,该防腐涂料在经过高温、强酸或强碱腐蚀后仍具有较高的附着力。进一步地,本发明的防腐涂料可以提高有机涂料的一次成膜厚度。
本发明的第二个目的在于提供上述防腐涂料的制备方法,采用该方法制备得到的防腐涂料在经过高温、强酸或强碱腐蚀后仍具有较高的附着力。
本发明的第三个目的在于提供上述防腐涂料在钢桥面上的应用。
本发明提供一种防腐涂料,包括重量比为2~7:1的A组分与B组分;
A组分包括:
B组分包括:
腰果酚改性酚醛胺固化剂 65~90重量份,
固化促进剂 2~20重量份,和
溶剂B 2~15重量份;
其中,添加剂为着色颜料和/或填料;固化促进剂为叔胺或叔胺盐。
根据本发明的防腐涂料,优选地,包括重量比为4~5:1的A组分与B组分;
A组分包括:
B组分包括:
腰果酚改性酚醛胺固化剂 75~85重量份,
固化促进剂 5~15重量份,和
溶剂B 5~15重量份。
根据本发明的防腐涂料,优选地,所述的腰果酚改性酚醛胺固化剂的胺值为200~550mg KOH/g,活泼氢当量为70~130,且粘度为200~2000cPs。
根据本发明的防腐涂料,优选地,所述的润湿分散剂为聚氨酯润湿分散剂,消泡剂为有机硅消泡剂,流平剂为聚丙烯酸酯型流平剂,且防沉剂选自有机硼润土、气相二氧化硅、聚烯烃蜡中的一种或多种。
根据本发明的防腐涂料,优选地,所述的防锈颜料选自磷酸盐或磷钼酸铝锌中的一种或多种。
根据本发明的防腐涂料,优选地,所述的溶剂A包括有机溶剂和C12~14烷基缩水甘油醚;所述有机溶剂选自二甲苯、环己酮、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。
根据本发明的防腐涂料,优选地,所述的溶剂B选自正丁醇、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚中的一种或多种。
根据本发明的防腐涂料,优选地,所述的着色颜料选自钛白粉、氧化铁红、铁黑、氧化铁黄中的一种或多种,且所述的填料选自硫酸盐填料、硅酸盐填料中的一种或多种。
本发明也提供上述防腐涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
(a)将有机硅改性环氧树脂、溶剂A、润湿分散剂、消泡剂、防沉剂和流平剂混合,得到第一混合物;
(b)将第一混合物与添加剂混合,得到第二混合物;
(c)将第二混合物与防锈颜料混合,得到第三混合物,然后将第三混合物研磨至细度≤100μm,得到A组分;
(2)B组分的制备:
将腰果酚改性酚醛胺固化剂、固化促进剂和溶剂B混合,得到B组分;
(3)将A组分和B组分混合,得到防腐涂料。
本发明还提供上述防腐涂料在钢桥面上的应用。
本发明的防腐涂料采用有机硅改性环氧树脂,以腰果酚改性的酚醛胺作为固化剂,并采用叔胺及其盐类的固化促进剂,可以有效提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。在本发明优选的技术方案中,溶剂A中含有C12~14烷基缩水甘油醚,可以提高防腐涂料的一次成膜厚度,一次涂覆即可达到涂膜厚度,提高施工效率。本发明的防腐涂料在经过高温或强酸强碱腐蚀后依然具有较强的附着力,可以在钢桥面上使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
<防腐涂料>
本发明的防腐涂料包含A组分和B组分;优选地,本发明的防腐涂料由A组分和B组分组成。A组分与B组分的重量比为2~7:1。优选地,A组分与B组分的重量比为4~5:1。更优选地,A组分与B组分的重量比为4.5~5:1。根据本发明一个具体的实施方式,A组分与B组分的重量比为5:1。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
本发明的A组分包括:有机硅改性环氧树脂20~50重量份;防锈颜料5~35重量份;添加剂15~40重量份;溶剂A5~25重量份;润湿分散剂0.1~1重量份;消泡剂0.1~1重量份;流平剂0.2~1.5重量份;防沉剂0.2~1.5重量份。根据本发明的一个实施方式,本发明的A组分由以下组分组成:有机硅改性环氧树脂20~50重量份;防锈颜料5~35重量份;添加剂15~40重量份;溶剂A5~25重量份;润湿分散剂0.1~1重量份;消泡剂0.1~1重量份;流平剂0.2~1.5重量份;防沉剂0.2~1.5重量份。
本发明的有机硅改性环氧树脂的用量可以为20~50重量份,优选为30~40重量份;更优选为35~40重量份。有机硅改性环氧树脂可以选自赢创工业集团生产的系列树脂,例如ED或EF。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
本发明的防锈颜料的用量可以为5~35重量份,优选为15~25重量份,更优选为18~25重量份。防锈颜料可以选自磷酸盐或磷钼酸铝锌中的一种或多种。所述的磷酸盐可以为磷酸锌或三聚磷酸铝。优选地,防锈颜料选自磷酸锌和三聚磷酸铝、磷酸锌和磷钼酸铝锌或三聚磷酸铝和磷钼酸铝锌中的一种组合。更优选地,防锈颜料为磷酸锌和三聚磷酸铝。根据本发明一个具体的实施方式,磷酸锌和三聚磷酸铝的重量比为1:1.5~3。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
本发明的添加剂的用量可以为15~40重量份,优选为22~34重量份,更优选为30~34重量份。添加剂为着色颜料和/或填料。本发明的着色颜料可以选自钛白粉、氧化铁红、铁黑、氧化铁黄中的一种或多种。优选地,着色颜料为钛白粉、氧化铁红、铁黑中的一种或多种。更优选地,着色颜料为氧化铁红和钛白粉。本发明的填料可以选自硫酸盐填料、硅酸盐填料中的一种或多种。优选地,硫酸盐填料选自沉淀硫酸钡、硫酸钙中的一种或多种,硅酸盐填料选自滑石粉、高岭土、硅灰石、云母粉中的一种或多种。更优选地,填料为沉淀硫酸钡和云母粉。
本发明的溶剂A的用量可以为5~25重量份,优选为10~18重量份,更优选为10~13重量份。本发明中的溶剂A包括有机溶剂和C12~14烷基缩水甘油醚。C12~14烷基缩水甘油醚的实例可以为稀释剂AGE。有机溶剂选自二甲苯、环己酮、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种;优选为二甲苯和/或丙二醇甲醚醋酸酯。根据本发明的一个实施方式,溶剂A为C12~14烷基缩水甘油醚、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯。根据本发明的另一个实施方式,溶剂A为C12~14烷基缩水甘油醚、二乙醇单丁醚和正丁醇。根据本发明的再一个实施方式,溶剂A为C12~14烷基缩水甘油醚、丙二醇甲醚和环己酮。这样可以提高防腐涂料的一次成膜厚度。
本发明的润湿分散剂的用量可以为0.1~1重量份,优选为0.3~0.5重量份,更优选为0.4~0.5重量份。本发明的润湿分散剂可以为聚氨酯润湿分散剂。优选地,润湿分散剂为高分子量聚氨酯润湿分散剂。更优选地,润湿分散剂选自德国毕克生产的BYK163。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力,且可以提高防腐涂料的一次成膜厚度。
本发明的消泡剂的用量可以为0.1~1重量份,优选为0.3~0.5重量份,更优选为0.4~0.5重量份。本发明的消泡剂为有机硅消泡剂。优选地,消泡剂为大田化学生产的AT-86S。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力,且可以提高防腐涂料的一次成膜厚度。
本发明的流平剂的用量可以为0.2~1.5重量份,优选为0.5~1重量份,更优选为0.6~1重量份。本发明的流平剂为聚丙烯酸酯型流平剂。优选地,流平剂为德国毕克生产的BYK358N。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力,且可以提高防腐涂料的一次成膜厚度。
本发明的防沉剂的用量可以为0.2~1.5重量份,优选为0.5~1重量份,更优选为0.5~0.7重量份。本发明的防沉剂选自有机硼润土、气相二氧化硅、聚烯烃蜡中的一种或多种。优选地,防沉剂选自气相二氧化硅、气相二氧化硅与有机硼润土的组合物、气相二氧化硅与聚烯烃蜡的组合物中的一种。更优选地,防沉剂为气相二氧化硅与有机硼润土的组合物。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力,且可以提高防腐涂料的一次成膜厚度。
根据本发明的一个具体实施方式,A组分包括有机硅改性环氧树脂30~40重量份;防锈颜料15~25重量份;添加剂22~34重量份;溶剂A10~18重量份;润湿分散剂0.3~0.5重量份;消泡剂0.3~0.5重量份;流平剂0.5~1重量份;防沉剂0.5~1重量份。根据本发明的另一个具体实施方式,A组分包括有机硅改性环氧树脂35~40重量份;防锈颜料18~25重量份;添加剂30~34重量份;溶剂A10~13重量份;润湿分散剂0.4~0.5重量份;消泡剂0.4~0.5重量份;流平剂0.6~1重量份;防沉剂0.5~0.7重量份。根据本发明再一个具体的实施方式,A组分包括有机硅改性环氧树脂40重量份;防锈颜料25重量份;添加剂22重量份;溶剂A 10重量份;润湿分散剂0.5重量份;消泡剂0.5重量份;流平剂1重量份;防沉剂0.5重量份。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
本发明的B组分包括腰果酚改性酚醛胺固化剂65~90重量份;固化促进剂2~20重量份;溶剂B 2~15重量份。
本发明的腰果酚改性酚醛胺固化剂的用量可以为65~90重量份,优选为75~85重量份,更优选为80~85重量份。本发明的腰果酚改性酚醛胺固化剂的胺值为200~550mgKOH/g,活泼氢当量为70~130,且粘度为200~2000cPs。上述参数采用本领域常规的方法测定。优选地,腰果酚改性酚醛胺固化剂的胺值为300~400mgKOH/g,活泼氢当量为80~100,且粘度为500~1300cPs。更优选地,腰果酚改性酚醛胺固化剂为卡德莱公司生产的NX-2003。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
本发明的固化促进剂的用量可以为2~20重量份,优选为5~15重量份,更优选为5~10重量份。本发明的固化促进剂为叔胺或叔胺盐。固化促进剂可以选自2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的三(2-乙基己酸)盐、苄基二甲胺、N,N-二甲基苯胺中的一种或多种。优选地,固化促进剂选自2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚或2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的三(2-乙基己酸)盐中的一种。更优选地,固化促进剂为2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的三(2-乙基己酸)盐。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
本发明的溶剂B的用量可以为2~15重量份,优选为5~15重量份,更优选为5~12重量份。本发明的溶剂B可以选自正丁醇、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚中的一种或多种。优选地,溶剂B选自正丁醇或二甲苯中的一种。更优选地,溶剂B为二甲苯。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
根据本发明一个具体的实施方式,B组分包括腰果酚改性酚醛胺固化剂75~85重量份;固化促进剂5~15重量份;溶剂B 5~15重量份。根据本发明另一个具体的实施方式,B组分包括腰果酚改性酚醛胺固化剂80~85重量份;固化促进剂5~10重量份;溶剂B5~12重量份。根据本发明再一个具体的实施方式,B组分包括腰果酚改性酚醛胺固化剂85重量份;固化促进剂10重量份;溶剂B 5重量份。这样可以提高防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后的附着力。
<制备方法及应用>
上述防腐涂料的制备方法包括如下步骤:(1)A组分的制备;(2)B组分的制备;(3)将A组分和B组分混合,得到防腐涂料。其中,步骤(1)和步骤(2)的顺序并没有特别限制。
A组分的制备包括如下步骤:
(a)将有机硅改性环氧树脂、溶剂A、润湿分散剂、消泡剂、防沉剂和流平剂混合,得到第一混合物;
(b)将第一混合物与添加剂混合,得到第二混合物;
(c)将第二混合物与防锈颜料混合,得到第三混合物,然后将第三混合物研磨至细度≤100μm,得到A组分。
步骤(a)可以在搅拌的条件进行,获得第一混合物。搅拌的转速为300~900转/分钟,搅拌的时间为5~20分钟。优选地,搅拌的转速为400~800转/分钟。更优选地,搅拌的转速为500~600转/分钟。优选地,搅拌的时间为10~20分钟。更优选地,搅拌的时间为15~20分钟。
步骤(b)可以在搅拌的条件进行,获得第二混合物。搅拌的转速为1000~3000转/分钟,搅拌的时间为20~60分钟。优选地,搅拌的转速为1000~2000转/分钟。更优选地,搅拌的转速为1000~1500转/分钟。优选地,搅拌的时间为20~40分钟。更优选地,搅拌的时间为30~40分钟。
步骤(c)可以在搅拌的条件进行,获得第三混合物。搅拌的转速为1000~3000转/分钟,搅拌的时间为20~60分钟。优选地,搅拌的转速为1000~2000转/分钟。更优选地,搅拌的转速为1000~1500转/分钟。优选地,搅拌的时间为20~40分钟。更优选地,搅拌的时间为30~40分钟。
将第三混合物研磨至细度≤100μm,优选≤80μm,更优选≤50μm。这样可以提高涂料的附着力以及一次成膜厚度。
步骤(a)中,可以加入部分溶剂A,然后在步骤(c)中加入剩余的溶剂A。步骤(c)中加入的溶剂A可以冲洗搅拌容器和/或搅拌桨上的粉料,从而提高收率。优选地,步骤(a)中加入80~95wt%的溶剂A。更优选地,步骤(a)中加入85~90wt%的溶剂A。
B组分的制备包括如下步骤:
将腰果酚改性酚醛胺固化剂、固化促进剂和溶剂B混合,得到B组分。上述步骤可以在搅拌的条件下混合。搅拌的转速可以为100~900转/分钟,搅拌的时间可以为5~40分钟。优选地,搅拌的转速为200~700转/分钟。更优选地,搅拌的转速为300~500转/分钟。优选地,搅拌的时间为10~30分钟。更优选地,搅拌的时间为15~20分钟。
将A组分和B组分混合得到防腐涂料。可以在使用前将二者混合均匀。
本发明还提供了上述防腐涂料在钢桥面上的应用。本发明的防腐涂料在经过高温或强酸强碱腐蚀后仍具有较高的粘附力,可以应用于钢桥面上。
以下实施例中的有机硅改性环氧树脂为赢创工业集团生产的ED,润湿分散剂为德国毕克生产的BYK163,消泡剂为大田化学生产的AT-86S,流平剂为德国毕克生产的BYK358N,腰果酚改性酚醛胺固化剂为卡德莱公司生产的NX-2003,K61B表示2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的三(2-乙基己酸)盐。
实施例1
本实施例的防腐涂料配方如下。
A组分:
B组分:
腰果酚改性酚醛胺固化剂 85重量份;
K61B 10重量份;
二甲苯 5重量份;
A组分与B组分的重量比为5:1。
下面详细描述制备方法:
(1)A组分的制备:
(a)将有机硅改性环氧树脂、C12~14烷基缩水甘油醚、二甲苯、润湿分散剂、消泡剂、有机润土、气相二氧化硅和流平剂在500转/分钟的转速下混合15分钟,得到第一混合物;
(b)将步骤(a)得到的第一混合物与氧化铁红、云母粉、沉淀硫酸钡、钛白粉在1500转/分钟的转速下混合30分钟,得到第二混合物;
(c)将步骤(b)得到的第二混合物与磷酸锌、三聚磷酸铝混合,用丙二醇甲醚醋酸酯冲洗搅拌容器和搅拌桨上的粉料,在1500转/分钟的转速下混合30分钟,然后将混合研磨至细度≤100μm,得到A组分。
(2)B组分的制备:
将腰果酚改性酚醛胺固化剂、K61B和二甲苯在400转/分钟的条件下混合20分钟,得到组分B;
(3)将制备得到的组分A和组分B混合,得到防腐涂料。
实施例2
本实施例的防腐涂料的配方如下。
A组分:
B组分:
腰果酚改性酚醛胺固化剂 80重量份;
K61B 8重量份;
二甲苯 12重量份;
A组分与B组分的重量比为4.5:1。
制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例的防腐涂料的配方如下。
A组分:
B组分:
腰果酚改性酚醛胺固化剂 75重量份;
K61B 15重量份;
二甲苯 10重量份;
A组分与B组分的重量比为4:1。
制备方法同实施例1。
比较例
本比较例的防腐涂料为环氧富锌漆,购买自宜兴华宜化工有限公司生产的H86环氧富锌漆,锌含量≥70wt%。
实验例
检测实施例1~3以及比较例的防腐涂料的固含量、粘度、韧性、冲击强度、干燥时间、耐盐雾性、耐油性、耐酸性、耐碱性、耐疲劳性以及一次成膜厚度,所得结果见表1。固含量采用GB/T 1725-2007测定,粘度采用GB/T 9751.1-2008测定,韧性采用GB/T 1731-1993测定,冲击强度采用GB/T 1732-1993测定,干燥时间采用GB 1728-1979测定,附着力采用GB/T 5210-2006测定,耐盐雾性采用GB/T 1771-2007测定,耐油性采用GB/T 1734-1993测定,耐酸性采用ISO2812-1-2007测定,耐碱性采用GB 9265-1988测定,疲劳试验采用FGSV784/5-2010测试,一次成膜厚度采用GB/T 13452.2-2008方法测定。
由表可知,本发明的防腐涂料经过高温或强酸强碱腐蚀后依然具有较强的附着力,可以在钢桥面上使用。此外,本发明的防腐涂料一次成膜厚度大于现有的环氧富锌漆。
表1
本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种防腐涂料,其特征在于,该涂料包括重量比为2~7:1的A组分与B组分;
A组分包括:
B组分包括:
腰果酚改性酚醛胺固化剂 65~90重量份,
固化促进剂 2~20重量份,和
溶剂B 2~15重量份;
其中,添加剂为着色颜料和/或填料;固化促进剂为叔胺或叔胺盐。
2.根据权利要求1所述的防腐涂料,其特征在于,该涂料包括重量比为4~5:1的A组分与B组分;
A组分包括:
B组分包括:
腰果酚改性酚醛胺固化剂 75~85重量份,
固化促进剂 5~15重量份,和
溶剂B 5~15重量份。
3.根据权利要求1所述的防腐涂料,其特征在于,所述的腰果酚改性酚醛胺固化剂的胺值为200~550mg KOH/g,活泼氢当量为70~130,且粘度为200~2000cPs。
4.根据权利要求1所述的防腐涂料,其特征在于,所述的润湿分散剂为聚氨酯润湿分散剂,消泡剂为有机硅消泡剂,流平剂为聚丙烯酸酯型流平剂,且防沉剂选自有机硼润土、气相二氧化硅、聚烯烃蜡中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的防腐涂料,其特征在于,所述的防锈颜料选自磷酸盐或磷钼酸铝锌中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的防腐涂料,其特征在于,所述的溶剂A包括有机溶剂和C12~14烷基缩水甘油醚;所述有机溶剂选自二甲苯、环己酮、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的防腐涂料,其特征在于,所述的溶剂B选自正丁醇、二甲苯、甲基异丁基酮、丙二醇甲醚中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的防腐涂料,其特征在于,所述的着色颜料选自钛白粉、氧化铁红、铁黑、氧化铁黄中的一种或多种,且所述的填料选自硫酸盐填料、硅酸盐填料中的一种或多种。
9.根据权利要求1~8任一项所述的防腐涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
(a)将有机硅改性环氧树脂、溶剂A、润湿分散剂、消泡剂、防沉剂和流平剂混合,得到第一混合物;
(b)将第一混合物与添加剂混合,得到第二混合物;
(c)将第二混合物与防锈颜料混合,得到第三混合物,然后将第三混合物研磨至细度≤100μm,得到A组分;
(2)B组分的制备:
将腰果酚改性酚醛胺固化剂、固化促进剂和溶剂B混合,得到B组分;
(3)将A组分和B组分混合,得到防腐涂料。
10.一种权利要求1~8任一项所述的防腐涂料在钢桥面上的应用。
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