CN110423546A - 一种钢结构防腐用水性氟碳涂料及其制造和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢结构防腐用水性氟碳涂料及其制造和使用方法，该氟碳涂料内包含组份A、组份B和组份C三种成份，其中各组份按重量计成份如下：组份A包括含羟基水性氟树脂55份‑60份、硅酸钠3份‑5份、水溶性碱0.5份‑1份；组份B包括水性异氰酸酯固化剂20份‑25份、水性磷酸酯2份‑3份；组份C包括10份‑12.6份溶质三氧化钨的溶胶液。本发明采用交联型水性固化剂固化，增加了涂膜的交联密度，增加涂膜的内聚能，从而提高了涂层耐酸、耐碱及中性盐离子的侵蚀，并且此水性氟碳涂料中VOC含量大幅降低，更加环保；同时增加了胶粒填充，使整个防腐涂层更致密，同时也更加耐磨、耐酸碱、耐高温。

Description

一种钢结构防腐用水性氟碳涂料及其制造和使用方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料领域，尤其涉及一种钢结构防腐用水性氟碳涂料及其制造和使用方法。
背景技术
氟碳涂料的优点：1、优良的防腐蚀性能——得益于极好的化学惰性、漆膜耐酸、碱、盐等化学物质和多种化学溶剂，为基材提供保护屏障；该漆膜坚韧——表面硬度高、耐冲击、抗屈曲、耐磨性好，显示出极佳的物理机械性能。2、免维护、自清洁——氟碳涂层有极低的表面能、表面灰尘可通过雨水自洁，极好的疏水性（最大吸水率小于5% ）且斥油、极小的摩擦系数（0.15 — 0.17 ），不会粘尘结垢，防污性好。3、强附着性——在铜、不锈钢等金属、聚脂、聚氨脂、氯乙烯等塑料、水泥、复合材料等表面都具有其优良的附着力，基本显示出宜附于任何材料的特性。高装饰性——在60 度光泽计中，能达到80% 以上的高光泽。4、超长耐候性——涂层中含有大量的F--C键，决定了其超强的稳定性，不粉化、不褪色，使用寿命长达20年，具有比任何其他类涂料更为优异的使用性能。优异的施工性—双组分包装、贮存期长、施工方便。
但其也具有难以克服的缺点：1、在应用时对施工条件和配套材料要求高，涂层刚性，不具备好的弹性，性能不稳定，出现开裂、脱皮现象。2、溶剂型涂料含有大量的有机挥发物（VOC），对环境污染极为严重，同时也浪费资源、浪费能源。3、产品还很不成熟，耐候性比溶剂型氟碳涂料差很多，保光性、硬度都很差，施工完过几个月就会显现出来。4、氟碳漆在分解温度以下是安全无毒，但当发生火灾时因受热分解产生剧毒的光气、氟烯烃等十几种有害气体。
因此，市面上急需一种环保、涂层致密、耐磨、耐酸碱、耐高温的钢结构防腐用水性氟碳涂料。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种环保、涂层致密、耐磨、耐酸碱、耐高温的钢结构防腐用水性氟碳涂料及其制造和使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钢结构防腐用水性氟碳涂料的制造和使用方法，包括以下步骤：
1）生产前准备
①组份A原材料准备：按重量计准备含羟基水性氟树脂55份-60份、硅酸钠3份-5份、水溶性碱0.5份-1份，各成份混合并搅拌均匀即为组份A；
②组份B原材料准备：按重量计准备水性异氰酸酯固化剂20份-25份、水性磷酸酯2份-3份，各成份混合并搅拌均匀即为组份B；
③组份C原材料准备：按重量计准备含钯质量分数2%的钨粉8份-10份；
2）组份C的制造
①将1）中步骤③获得的含钯质量分数2%的钨粉研磨至1000目-1200目粒度的粉末；
②采用过氧化聚钨酸法（三氧化钨通过钨粉过氧化聚钨酸法制备属于现有技术，详见三氧化钨溶胶稳定机理及薄膜结构变化特征探讨[J]）将步骤①准备的粉末制备成三氧化钨基混合溶胶，将该溶胶溶入重量份500份-600份的纯净水中即获得待用组份C；
3）基底涂层
①采用工业醋酸在待处理钢结构表面轻拭至原锈迹、自生氧化膜及其它污渍全部去除；
②将阶段1）中步骤①和②准备的组份A和组份B混合并搅拌均匀，获得混合物；
③采用混合物总质量1.5-2.5倍的纯净水将混合物浸溶、搅拌均匀并升温至70℃-85℃进行反应，制成水性树脂交联共聚物乳液；
④将步骤③获得的水性树脂交联共聚物乳液均匀喷涂在步骤①获得的被醋酸清洗过的钢结构表面，干结后反复喷涂，至基底厚度0.2mm-0.3mm后结束喷涂，即获得复合了基底涂层的钢结构；
4）封闭
①将阶段3）获得的复合了基底涂层的钢结构浸润在阶段2）获得的待用组份C中，加热至95℃-100℃，待溶液体积降至1/2后完成初步封闭；
②取出完成了步骤①初步封闭的复合了基底涂层的钢结构，自然晾干；
③将晾干后的钢结构放入剩余的待用组份C中，加热至50℃-60℃,待溶液成为半凝固胶状时取出，然后采用机械方式将钢结构表面均匀压平；
④将步骤③中获得的半凝固胶状剩余组份C以刷漆的方式均匀涂抹在步骤③获得的压平后的钢结构表面，即完成钢结构防腐用水性氟碳涂料的制造和使用。
采用上述方法制造的钢结构防腐用水性氟碳涂料，包含组份A、组份B和组份C三种成份，其中各组份按重量计成份如下：组份A包括含羟基水性氟树脂55份-60份、硅酸钠3份-5份、水溶性碱0.5份-1份；组份B包括水性异氰酸酯固化剂20份-25份、水性磷酸酯2份-3份；组份C包括10份-12.6份溶质三氧化钨的溶胶液。
与现有技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：（1）本发明是常温双组份交联固化型水性氟碳面漆，主要由含羟基水性氟树脂和水性异氰酸酯固化剂组成，由于采用交联型水性固化剂固化，增加了涂膜的交联密度，增加涂膜的内聚能，从而提高了涂层耐酸、耐碱及中性盐离子的侵蚀，并且此水性氟碳涂料中VOC含量大幅降低，满足环保要求；（2）成份中添加了水性附着力促进剂（水性磷酸酯），又经过无害的醋酸腐蚀活化了钢表面，使得本发明与钢结构表面结合更加紧密，同时由于添加了硅酸钠（耐磨）和水溶性碱，一方面获得了更高的强度和更好的耐磨性，另一方面中和了醋酸的影响同时增加了抗析氢腐蚀能力；（3）由于是双成份防护涂料，通过反应在钢结构表面形成后，必然会因为反应及混合不均匀因素造成微孔，根据钢腐蚀原理（仅有酸性环境下的析氢腐蚀和常态及碱性湿润环境内的吸氧腐蚀两种，其中酸性环境已通过水溶性碱克服），有微孔的存在会易导致吸氧腐蚀，本发明合理地通过大分子的溶胶（三氧化钨通过钨粉过氧化聚钨酸法制备属于现有技术，详见三氧化钨溶胶稳定机理及薄膜结构变化特征探讨[J]，但该方法只应用于电气领域，从未应用于金属防腐技术）在高温下与钢基体适应的原理，通过三轮不同温度不同浓度填充成份的封闭使本发明形成了具有完全气密性的膜层，同时由于三氧化钨晶体硬度高，耐腐蚀、耐高温、耐侯性强，因此本发明获得了更好的耐磨、耐酸碱、耐高温性能。
具体实施方式
实施例1：
一种钢结构防腐用水性氟碳涂料，包含组份A、组份B和组份C三种成份，其中各组份按重量计成份如下：组份A包括含羟基水性氟树脂55份、硅酸钠3份、水溶性碱0.5份；组份B包括水性异氰酸酯固化剂25份、水性磷酸酯3份；组份C包括溶质重量12.6份三氧化钨的溶胶液。
上述水性氟碳涂料的制造和使用方法，包括以下步骤：
1）生产前准备
①组份A原材料准备：按重量计准备含羟基水性氟树脂55份、硅酸钠3份、水溶性碱0.5份，各成份混合并搅拌均匀即为组份A；
②组份B原材料准备：按重量计准备水性异氰酸酯固化剂25份、水性磷酸酯3份，各成份混合并搅拌均匀即为组份B；
③组份C原材料准备：按重量计准备含钯质量分数2%的钨粉10份；
2）组份C的制造
①将1）中步骤③获得的含钯质量分数2%的钨粉研磨至1200目粒度的粉末；
②采用过氧化聚钨酸法将步骤①准备的粉末制备成三氧化钨基混合溶胶，将该溶胶溶入重量份600份的纯净水中即获得待用组份C；
3）基底涂层
①采用工业醋酸在待处理钢结构表面轻拭至原锈迹、自生氧化膜及其它污渍全部去除；
②将阶段1）中步骤①和②准备的组份A和组份B混合并搅拌均匀，获得混合物；
③采用混合物总质量2.5倍的纯净水将混合物浸溶、搅拌均匀并升温至85℃进行反应，制成水性树脂交联共聚物乳液；
④将步骤③获得的水性树脂交联共聚物乳液均匀喷涂在步骤①获得的被醋酸清洗过的钢结构表面，干结后反复喷涂，至基底厚度0.3mm后结束喷涂，即获得复合了基底涂层的钢结构；
4）封闭
①将阶段3）获得的复合了基底涂层的钢结构浸润在阶段2）获得的待用组份C中，加热至100℃，待溶液体积降至1/2后完成初步封闭；
②取出完成了步骤①初步封闭的复合了基底涂层的钢结构，自然晾干；
③将晾干后的钢结构放入剩余的待用组份C中，加热至60℃,待溶液成为半凝固胶状时取出，然后采用机械方式将钢结构表面均匀压平；
④将步骤③中获得的半凝固胶状剩余组份C以刷漆的方式均匀涂抹在步骤③获得的压平后的钢结构表面，即完成钢结构防腐用水性氟碳涂料的制造和使用。
实施例2：
整体与实施例1一致，差异之处在于：
一种钢结构防腐用水性氟碳涂料，包含组份A、组份B和组份C三种成份，其中各组份按重量计成份如下：组份A包括含羟基水性氟树脂60份、硅酸钠5份、水溶性碱1份；组份B包括水性异氰酸酯固化剂20份、水性磷酸酯2份；组份C包括溶质重量10份三氧化钨的溶胶液。
上述水性氟碳涂料的制造和使用方法，包括以下步骤：
1）生产前准备
①组份A原材料准备：按重量计准备含羟基水性氟树脂60份、硅酸钠5份、水溶性碱1份，各成份混合并搅拌均匀即为组份A；
②组份B原材料准备：按重量计准备水性异氰酸酯固化剂20份、水性磷酸酯2份，各成份混合并搅拌均匀即为组份B；
③组份C原材料准备：按重量计准备含钯质量分数2%的钨粉8份；
2）组份C的制造
①将1）中步骤③获得的含钯质量分数2%的钨粉研磨至1000目粒度的粉末；
②采用过氧化聚钨酸法将步骤①准备的粉末制备成三氧化钨基混合溶胶，将该溶胶溶入重量份500份的纯净水中即获得待用组份C；
3）基底涂层
③采用混合物总质量1.5倍的纯净水将混合物浸溶、搅拌均匀并升温至70℃进行反应，制成水性树脂交联共聚物乳液；
④将步骤③获得的水性树脂交联共聚物乳液均匀喷涂在步骤①获得的被醋酸清洗过的钢结构表面，干结后反复喷涂，至基底厚度0.2mm后结束喷涂，即获得复合了基底涂层的钢结构；
4）封闭
①将阶段3）获得的复合了基底涂层的钢结构浸润在阶段2）获得的待用组份C中，加热至95℃，待溶液体积降至1/2后完成初步封闭；
③将晾干后的钢结构放入剩余的待用组份C中，加热至50℃,待溶液成为半凝固胶状时取出，然后采用机械方式将钢结构表面均匀压平；
本实施例相较于实施例1，结合力更好，但耐磨耐蚀性较差。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种钢结构防腐用水性氟碳涂料的制造和使用方法，其特征在于包括以下步骤：
1）生产前准备
①组份A原材料准备：按重量计准备含羟基水性氟树脂55份-60份、硅酸钠3份-5份、水溶性碱0.5份-1份，各成份混合并搅拌均匀即为组份A；
②组份B原材料准备：按重量计准备水性异氰酸酯固化剂20份-25份、水性磷酸酯2份-3份，各成份混合并搅拌均匀即为组份B；
③组份C原材料准备：按重量计准备含钯质量分数2%的钨粉8份-10份；
2）组份C的制造
①将1）中步骤③获得的含钯质量分数2%的钨粉研磨至1000目-1200目粒度的粉末；
②采用过氧化聚钨酸法将步骤①准备的粉末制备成三氧化钨基混合溶胶，将该溶胶溶入重量份500份-600份的纯净水中即获得待用组份C；
3）基底涂层
①采用工业醋酸在待处理钢结构表面轻拭至原锈迹、自生氧化膜及其它污渍全部去除；
②将阶段1）中步骤①和②准备的组份A和组份B混合并搅拌均匀，获得混合物；
③采用混合物总质量1.5-2.5倍的纯净水将混合物浸溶、搅拌均匀并升温至70℃-85℃进行反应，制成水性树脂交联共聚物乳液；
④将步骤③获得的水性树脂交联共聚物乳液均匀喷涂在步骤①获得的被醋酸清洗过的钢结构表面，干结后反复喷涂，至基底厚度0.2mm-0.3mm后结束喷涂，即获得复合了基底涂层的钢结构；
4）封闭
①将阶段3）获得的复合了基底涂层的钢结构浸润在阶段2）获得的待用组份C中，加热至95℃-100℃，待溶液体积降至1/2后完成初步封闭；
②取出完成了步骤①初步封闭的复合了基底涂层的钢结构，自然晾干；
③将晾干后的钢结构放入剩余的待用组份C中，加热至50℃-60℃,待溶液成为半凝固胶状时取出，然后采用机械方式将钢结构表面均匀压平；
④将步骤③中获得的半凝固胶状剩余组份C以刷漆的方式均匀涂抹在步骤③获得的压平后的钢结构表面，即完成钢结构防腐用水性氟碳涂料的制造和使用。
2.采用权利要求1所述方法制造的钢结构防腐用水性氟碳涂料，其特征在于：该氟碳涂料内包含组份A、组份B和组份C三种成份，其中各组份按重量计成份如下：组份A包括含羟基水性氟树脂55份-60份、硅酸钠3份-5份、水溶性碱0.5份-1份；组份B包括水性异氰酸酯固化剂20份-25份、水性磷酸酯2份-3份；组份C包括10份-12.6份溶质三氧化钨的溶胶液。
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