一种环保型钢结构防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环保型钢结构防腐涂料，其包含以下重量份数的制备原料：90

【技术实现步骤摘要】
一种环保型钢结构防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于防腐涂料
，具体涉及一种环保型钢结构防腐涂料。

技术介绍

[0002]钢结构作为一种节能、绿色环保材料，因其质轻、延展性好等特点在工程建筑中得到广泛使用，然而，由于金属基体的自身性质，在复杂的工况条件下，钢结构的耐热、耐火、耐腐蚀等性能往往不能满足需求，钢结构一旦受到腐蚀，其强度、塑性、韧性等力学性能将显著降低而影响其使用效果，全球每年因腐蚀报废的钢铁设备约相当于年产量的30％，所带来的经济损失高达万亿美元。目前大多采用在钢结构表面涂覆具有耐热、耐火、耐腐蚀性能的涂料的方法来保护钢结构，进而提高钢结构的适用性，避免腐蚀带来的损失。
[0003]目前钢结构防腐蚀最有效的方法是在金属表面涂覆防腐蚀涂层以与腐蚀介质隔绝，但是存在涂层功能单一以及涂膜材料的耐候性差，而不能满足钢结构材料的长期使用需求，并且大多属于溶剂型涂料，VOC排放量高污染环境。因此，急需研究开发多功能、具有长久防腐性能、防腐性能好的环保型钢结构防腐涂料。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种环境友好的、具有保温性能且防腐涂层耐久性好的钢结构防腐涂料，解决了目前钢结构防腐涂料防腐性能差以及涂层耐久性差、VOC释放量高的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种环保型钢结构防腐涂料，其制备原料包含以下组分：环氧树脂、蛭石负载氧化锌、氨基硅烷偶联剂、氧化石墨烯/二氧化钛复合物、固化剂。
[0006]进一步地，所述的钢结构防腐涂料其包含以下重量份数的制备原料：90
‑
110份环氧树脂、15
‑
20份蛭石负载氧化锌、10
‑
20份石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物、12
‑
16份氨基硅烷偶联剂、5
‑
10份固化剂。
[0007]优选地，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
[0008]进一步地，所述的蛭石负载氧化锌采用以下方法制备：将经酸洗后的蛭石分散于Zn
2+
的还原糖溶液中，进行超声处理后获得分散液，将分散液置于管式炉中焙烧获得蛭石负载氧化锌。
[0009]优选地，所述的Zn
2+
的还原糖溶液中Zn
2+
的摩尔浓度为0.02mol/L；所述的蛭石的添加量与分散液的重量比为1∶2。
[0010]进一步地，所述的石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物采用以下方法制备获得：二氧化硅前驱体的制备：将硅酸四乙酯分散于乙醇溶液中搅拌均匀后获得二氧化硅前驱体溶液；二氧化钛前驱体制备：将钛酸四丁酯与冰醋酸溶解于去离子水中搅拌均匀后获得二氧化钛前驱体；
在搅拌条件下，将二氧化钛前驱体溶液加入二氧化硅前驱体溶液中，而后向体系中加入柠檬酸，在避光条件下于200
‑
220℃搅拌反应10
‑
12小时后，加入乙醇，离心分离后获得石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物。
[0011]优选地，所述的硅酸四乙酯、钛酸四丁酯、柠檬酸的重量比为1∶1∶1.5。
[0012]优选地，所述的氨基硅烷偶联剂为KH550。
[0013]优选地，所述的固化剂为二亚乙基三胺和硫脲的混合物。
[0014]进一步地，所述的钢结构防腐涂料的制备方法具体包括以下步骤：将蛭石负载氧化锌分散于去离子水中，再向其中加入石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物分散均匀后，向其中逐渐加入氨基硅烷偶联剂，于40
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50℃搅拌反应1
‑
2小时后，再向其中加入环氧树脂，搅拌反应后获得涂料组分A；将固化剂与组分A混合均匀后固化即可获得钢结构防腐涂料。
[0015]有益效果本专利技术以环氧树脂作为基体，以蛭石负载氧化锌、石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物作为无机填料，以氨基硅烷偶联剂作为基体和填料之间的交联剂，增强了无机填料与基体的结合强度；以蛭石负载氧化锌、石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物作为无机填料，提高了涂料的耐水性、致密性和耐腐蚀性，提高了涂层的机械强度；制备获得了一种具有良好耐磨性、致密性好、防腐性能好、耐候性长久的环保型钢结构防腐涂料。
[0016]本专利技术采用蛭石负载氧化锌作为无机填料，有效提高了单纯的氧化锌粉末在基体中的分散性，蛭石负载氧化锌材料的制备过程中蛭石的膨胀与氧化锌的形成同时进行，负载均匀，有利于氧化锌在涂料中发挥作用。并且膨胀蛭石具有片层状结构，一方面避免了无机填料在有机基体中发生沉降；另一方面也可有效阻隔环氧树脂基体形成的通道中小分子物质的通过而发生腐蚀；同时还赋予涂层一定的保温性能；另外，氧化锌还使涂层具有屏蔽紫外线、杀菌的作用。
[0017]本专利技术以石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物作为无机填料，有效避免了单纯的石墨烯、二氧化硅、二氧化钛在涂料基体中的团聚，提高了无机填料在有机基体中的分散性，且提高了涂料基体中各原料间的相互作用；三者协同作用，填充到涂层的缺陷单元，有效减少涂层孔隙率，增强了涂层的致密性；提高了涂料的防腐性能：并且填料二氧化钛受光激发产生自由移动的电子，而石墨烯具有较高的电子迁移率，其可使电子富集在金属表面，而降低金属的腐蚀电势；同时还提高了涂料的疏水性，进而降低了外界环境中水分对涂料的影响，提高了涂料的使用寿命。
[0018]本专利技术的钢结构防腐涂料原料成分简单、绿色环保，形成的涂层具有良好的机械强度具有耐光照、耐盐雾等化学腐蚀以及保温性能，表现出良好的耐候性和长久的防腐性能。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细的阐述，本专利技术所使用的原料如无特殊说明均可通过市售获得，所述方法如无特殊说明均为常规方法。
[0020]原料制备蛭石负载氧化锌的制备
将经酸洗后的蛭石分散于Zn
2+
的还原糖溶液中，进行超声处理后获得分散液，将分散液置于管式炉中焙烧获得蛭石负载氧化锌。
[0021]其中，所述的Zn
2+
的还原糖溶液中Zn
2+
的摩尔浓度为0.02mol/L；所述的蛭石的添加量与分散液的重量比为1∶2；所述的还原糖为葡萄糖，所述的蛭石的粒径为400
‑
500目；所述的焙烧的温度为900
‑
1000℃；石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物的制备二氧化硅前驱体的制备：将硅酸四乙酯分散于无水乙醇溶液中搅拌均匀后获得二氧化硅前驱体溶液；二氧化钛前驱体制备：将钛酸四丁酯与冰醋酸溶解于去离子水中搅拌均匀后获得二氧化钛前驱体；在搅拌条件下，将二氧化钛前驱体溶液加入二氧化硅前驱体溶液中，而后向体系中加入柠檬酸，在避光条件下于200
‑
220℃搅拌反应10
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12小时后，加入乙醇，离心分离后获得石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物；其中，所述的硅酸四乙酯、钛酸四丁酯、柠檬酸的重量比为1∶1∶1.5。
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型钢结构防腐涂料，其特征在于，其制备原料包含以下组分：环氧树脂、蛭石负载氧化锌、氨基硅烷偶联剂、氧化石墨烯/二氧化钛复合物、固化剂。2.如权利要求1所述的环保型钢结构防腐涂料，其特征在于，其包含以下重量份数的制备原料：90
‑
110份环氧树脂、15
‑
20份蛭石负载氧化锌、10
‑
20份石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物、12
‑
16份氨基硅烷偶联剂、5
‑
10份固化剂。3.如权利要求1或2所述的环保型钢结构防腐涂料，其特征在于，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。4.如权利要求1或2所述的环保型钢结构防腐涂料，其特征在于，所述的蛭石负载氧化锌采用以下方法制备获得：将经酸洗后的蛭石分散于Zn
2+
的还原糖溶液中，进行超声处理后获得分散液，将分散液置于管式炉中焙烧获得蛭石负载氧化锌。5.如权利要求4所述的环保型钢结构防腐涂料，其特征在于，所述的Zn
2+
的还原糖溶液中Zn
2+
的摩尔浓度为0.02mol/L；所述的蛭石的添加量与分散液的重量比为1∶2。6.如权利要求1或2所述的环保型钢结构防腐涂料，其特征在于，所述的石墨烯/二氧化硅/二氧化钛复合物采用以下方法制备获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑钰博，桑俊杰，桑俊安，殷林杰，陈书杰，高辉，
申请(专利权)人：河南坤金金属材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：