一种可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料及其配制方法技术

本发明专利技术涉及一种可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料及其配制方法，属于金属防腐技术领域。一种可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，是由下列成分组成：水性环氧乳液、锌粉、铝粉、钛粉、二氧化硅、石墨、硫酸氧钛、固化剂和水。同时还提供涂料使用时的配置方法。本申请的涂料通过石墨和二氧化硅的使用，提高锌粉层的致密性，在钢基体上形成连续致密防护涂层；与现有技术采用的二维纳米石墨烯相比，三维立体结构的纳米石墨粉和二氧化硅粉更容易分散，并且在混粉过程中不易与其他原料发生包覆团聚，避免了涂层成分的不均匀性。避免了涂层成分的不均匀性。避免了涂层成分的不均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料及其配制方法


[0001]本专利技术涉及一种可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料及其配制方法，属于金属防腐


技术介绍

[0002]钢结构因具有良好的强度和塑韧性而成为一种最常用的建筑结构类型，例如输电铁塔、通讯塔、厂房、桥梁和高层建筑等。由于钢结构在服役环境下容易发生腐蚀生锈而降低钢结构的承载性能，工业上常常采用热镀锌工艺在钢结构表面形成一层锌保护层。锌的腐蚀电位低于铁的腐蚀电位，在锌铁二元体系下，锌作为阳极优先发生腐蚀，而铁作为阴极不会发生腐蚀。利用牺牲阳极保护阴极方法，锌层能够有效降低钢结构在腐蚀环境下的腐蚀情况。在实际工程应用中，随着钢结构运行时间的延长，钢结构的锌保护层会逐渐变薄，并慢慢裸露出钢基体，失掉锌层对钢结构的保护作用。采用涂装技术在钢结构表面刷涂富锌涂料，保证钢结构表面锌层的连续性是提高钢结构防腐寿命的一种最常用也最有效的方法。目前，室外钢结构的防腐维护主要采用溶剂型富锌涂料，例如环氧富锌涂料，丙烯酸富锌涂料。该类涂料以溶剂型有机高分子作为成膜物，锌粉为填料，在钢结构热镀锌层表面形成连续锌层，提高钢结构的耐腐蚀寿命。但是，溶剂型富锌涂料在工程应用过程中会散发出有害性气体，不仅影响施工工人的身心健康，而且也会对环境造成污染。另外，在锈蚀钢结构表面进行刷涂涂料施工时，往往需要去掉锈蚀层来提高涂层与钢结构的结合力，这不仅增加了施工成本，而且也降低了防腐施工效率。因此开发一种既能够满足锈蚀钢结构的施工需求，又不污染环境的新型环保涂料就变为尤为重要和紧迫。
[0003]水性环氧富锌防腐涂料因具有低成本和性能稳定等优点已成为钢结构防腐维护优先选用的环保型涂料。但与溶剂型涂料相比，水性涂料的附着力和成膜性较低，其耐蚀性能有待进一步提高。中国专利CN112375459A公开了一种高耐蚀、强附着力的水性环氧富锌耐蚀涂料。该专利技术在环氧富锌涂料中添加聚乙烯亚胺改性石墨烯，利用聚乙烯亚胺、氧化石墨烯和水性环氧树脂三者作用形成一个均匀致密的整体，提高锌粉层的耐蚀性和附着力。中国专利CN108034294A公开了一种提高水性环氧富锌涂料附着力的方法，采用硅烷偶联剂润湿锌粉，提高锌粉层与钢基体的附着力。虽然这两种专利从不同角度提高了锌粉层与钢基体的附着力和锌粉防护层的耐蚀能力。但是，这两种涂料并不能解决锈蚀钢基体的附着力问题，不能满足锈蚀钢结构的防腐维护。中国专利CN112760016A公开了一种水性环氧富锌涂料，采用植酸螫合金属离子，解决钢结构锈层问题。虽然植酸是一种环保型有机酸，但其酸性比无机酸低，并不能解决锈蚀程度较高的钢结构防腐施工。

技术实现思路

[0004]为了能够实现防腐涂料既能够满足锈蚀钢结构的施工需求，又不污染环境的目的，提供一种可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，由下列成分组成：水性环氧乳液、锌粉、铝粉、银粉、二氧化硅、石墨、硫酸氧钛、固化剂和水。
[0005]上述技术方案的优点是：利用硫酸氧钛与水发生水解反应形成硫酸，通过硫酸与氧化铁的化学反应可以去除锈蚀钢基体表面的锈层，提高涂层与钢基体的附着力。由于不直接使用酸作为锈蚀转化剂，解决了现有技术中各类酸对环境的污染问题。并且，硫酸氧钛水解后的硫酸为无机酸，具有很强的还原性，能够有效解决钢结构表面严重的锈蚀层对结合力的影响。
[0006]进一步，所述成分是按照以下重量百分比混合均匀：水性环氧乳液20％
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30％，锌粉20％
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50％，铝粉5％
‑
15％，银粉0.5
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1.5％，二氧化硅1％
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3％，石墨1％
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5％，硫酸氧钛5％
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10％，固化剂5％
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15％，余量为水。
[0007]所述锌粉为800目球状锌粉和500目片状锌粉按照1：1的质量比混合。锌粉采用球状和片状，利用锌粉的不同形态可以构建连续防护层。
[0008]所述铝粉为5μm直径的球状铝粉；所述银粉为2.5μm直径的球状银粉。添加铝粉和银粉，利用多金属元素构成多成分防护层。
[0009]所述二氧化硅为50nm直径的球状粉末，石墨为70nm直径的石墨粉。纳米石墨粉和二氧化硅粉的使用，可以提高锌粉层的致密性，在钢基体上形成连续致密防护涂层。与现有技术采用的二维纳米石墨烯相比，三维立体结构的纳米石墨粉和二氧化硅粉更容易分散，并且在混粉过程中不易与其他原料发生包覆团聚，避免了涂层成分的不均匀性。
[0010]所述固化剂为胺固化剂。
[0011]本专利技术可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料分为A、B和C三组，其中A组为固化剂、锌粉、铝粉、银粉、二氧化硅、石墨和水，B组为水性环氧乳液，C组为硫酸氧钛。涂覆时的操作步骤为：按重量百分比分别称取固化剂、锌粉、铝粉、银粉、二氧化硅、石墨和水，采用混粉机把球状锌粉、片状锌粉和铝粉、银粉、二氧化硅、石墨粉进行25
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45分钟的混合搅拌，制成混合粉末；然后采用600
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800rpm搅拌机搅拌固化剂，并在搅拌过程中依次添加水和混合粉末，经过30分钟搅拌后完成A组制备；把C组和A组混合，手动搅拌5
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10分钟后，再添加B组，继续手动搅拌5
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10分钟后，制成水性环氧富锌涂料，进行后续涂覆即可。
附图说明
[0012]图1为锈蚀钢基体涂覆实施例1水性环氧富锌防腐涂料的照片；
[0013]图2为图1锈蚀钢基体上水性环氧富锌涂层的截面扫描电镜组织，其中标号为：1、钢基体，2、图层；
[0014]图3为在图2选中区域内的铁原子分布图；
[0015]图4为在图2选中区域内的氧原子分布图。
具体实施方式
[0016]以下实施例结合附图，仅是为了对权利要求书中所记载的技术方案加以说明，并非是对权利要求保护范围的限制。
[0017]实施例1
[0018]一种带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，分为A、B和C三组，其中A组为固化剂、锌粉、铝粉、银粉、二氧化硅、石墨和水，B组为水性环氧乳液，C组为硫酸氧钛，各成分的重量占比为：水性环氧乳液30％，锌粉20％，铝粉15％，银粉1.5％，二氧化硅3％，石墨5％，硫酸氧
钛7％，胺固化剂10％，余量为水。其中，锌粉为800目球状锌粉和500目片状锌粉按照1：1的质量比的混合物；铝粉直径为5μm，银粉直径为2μm，二氧化硅为40nm直径的球状粉末，石墨为80nm直径的石墨粉。
[0019]实施例2
[0020]一种带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，分为A、B和C三组，其中A组为固化剂、锌粉、铝粉、银粉、二氧化硅、石墨和水，B组为水性环氧乳液，C组为硫酸氧钛，各成分的重量占比为：水性环氧乳液20％％，锌粉50％，铝粉5％，银粉0.5
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1.5％，二氧化硅2％，石墨1％，硫酸氧钛10％，胺固化剂5％，余量为水。其中，锌粉为600目球状锌粉和500目片状锌粉按照1：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，包括以下成分：水性环氧乳液、锌粉、铝粉、银粉、二氧化硅、石墨、硫酸氧钛、固化剂和水。2.根据权利要求1所述可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，包括以下重量占比的成分：水性环氧乳液20％
‑
30％，锌粉20％
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50％，铝粉5％
‑
15％，银粉0.5
‑
1.5％，二氧化硅1％
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3％，石墨1％
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5％，硫酸氧钛5％
‑
10％，固化剂5％
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15％，余量为水。3.根据权利要求1或2所述可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述锌粉为600
‑
800目球状锌粉和300
‑
500目片状锌粉按照质量比1：1的混合物。4.根据权利要求1或2所述可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述铝粉直径为2.5
‑
5μm，所述银粉直径为1
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2.5μm。5.根据权利要求1或2所述可带锈涂覆的水性环氧富锌防腐涂料，其特征在于，所述二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学刚，路正轩，魏然波，袁兴栋，刘峻铭，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：