【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂料涂层制备，具体地，涉及一种用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层及其制备方法。
技术介绍
1、现有技术中，铁路桥梁钢结构的重防腐涂料配套体系在腐蚀级别高的地方应用时，如c4高腐蚀级别，对应的典型环境实例是中等含盐度的工业区域和沿海区域；如c5很高腐蚀级别，对应的典型环境实例是高湿度和恶劣大气的工业区域以及高含盐度的沿海区域。同时现有企业标准q/cr749.1-2020中的第6套涂装体系的涂装方案为：特制环氧富锌防锈底漆或水性无机富锌防锈底漆、云铁环氧中间漆、灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆。
2、现有标准对特制环氧富锌防锈底漆的耐盐雾性要求是，1000h，样板表面可以有轻微起泡、无红锈，划痕处24h无红锈；现有标准对丙烯酸聚氨酯面漆的耐人工加速老化性为1000h；现有技术中的特制环氧富锌防锈底漆，锌粉中需要足够的锌含量，才会发生初始的牺牲阳极，保护金属避免腐蚀的功能。但是随着而来的问题是，现有的富锌涂料中，因为锌粉的含量较高，并且由于锌粉其本身的固有特性，具有较大的孔隙性和较高的表面活性，导致涂层的脆性较大，容易出现裂纹。
3、在实际应用中，铁路桥梁钢结构等都是处于露天使用状态，并且在处于工作状况下的铁路桥梁钢结构，其在处于使用和负荷的工况下，钢结构就会有一定的细微形变；在涂层出现细微裂纹后，裂缝容易加速扩大导致涂层失效，底漆开裂后，雨水等腐蚀介质将直接与钢铁接触，底漆内的锌粉的防锈效果也被大大的减弱，从而导致钢铁锈蚀；在实际应用过程中，无法为处于腐蚀级别较高的地方，如处于典型环境实例是高湿度和恶劣
4、根据企业标准q/cr749.1-2020《铁路桥梁钢结构及构件保护涂装与涂料》，其规定了铁路钢梁的保护涂装体系、技术要求、检验方法、检验规则以及涂料包装、标志、运输和贮存。而现有的产品很多只是根据该标准生产，其运用于铁路桥梁钢结构的效果只能满足标准内的要求。但是随着桥梁道路的快速检索现有的技术标准的要求，并不能满足实际的使用需求，市场上亟需一款高性能的能够运用于铁路桥梁钢结构的复合涂层，以满足更多环境下的铁路桥梁钢结构的防护要求。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供了一种用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层及其制备方法，用于解决现有技术中铁路桥梁钢结构防护涂层性能不稳定、防腐性能低、无法实现自修复等问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，包括在铁路桥梁钢结构上自内而外依次喷涂的特制环氧富锌防锈底漆层、环氧云铁中间漆层、以及石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层。
3、进一步地，特制环氧富锌防锈底漆层中包含有自修复微胶囊，当底层钢结构表面ph值≤6时，自修复微胶囊破裂释放出包裹的功能化石墨烯丙烯酸浆料。
4、进一步地，特制环氧富锌防锈底漆层的厚度为80~195μm，环氧云铁中间漆层的厚度为200~350μm，石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层的厚度为65~85μm。
5、进一步地，环氧富锌防锈底漆中锌粉为75%~85wt%，环氧云铁中间漆中云铁粉为20%~50wt%，石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆中高羟丙烯酸聚氨酯树脂为50%~70 wt %。
6、本专利技术还提供一种用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层的制备方法，可以包括以下步骤：s100、制备特制环氧富锌防锈底漆；s200、制备环氧云铁中间漆；s300、制备石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆；s400、将经由步骤s100制得的特制环氧富锌防锈底漆、由步骤s200制得的环氧云铁中间漆、和经由步骤s300制得的制得的石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆在铁路桥梁钢结构上自内而外进行逐层喷涂，制得用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层。
7、进一步地，制备特制环氧富锌防锈底漆可以包括如下步骤：s110、将环氧树脂和树脂稀释剂进行搅拌混匀，分别加入分散润湿剂、消泡剂和增稠剂进行搅拌混匀，得到树脂混合物，其中，搅拌转速为850~900rpm，时间为20~35min；s120、向所述树脂混合物中依次加入锌粉、磷铁粉、防沉降剂、玻璃微珠以及增稠剂，并搅拌混匀，得到成膜组分，其中，搅拌转速为1300~1600rpm，时间为100~115min；且相邻原料的加入时间间隔为20min；s130、将固化剂和固化稀释剂进行搅拌混匀后，加入闪锈抑制剂进行搅拌混匀，得到固化组分；s140、制备自修复微胶囊；s150、将成膜组分、固化组分和自修复微胶囊投入搅拌釜中，低速搅拌20min，再加入消泡剂、防沉剂，中速搅拌20min，即得到特制环氧富锌防锈底漆。
8、进一步地，制备自修复微胶囊具体可以包括如下步骤：s141、将石墨烯分散在去离子水中，并进行高速搅拌，其中，搅拌转速为1200-1500rpm，时间为20~35min；s142、在石墨烯分散均匀后分别加入丙烯酸，加热并进行搅拌，制备得到功能化石墨烯丙烯酸浆料，其中，搅拌转速为1000-1100rpm，时间为60~90min，加热温度为60~80℃；s143、将装有去离子水的烧杯放置在热板上，将乙烯马来酸酐共聚物水溶液加入到烧杯中，然后进行搅拌，同时，向该溶液中加入尿素、氯化铵、间苯二酚，得到第一混合溶液，其中，搅拌转速为800-1000rpm，时间为40~55min，加热温度为55~70℃；s144、加入氢氧化钠溶液将第一混合溶液的ph升至3.5，加入1-2滴辛醇以防止表面气泡，将二环戊二烯缓慢流加入第一混合溶液中并使其稳定5分钟，之后将功能化石墨烯丙烯酸浆料添加到溶液中搅拌均匀得到第二混合溶液，其中，搅拌转速为500-700rpm，时间为30~45min；s145、待第二混合溶液稳定后向其中加入甲醛和醛固酮缓冲液，用于调节ph值，维持面漆中的ph稳定，防止微胶囊提前破裂，并搅拌形成脲-甲醛微胶囊，其中，搅拌转速为500-700rpm，时间为4~6h，温度为45~50℃；
9、s146、将搅拌完成后的第二混合溶液冷却至环境温度，在真空环境下将微胶囊与溶液分离，并用去离子水洗涤以除去过量的溶剂，然后风干微胶囊，得到包裹功能化石墨烯丙烯酸浆料的自修复微胶囊，其中，所述洗涤次数为5~7次，风干时间为24~48h。
10、进一步地，制备环氧云铁中间漆可以包括如下步骤：s210、首先制备得到4-甲基-5-（1-萘基）-2-氨基噻唑改性氧化石墨烯；s220、4-甲基-5-（1-萘基）-2-氨基噻唑改性氧化石墨烯和分散剂加入到双酚a环氧树脂并充分搅拌，得到均匀分散的改性氧化石墨烯/双酚a环氧树脂复合物，其中，搅拌转速为850~900rpm，时间为55~75min；s230、下调搅拌转速至550~600rpm，依次向改性氧化石墨烯/双酚a环氧树脂复合物中加入助溶剂、玻璃磷片以及云母氧化铁，搅拌55~75min后，再加入固化剂，调整搅拌转速至850~900rpm，搅拌65~85min即制备得到环氧云铁中间漆。
11、进一步地，制备4-甲基-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，包括在铁路桥梁钢结构上自内而外依次喷涂的特制环氧富锌防锈底漆层、环氧云铁中间漆层、以及石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层。
2.根据权利要求1所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，所述特制环氧富锌防锈底漆层中包含有自修复微胶囊，当底层钢结构表面pH值≤6时，自修复微胶囊破裂释放出包裹的功能化石墨烯丙烯酸浆料。
3.根据权利要求1所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，所述特制环氧富锌防锈底漆层的厚度为80~195μm，所述环氧云铁中间漆层的厚度为200~350μm，所述石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层的厚度为65~85μm。
4.根据权利要求1所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，所述环氧富锌防锈底漆中锌粉为75%~85wt%，所述环氧云铁中间漆中云铁粉为20%~50wt%，所述石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆中高羟丙烯酸聚氨酯树脂为50%~70 wt %。
5.一种如权利要求1~3中任一项所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层的制备方法，包括以下步骤：<...
【技术特征摘要】
1.一种用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，包括在铁路桥梁钢结构上自内而外依次喷涂的特制环氧富锌防锈底漆层、环氧云铁中间漆层、以及石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层。
2.根据权利要求1所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，所述特制环氧富锌防锈底漆层中包含有自修复微胶囊，当底层钢结构表面ph值≤6时，自修复微胶囊破裂释放出包裹的功能化石墨烯丙烯酸浆料。
3.根据权利要求1所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，所述特制环氧富锌防锈底漆层的厚度为80~195μm，所述环氧云铁中间漆层的厚度为200~350μm，所述石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆层的厚度为65~85μm。
4.根据权利要求1所述的用于铁路桥梁钢结构的改性复合涂层，其特征在于，所述环氧富锌防锈底漆中锌粉为75%~85wt%，所述环氧云铁中间漆中云铁粉为20%~50wt%，所述石墨烯改性丙烯酸聚氨酯面漆中高羟丙烯酸聚氨酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：江拥，刘名君，蔡超，陈建峰，王开云，杨汝良，杨柳，杨飞，
申请(专利权)人：成都虹润制漆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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