钢结构表面VCI鳞片锌铝涂层体系制造技术

一种用于钢结构表面的ＶＣＩ锌铝复合涂层体系，由钢基材和鳞片型冷镀锌铝涂层构成，其特征在于，所述的鳞片型冷镀锌铝涂层由ＶＣＩ鳞片型冷镀锌铝涂料构成。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于钢结构表面并含有VCI (Vapor corrosion inhibitor,气相緩释剂)的鳞片型冷镀锌铝涂料及其制备方法，以及由此制 备的钢结构表面VCI鳞片型冷镀锌铝防护涂层体系。
技术介绍
富锌涂料是钢结构防腐领域与车间底漆领域使用最为广泛的防锈底 漆，不同于通常的热镀锌工艺，该涂料可以在常温下喷涂施工并固化，俗 称"冷镀锌"。但是目前国内外工程中实际应用的富锌涂料均属球锌涂料， 即均以球状锌粉为填料。在球锌涂料中为了追求高的干膜含锌量，以保证 涂层的导通性和使用寿命，料浆中锌粉的加入量高达80%以上。如此大量 的添加锌粉已大大超过填料的临界体积浓度(CPVC)。料浆中粘结剂的量 不足以填充球锌颗粒间的孔隙，这就注定涂层结构的多孔性，孔隙度大， 屏蔽性差。同时，涂层中锌粉含量过高，涂层就易多孔，引起横向共聚破 坏(分层)，富锌底漆上若再涂覆其它高固体组分面漆，便会使面漆生成 气泡的倾向增加。在施工是也经常发生因球锌沉淀而造成的堵枪、赌管故 障，从而影响了涂装重量和施工效率。用鳞片型锌粉配制的防腐涂料，喷涂施工在经过喷砂处理的钢结构表 面，形成了瓦片状搭接结构的鳞片型冷镀锌铝涂层，使涂层的CPVC(临 界颜料体积浓度)减小，锌粉的用量降低，涂层致密，耐腐蚀性较好，且由于鳞片型锌粉优良的屏蔽性能、平行搭接性能、电接触性能、易悬浮的 特性，使这一 系列的鳞片型富锌涂料的防腐性能以及施工性能明显优于传统的球锌富锌涂料。例如球状锌粉的粒径在5 10j^m左右，而片锌的厚度 在O.lpm左右，只有普通球锌的百分之一。这样同为60(im的涂层，普通 球锌只有几层锌粒，而鳞片型锌粉可以在涂层中形成平行搭接、交叠排列 的体系，达到了上百层，平行搭接的片锌之间是以面接触取代球锌间的点 接触，所以虽然涂料中锌粉添加数量大幅度降低，涂层仍保持有良好的导 通性，保证了涂层的电化学保护性能。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术采用在钢结构表面涂覆一层保护性涂料， 使其与钢结构形成一个VCI鳞片型冷镀锌铝涂层复合体系以使得钢结构达 到一个更长的防腐寿命。根据本专利技术的一种技术方案，其涂料为醇溶性VCI鳞片型冷镀锌铝涂 料，其中该冷镀锌铝涂料由A、 B两种组分按如下重量比组成，A组分鳞片状锌粉3%~30%;鳞片状铝粉3%~20%;流平助剂 0.1 ~ 0.5 % ;树脂15 % ~ 20 % ;气相緩蚀剂0.5 % ~ 3 % ;溶剂5 % ~ 20 % ;B组分固化剂5%~20%;触变助剂0.1 — 1.0%;溶齐'j 5 % ~ 20 % 。A+B组分的重量之和为100%。根据本专利技术的一种技术方案， 一种钢结构的复合涂层体系，由钢基材 和鳞片型冷镀锌铝涂层构成，其特征在于，所述的鳞片型冷镀锌铝涂层由上述的醇溶性VCI鳞片型冷镀锌铝涂料构成。根据本专利技术的另一种实施方案，醇溶性锌铝涂料的制备方法包括如下步骤A组分的制备将鳞片状锌粉和鳞片状铝粉加入到低沸点有机溶剂中 进行搅拌，充分混合后，加入流平助剂和树脂以及气相緩蚀剂，搅拌均匀。B组分的制备将固化剂溶解在低沸点有机溶剂中，然后加入触变助 剂；搅拌均匀。使用时，将A、 B两种组分充分混合并搅拌，通常为半小时左右，即 得本专利技术的醇溶性VCI鳞片型冷镀锌铝涂料。在优选的实施方案中，鳞片型锌粉和鳞片型铝粉的片厚为l)im以下； 优选在0.1 lpm;更优选在0.1 0.8pm;最优选0.2~0.4 片径为50pm 以下，优选在1 50jxm;更优选在5 45(im;最优选15 30nm。鳞片状锌粉基于涂料的总重量，优选为5-28%重量，更优选8-25%重 量，最优选10-20%重量；鳞片状铝粉基于涂料的总重量，优选为5-18%重 量，更优选8-15%重量，最优选10-12%重量。VCI,即气相緩蚀剂又称挥发性緩蚀剂，在常温下自动挥发出的气体 吸附在金属的表面上，能抑制金属的大气腐蚀，气相緩蚀剂不直接接触金 属表面，可自发地吸附在被保护金属表面，形成一层保护膜，因此能使金 属制品的表面、内腔、管道、沟槽甚至缝隙不分为都能得到保护，其防锈 期长，操作筒便，成本低。但由于VCI的挥发特性，通常该技术都应用于 密闭环境中钢结构的保护，而普通涂料涂层的孔隙度较大，容易引起VCI 的挥发损失，所以该技术很少应用于涂料中。但因为涂层中鳞片型锌铝粉 的存在，使整个涂层形成了瓦片状的搭接结构，使涂层具有极高的屏蔽性 能，给VCI技术的应用提供了良好的前提条件，极大的减少了由于VCI 在涂层中的扩散而导致的无效损失，提高了VCI的使用效率，因此本专利技术 采用了 VCI技术与鳞片型锌铝粉技术相结合研究鳞片型冷镀锌铝涂料及其 制备方法。本专利技术的气相緩蚀剂是本领域常规的气相緩蚀剂，包括低分子量的胺 类，如异丙胺、二乙胺、环己胺、辛胺、乙二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺等；还包括亚硝酸环乙胺、双环巳基胺、单乙醇胺、碳酸环己胺、 亚硝酸二环己烷基铵、或脂肪酸二环己胺盐；或六次曱基四胺等胺类；或 二曱基硫脲，苯曱酸钠、磺酸钠等；优选亚硝酸环乙胺、双环巳基胺、单 乙醇胺、六次甲基四胺或二曱基硫脲。在优选的实施方案中，A组分中的树脂，优选聚乙烯醇縮丁醛和环氧 树脂；流平助剂为本领域常规的助剂，如改性聚硅氧烷型流平剂、相容性 受限制的长链树脂型流平剂，如丙烯酸酯均聚物和共聚物；以高沸点溶剂 为主要成分的流平剂，优选改性聚硅氧烷型流平剂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、 聚丙烯酸，更优选改性聚硅氧烷型流平剂。溶剂优选为低沸点有机溶剂， 如醇类或芳香烃类，更优选醇类，还更优选CrC6烷醇，最优选乙醇和正 丁醇。B组分的固化剂优选烷基硅酸酯、聚酰胺、脂肪胺、酚醛胺、亚酮胺 类，还优选多元醇烷基硅酸酯，其采用缩聚硅氧垸、烷基硅酸酯或式含有 1-6个碳原子的羟烷基、烷氧烷基、羟烷氧烷基的有机硅酸酯与多元醇进行 酯交换反应，生成具有一定分子量的预缩聚产物。触变助剂优选膨润土或气相二氧化硅等；溶剂优选醇类或芳香烃类， 更优选一元d-C6烷醇或多元醇以及芳香烃类，尤其优选乙醇、正丁醇、 乙二醇、二已二醇、二丙二醇、曱苯、二甲苯等；最优选乙醇、正丁醇和 二甲苯。根据本专利技术的一种实施方案，其涂料为水溶性VCI鳞片型冷镀锌铝涂 料，由A、 B两种组分按如下重量比组成，A组分鳞片状锌粉5 % ~ 30% ;鳞片状铝粉5 % ~ 15 % ,B组分固化剂25% ~35%;触变助剂0.1 1.0%;气相緩蚀剂0.5% ~ 3%;溶剂10% ~20%。A+B组分的总和为100%质量。根据本专利技术的另一种技术方案， 一种钢结构的复合涂层体系，由钢基 材和鳞片型冷镀锌铝涂层构成，其特征在于，所述的鳞片型冷镀锌铝涂层 由上述的水溶性VCI鳞片型冷镀锌铝涂料构成。本专利技术还进一步涉及如下技术方案， 一种如上所述的水溶性涂料的制 备方法，其特征在于A组分的制备，鳞片状锌粉和鳞片状铝粉混合搅拌均匀。B组分的制备将固化剂加入到水中搅拌均匀，然后加入触变助剂和 气相緩蚀剂，搅拌均匀。使用时，将A、 B两种组分充分混合并搅拌，通常为半小时左右，即 得本专利技术的水溶性锌铝涂料。对于鳞片状锌粉、鳞片状铝粉、以及气相缓蚀剂的要求，水溶性VCI鳞片型 冷镀锌铝涂料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钢结构表面的锌铝复合涂层体系，由钢基材和鳞片型冷镀锌铝涂层构成，其特征在于，所述的鳞片型冷镀锌铝涂层由醇溶性ＶＣＩ鳞片型冷镀锌铝涂料涂层构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立江，郭万生，胡立明，黄玖梅，姜小刚，李运德，师华，杨振波，杨忠林，于一川，张军，张亮，
申请(专利权)人：北京航材百慕新材料技术工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]