[发明专利]一种钢结构表面的防静电涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，尤其涉及一种钢结构表面，例如钢制储罐内外壁、大桥、船舶、海上石油钻井平台等钢结构表面、以锌铝合金为主要填充料的防静电涂料及其制备方法。

背景技术

无机富锌涂料很早就用于钢结构基材表面，如钢制储罐内外壁、大桥、船舶、海上石油钻井平台等钢结构表面的防静电底漆。但是由正硅酸乙酯制得的无机富锌涂料在施工中对基材表面处理要求严格，必须喷砂至级，并且容易出现如涂层脱落、龟裂等问题。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种其涂层具有较高交联密度、附着力和柔韧性的钢结构长效防静电型底漆及其制备方法。

本发明实现上述技术目的所采取的技术方案为：一种钢结构表面的防静电涂料，由锌铝合金粉浆料与正硅酸乙酯浆料按照质量比3:1～5:1混合形成；按照质量百分数计，即所述锌铝合金粉浆料质量份数为100份，其中包括60～75份锌铝合金粉、3～7份无水乙醇、2～4份正丁醇、1～3份糠醛糠醇树脂作为改性剂，余量为复合填料和其他助剂；所述正硅酸乙酯浆料是由40～50份正硅酸乙酯、3～10份催化剂、30～40份无水乙醇、6～20份正丁醇组成；所述催化剂是质量百分比浓度为0.1％～0.5％的稀盐酸。

上述技术方案中，所述的糠醛糠醇树脂作为改性剂。正硅酸乙酯在催化剂条件下水解缩合，当锌铝合金粉浆料与正硅酸乙酯浆料混合后，糠醛糠醇树脂遇酸固化，释放水分子，促进正硅酸乙酯水解缩合物的进一步缩合，而且与正硅酸乙酯水解缩合物混合均匀，与锌铝合金粉反应形成互穿网络，提供了涂料与钢结构基材表面的交联密度，同时也增加了涂层对基材的浸润性和附着力。

其中，正硅酸乙酯包括但不限于硅酸乙酯-28、硅酸乙酯-32、硅酸乙酯-40中的一种或几种的混合物；锌铝合金粉包括600～1000目的低铅锌铝合金粉。

所述的复合填料的质量份数优选为5～10份。该复合填料包括但不限于磷铁粉、铁钛粉、滑石粉、硅灰石粉、氧化锌、硫酸钡、氧化铁红、硅化锆、碳化锆、氧化锆纤维、硅酸铝纤维、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、莫来石晶须、碳化硅晶须中的一种或几种。例如，磷铁粉、铁钛粉能够增加涂层的防锈性，氧化锌能够提高锌铝合金浆料的稳定性，滑石粉、硅灰石粉、硫酸钡能够增加涂层厚度，降低成本。无机纤维和晶须能够提高涂层抗裂性。

所述的其他助剂包括但不限于偶联剂、防沉助剂、润湿分散助剂、增韧剂等中的一种或多种。

为了防止施工时防护涂料发生沉降，提高其储存性，所述其他助剂中包括防沉助剂，其质量份数优选为0.5～2份。该防尘助剂包括但不限于有机膨润土、有机粘土、聚酰胺蜡中的一种或几种。

为了使涂层同时具有较好的硬度和柔韧性，所述其他助剂包括偶联剂，其质量份数优选为0.5～2份。该偶联剂包括但不限于硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。所述的硅烷偶联剂可以选自1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷、1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷、环氧基硅氧烷低聚物中的一种或几种。所述的钛酸酯偶联剂可以选自异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(磷酸二辛酯)钛酸酯、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯中的一种或几种。所述偶联剂在酸性条件下遇水发生水解，得到偶联剂水解产物。在成膜过程中，该偶联剂水解产物与正硅酸乙酯的水解产物之间发生缩聚，通过这种形式可以在硅酸锌涂层中引入烷基侧链，从而使涂层同时获得较好的硬度和柔韧性。

为了提高涂料的分散效率，同时改善其浮色发花，所述其他助剂中包括润湿分散助剂，其质量份数优选为0.5～2份。该润湿分散助剂包括含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液、低分子量不饱和多元羧酸聚合物加聚硅氧烷共聚物的溶液的一种或几种，例如德国毕克公司生产的DISPERBYK-190、BYK-P 104S。

为了进一步改善涂层柔韧性和附着力，所述其他助剂中包括增韧剂，其质量份数优选为0.5～2份。该增韧剂包括但不限于聚乙烯醇缩丁醛。作为进一步优选，所述增韧剂通过后添加方式加入锌铝合金粉浆料中，以改善该锌铝合金粉浆料的颜填料的悬浮性与储存性。

为了进一步改善涂层柔韧性、抗冲击强度和抗静电性，同时提高阴极保护效果，作为优选，所述其他助剂中包含碳纳米管分散液，其质量份数优选为0.5～2份。所述碳纳米管分散液是将市售的碳纳米管通过加入分散助剂经超声分散而成。作为进一步优选，所述其他助剂中还包含导电云母粉，其质量份数优选为5～10份。该导电云母粉可与体系中的碳纳米管起协同作用，提高抗静电性形成更好的涂层阴极保护效果。