[发明专利]海洋钢结构长效防护多层环氧重防腐涂层及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋重防腐涂料技术领域，特别涉及一种海洋钢结构长效防护多层环氧重防腐涂层及制备方法。

背景技术

近年来，随着海洋开发的推进，杭州湾跨海大桥、舟山跨海大桥、青岛海湾大桥等陆续建成，其他各种已建、在建及规划建设的海上勘测平台、采油平台、海上集油气管道、船舶、港口码头、跨海桥梁等海洋工程如雨后春笋出现，迫切需要海洋防腐性能更好、服役寿命更长的重防腐涂层技术。目前主要采用重防腐涂料对海洋钢结构进行保护，主要有环氧、聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、氟碳树脂、过氯乙烯树脂、氯化橡胶、氯化聚乙烯等多种涂层应用于海洋防腐蚀工程中。中国专利（ZL200810012658.9，ZL 200810012655.5，ZL 200810012659.3）介绍了聚苯胺改性玻璃鳞片树脂重防腐涂料，涂料由环氧或聚酯或乙烯基酯树脂、聚苯胺改性玻璃鳞片、固化剂等组成。中国专利（200810190125.X）介绍了一种混凝土结构重防腐纳米复合涂层及防护方法，涂层由纳米改性环氧封闭涂料、纳米改性环氧云铁中间漆及纳米改性含氟聚氨酯等面漆组成，比传统防腐寿命有所提高。杭州湾跨海大桥等采用多层环氧粉末涂层进行防护，根据涂层所处腐蚀区域制备多层环氧涂层，取得了较佳的防腐效果。海洋重防腐涂层与金属界面间的结合力和耐候性是影响涂层服役寿命的关键因素，但以上问题在现有专利和公开文献中仍没有得到有效的解决。因此，研制开发一种海洋钢结构长效防护涂层，使其具有优异结合力，良好耐候性，卓越防腐性能，超长服役寿命，且工艺简单实用是海洋工程防腐的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足，提供一种海洋钢结构长效防护多层环氧重防腐涂层及制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种海洋钢结构长效防护多层环氧重防腐涂层，涂层由三层结构复合而成，从内到外依次为多元羧基环氧树脂涂层、无溶剂环氧树脂涂层、丙烯酸环氧面漆或聚氨酯环氧面漆或有机硅环氧面漆或氟碳面漆。

多元羧基环氧树脂涂层的干膜厚度为10-200μm。

无溶剂环氧树脂涂层的干膜厚度为100-600μm。

丙烯酸环氧面漆或聚氨酯环氧面漆或有机硅环氧面漆或氟碳面漆的涂层干膜厚度为50-400μm。

无溶剂环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、双酚F型环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、羧酸或烷氧基硅烷接枝改性环氧树脂中的一种或多种。

所述的一种海洋钢结构长效防护多层环氧重防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：

1）钢结构表面预处理：对钢结构进行打磨除锈除污处理，除去疏松层，获得合格预处理表面；

2）在钢结构表面涂覆多元羧基环氧树脂涂料1-2道，形成多元羧基环氧树脂涂层，涂层干膜厚度为10-200μm;

3）随后，再涂覆1-3道无溶剂环氧树脂涂料，得到无溶剂环氧树脂涂层，涂层干膜厚度为100-600μm

4）最后涂覆1-2道丙烯酸环氧面漆或聚氨酯环氧面漆或有机硅环氧面漆或氟碳面漆，涂层干膜厚度为50-400μm。

本发明中，底涂层主要成膜物质为含多元羧基官能团的环氧树脂。多元羧基环氧树脂可以为满足要求的市售产品。本发明通过以下方法制备：环氧树脂1份，二异氰酸酯1-4份，多元羧酸1-4份，催化剂适量，溶剂适量。将原料提纯，然后在干燥密闭反应容器中，在氮气保护下，分别用无水溶剂将环氧树脂和二异氰酸酯溶解；在搅拌和氮气保护条件下，用恒压滴液漏斗将环氧树脂溶液逐滴加入二异氰酸酯溶液中，随后在20℃-120℃反应2-10小时，减压蒸馏，除去未反应的二异氰酸酯，获得异氰酸酯改性环氧树脂；随后将多元羧酸化合物和无水N-甲基吡咯烷酮加入密闭反应容器中，在氮气保护下搅拌至多元羧酸化合物溶解，制得多元羧酸化合物溶液；将异氰酸酯改性环氧树脂的无水N-甲基吡咯烷酮溶液，在搅拌下逐滴加入多元羧酸化合物溶液中，接着在20℃-120℃反应2-10小时，随后减压蒸出多余溶剂，获得多元羧基环氧树脂。

所述底涂层多元羧基环氧树脂，在预处理表面没有锈蚀情况下，可以用烷氧基硅环氧树脂代替。

所述中涂层的主要成膜物质为无溶剂环氧树脂涂料，无溶剂环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、双酚F型环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、羧酸或烷氧基硅烷接枝改性环氧树脂一种或多种，可以为市售产品，如优龙ES 301，YL101，阿克苏诺贝尔E-12，604，华润、立邦、多乐士、三棵树、紫荆花及其他品牌的无溶剂环氧涂料。