阅读说明：本技术 一种高架桥丙烯酸底漆及其制备方法 (Viaduct acrylic primer and preparation method thereof ) 是由 孟奎 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高架桥丙烯酸底漆及其制备方法,涉及涂料技术领域。其技术要点是：一种高架桥丙烯酸底漆,包括如下重量份数的组分：环氧改性丙烯酸树脂：55-60份；邻苯二甲酸辛酯：0.2-0.4份；颜填料：20-25份；氯化石蜡：4-5份；改性纳米碳酸钙：1.5-3份；膨润土：3-4份,采用本申请中的配方制得的丙烯酸底漆具有机械性能好、防腐蚀性强的优点。(The invention discloses a viaduct acrylic primer and a preparation method thereof, and relates to the technical field of coatings. The technical key points are as follows: the elevated bridge acrylic primer comprises the following components in parts by weight: epoxy modified acrylic resin: 55-60 parts; octyl phthalate: 0.2-0.4 part; pigment and filler: 20-25 parts; chlorinated paraffin: 4-5 parts; modified nano calcium carbonate: 1.5-3 parts; bentonite: 3-4 parts of acrylic primer prepared by the formula has the advantages of good mechanical property and strong corrosion resistance.)

一种高架桥丙烯酸底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种高架桥丙烯酸底漆及其制备方法。

背景技术

城市高架桥的建设和发展非常迅速，随着社会公众对城市环境及景观的要求不断提高，各类桥梁表面的水性化防腐涂装越来越显现出它的重要性。

桥梁混凝土结构有很多微小通道或孔洞，容易受到酸雨、低温冻融、融雪剂、霉菌、藻类生物的腐蚀，使混凝土丧失耐久性。有些物质进入混凝土内部后，会发生反应，导致混凝土结构的膨胀，迫使其开裂。腐蚀因子(即湿气、氧气和氯离子等)渗进混凝土，导致钢筋锈蚀，进一步导致混凝土的劣化。

因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种高架桥丙烯酸底漆，其具有机械性能好、防腐蚀性强的优点。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种高架桥丙烯酸底漆，包括如下重量份数的组分：

环氧改性丙烯酸树脂：55-60份；

邻苯二甲酸辛酯：0.2-0.4份；

颜填料：20-25份；

氯化石蜡：4-5份；

改性纳米碳酸钙：1.5-3份；

膨润土：3-4份。

通过采用上述技术方案，丙烯酸树脂具有优异的保光性、保色性、户外耐久性、耐水性、耐化学性和物理机械性能，本申请通过在环氧树脂分子链的两端引入丙烯基不饱和双键，制得的环氧改性丙烯酸树脂，充分发挥光泽、硬度、附着力等优良性能，更加适用于高架桥等要求较高的场合。

通过加入纳米碳酸钙，可填充大颗粒与成膜之间的孔隙，减少毛细管作用，提高涂层的致密性和耐腐蚀性。此外，本申请对纳米碳酸钙进行表面改性处理，从而降低表面能，增加纳米碳酸钙表面的活性基团，提高其与环氧改性丙烯酸树脂界面的润湿性，增强两者的相互作用，使得涂膜形成时更加致密，达到改善分散，提高涂料机械性能和涂层防腐性能的目的。

进一步优选为，所述环氧改性丙烯酸树脂包括如下重量份数的组分：

环氧树脂：20-30份；

甲基丙烯酸酯：40-50份；

丙烯酸：5-20份；

丙烯酸辛酯：30-40份；

苯乙烯：20-30份；

丙烯酸羟丙酯：20-30份；

引发剂：5-8份；

醋酸丁酯：20-30份。

通过采用上述技术方案，本申请以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸辛酯、苯乙烯、丙烯酸羟丙酯为单体，环氧树脂为改性剂，然后经过引发剂催化，聚合得到热固性环氧改性丙烯酸树脂，其具有优良的丰满度、光泽度、硬度、附着力和耐候性。

进一步优选为，所述引发剂采用偶氮二异丁脒盐酸盐或过氧化苯甲酰。

通过采用上述技术方案，偶氮二异丁脒盐酸盐易溶于溶剂且无其他副反应和诱导反应，属于线型聚合引发剂，较易控制反应的速率；过氧化苯甲酰使用时无副作用且易于控制反应的进程。

进一步优选为，所述环氧改性丙烯酸树脂通过如下制备步骤获得：将环氧树脂与醋酸丁酯混合，搅拌升温至80℃，加入丙烯酸，保温反应2h，加入甲基丙烯酸酯、丙烯酸辛酯、苯乙烯、丙烯酸羟丙酯和引发剂，保温反应2-3h，降至室温，得到环氧改性丙烯酸树脂。

通过采用上述技术方案，上述方式制备环氧改性丙烯酸树脂，操作要求不高，且效率高，转化率高，制备出来的环氧改性丙烯酸树脂具有良好的机械性能。

进一步优选为，所述改性纳米碳酸钙包括如下重量份数的组分：

纳米碳酸钙乳液：70-80份；

复合改性剂：0.1-0.3份。

通过采用上述技术方案，未改性的碳酸钙表面为亲水性，因而在非极性介质中不易分散，粘度较大，经过复合改性剂改性后，碳酸钙表面由极性变为非极性，与非极性的邻苯二甲酸辛酯的分散介质之间的相容性增强，减弱了粒子间的聚集倾向，大大降低体系的粘度。

进一步优选为，所述纳米碳酸钙乳液的固含量为7.5-8％，纳米碳酸钙乳液的粒径为48-52nm。

通过采用上述技术方案，固含量较高会使改性纳米碳酸钙的制造成本升高，而且不利于纳米碳酸钙与改性剂键合反应，同时产品粘度控制困难，固含量为7.5-8％、粒径为48-52nm范围内的纳米碳酸钙更加易于控制反应程度和得到分散性能较好的改性纳米碳酸钙。

进一步优选为，所述复合改性剂包括钛酸酯偶联剂和高分子分散剂。

通过采用上述技术方案，改性剂采用钛酸酯偶联剂和高分子分散剂复配使用，高分子分散剂可预先对纳米碳酸钙进行分散，起到分散和稳定纳米碳酸钙的作用，然后钛酸酯偶联剂与纳米碳酸钙粒子表面的羟基发生键合，形成Ti-O-Ca键，从而具有与树脂起化学结合作用的能力，大大改善了涂料的能力。

进一步优选为，所述改性纳米碳酸钙通过如下制备步骤获得：将纳米碳酸钙乳液与复合改性剂混合均匀，升温至80-85℃，以15000-16000r/min的转速搅拌反应1-1.5h，抽滤，真空干燥、粉碎，得到改性纳米碳酸钙。

通过采用上述技术方案上述方式制备改性纳米碳酸钙，操作要求不高，且效率高，转化率高，制备出来的改性纳米碳酸钙具有优良的分散性能，与其它树脂和单体具有良好的相容性。

本发明的目的二在于提供一种高架桥丙烯酸底漆的制备方法，采用该方法制备的高架桥丙烯酸底漆具有机械性能好、防腐蚀性强的优点。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：

一种高架桥丙烯酸底漆的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将环氧改性丙烯酸树脂、颜填料、邻苯二甲酸辛酯和氯化石蜡加入到研磨机中进行研磨，得到粒径在1-3mm范围内的漆浆；

步骤二，加入膨润土和改性纳米碳酸钙，700-900r/min转速下搅拌10-30min，得到高架桥丙烯酸底漆。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本申请通过在环氧树脂分子链的两端引入丙烯基不饱和双键，制得的环氧改性丙烯酸树脂，充分发挥光泽、硬度、附着力等优良性能，更加适用于高架桥等要求较高的场合；

(2)通过在丙烯酸底漆中加入纳米碳酸钙并对纳米碳酸钙表面进行改性处理，从而降低表面能，增加纳米碳酸钙表面的活性基团，提高其与环氧改性丙烯酸树脂界面的润湿性，增强两者的相互作用，使得涂膜形成时更加致密，达到改善分散，提高涂料机械性能和涂层防腐性能的目的；

(3)本申请还提供了环氧改性丙烯酸树脂和改性纳米碳酸钙的制备方法，方法简单，转化率高，所得到的丙烯酸底漆体系分散性好、体系稳定。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

其中，颜填料选自普通市售的氧化铁红，环氧树脂选自普通市售的E-44环氧树脂。

实施例1：一种高架桥丙烯酸底漆，通过如下步骤制备获得：

(1)制备环氧改性丙烯酸树脂：将20份E-44环氧树脂与20份醋酸丁酯混合，搅拌升温至80℃，加入5份丙烯酸，保温反应2h，加入40份甲基丙烯酸酯、30份丙烯酸辛酯、20份苯乙烯、20份丙烯酸羟丙酯和5份引发剂，保温反应2h，降至室温，得到环氧改性丙烯酸树脂；

(2)制备改性纳米碳酸钙：将70份纳米碳酸钙乳液与0.1份复合改性剂混合均匀，升温至80℃，以15000r/min的转速搅拌反应1.5h，抽滤，真空干燥、粉碎，得到改性纳米碳酸钙；

(3)制备高架桥丙烯酸底漆：将55份环氧改性丙烯酸树脂、20份颜填料、0.2份邻苯二甲酸辛酯和4份氯化石蜡加入到研磨机中进行研磨，得到粒径在1-3mm范围内的漆浆；加入3份膨润土和1.5份改性纳米碳酸钙，700r/min转速下搅拌30min，得到高架桥丙烯酸底漆。

其中，引发剂采用偶氮二异丁脒盐酸盐；复合改性剂包括钛酸酯偶联剂和高分子分散剂，两者重量比为10:1，所述高分子分散剂采用分子量为20000-60000的聚乙二醇；纳米碳酸钙乳液的固含量为7.5％，粒径为48nm。

实施例2：一种高架桥丙烯酸底漆，通过如下步骤制备获得：

(1)制备环氧改性丙烯酸树脂：将30份E-44环氧树脂与30份醋酸丁酯混合，搅拌升温至80℃，加入20份丙烯酸，保温反应2h，加入50份甲基丙烯酸酯、40份丙烯酸辛酯、30份苯乙烯、30份丙烯酸羟丙酯和8份引发剂，保温反应2h，降至室温，得到环氧改性丙烯酸树脂；

(2)制备改性纳米碳酸钙：将80份纳米碳酸钙乳液与0.3份复合改性剂混合均匀，升温至80℃，以15000r/min的转速搅拌反应1.5h，抽滤，真空干燥、粉碎，得到改性纳米碳酸钙；

(3)制备高架桥丙烯酸底漆：将60份环氧改性丙烯酸树脂、25份颜填料、0.4份邻苯二甲酸辛酯和5份氯化石蜡加入到研磨机中进行研磨，得到粒径在1-3mm范围内的漆浆；加入4份膨润土和3份改性纳米碳酸钙，700r/min转速下搅拌30min，得到高架桥丙烯酸底漆。

其中，引发剂采用偶氮二异丁脒盐酸盐；复合改性剂包括钛酸酯偶联剂和高分子分散剂，两者重量比为10:1，所述高分子分散剂采用分子量为20000-60000的聚乙二醇，纳米碳酸钙乳液的固含量为7.5％，粒径为48nm。

实施例3：一种高架桥丙烯酸底漆，通过如下步骤制备获得：

(1)制备环氧改性丙烯酸树脂：将20份E-44环氧树脂与20份醋酸丁酯混合，搅拌升温至80℃，加入5份丙烯酸，保温反应2h，加入40份甲基丙烯酸酯、30份丙烯酸辛酯、20份苯乙烯、20份丙烯酸羟丙酯和5份引发剂，保温反应3h，降至室温，得到环氧改性丙烯酸树脂；

(2)制备改性纳米碳酸钙：将70份纳米碳酸钙乳液与0.1份复合改性剂混合均匀，升温至85℃，以16000r/min的转速搅拌反应1h，抽滤，真空干燥、粉碎，得到改性纳米碳酸钙；

(3)制备高架桥丙烯酸底漆：将55份环氧改性丙烯酸树脂、20份颜填料、0.2份邻苯二甲酸辛酯和4份氯化石蜡加入到研磨机中进行研磨，得到粒径在1-3mm范围内的漆浆；加入3份膨润土和1.5份改性纳米碳酸钙，900r/min转速下搅拌10min，得到高架桥丙烯酸底漆。

其中，引发剂采用偶氮二异丁脒盐酸盐；复合改性剂包括钛酸酯偶联剂和高分子分散剂，两者重量比为10:1，所述高分子分散剂采用分子量为20000-60000的聚乙二醇，纳米碳酸钙乳液的固含量为7.5％，粒径为48nm。

实施例4：一种高架桥丙烯酸底漆，与实施例1的不同之处在于，引发剂采用过氧化苯甲酰。

实施例5：一种高架桥丙烯酸底漆，与实施例1的不同之处在于，纳米碳酸钙乳液的固含量为8％，粒径为52nm。

对比例1：与实施例1的不同之处在于，所制备的高架桥丙烯酸底漆未加入改性纳米碳酸钙。

对比例2：与实施例1的不同之处在于，所制备的高架桥丙烯酸底漆加入的纳米碳酸钙未经过改性处理。

对比例3：与实施例1的不同之处在于，所制备的高架桥丙烯酸底漆加入的纳米碳酸钙仅采用钛酸酯偶联剂进行改性处理。

性能测试分别对实施例1-7和对比例1-3制得的高架桥丙烯酸底漆进行机械性能和耐候性，测试结果计入下列表1中。

检测标准

附着力：GB/T 1720-1989

硬度：GB/T 6739-1996

耐水性：GB/T 1733-1993

耐盐雾：GB/T 1765-1989。

测试结果：由表中数据可知，采用本申请中自制的环氧改性丙烯酸树脂，并加入经过表面改性的纳米碳酸钙，所制得的高架桥丙烯酸底漆具有优良的机械性能和耐候性。

表1性能测试结果

测试项目	附着力/级	硬度	耐水性	耐盐雾
					实施例1	1	4H	1500h无异常	600h无异常
实施例2	1	4H	1500h无异常	600h无异常
					实施例3	1	4H	1500h无异常	600h无异常
实施例4	1	4H	1500h无异常	600h无异常
					实施例5	1	4H	1500h无异常	600h无异常
对比例1	4	1H	480h起泡、脱落	240h起泡、脱落
					对比例2	3	2H	600h起泡、脱落	320h起泡、脱落
对比例3	2	3H	820h起泡、脱落	400h起泡、脱落

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。