CN102101965A

CN102101965A - 一种钢筋防腐粉末涂料及其制备方法

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Publication number: CN102101965A
Application number: CN 201110002014
Authority: CN
Inventors: 胡立军; 王丽; 习丽霞; 王红红; 徐宁
Original assignee: HEBEI DEVELOPMENT ZONE OUTRE COATINGS Co Ltd
Current assignee: HEBEI DEVELOPMENT ZONE OUTRE COATINGS Co Ltd
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2031-01-06
Also published as: CN102101965B

Abstract

本发明属于建材领域，涉及钢材防腐技术。具体而言，本发明涉及一种钢筋防腐粉末涂料，该防腐粉末涂料特别适用于混凝土用螺纹钢筋。为了提高钢筋防腐粉末涂料形成涂层的柔韧性从而进一步提高钢筋(特别是螺纹钢筋)的防腐性能，本发明提供的钢筋防腐粉末涂料包含：40-70wt％的环氧树脂、15-30wt％的固化剂、0.01-5wt％的固化促进剂、0.2-3wt％的流平剂和0.5-3wt％的消泡剂，其中，所述固化剂包含酚类固化剂和聚醚胺。由本发明的钢筋防腐粉末涂料形成的涂层的柔韧性高，背面涂层即使在钢筋弯曲时也不会断裂，因此本发明的涂料能够提高钢筋(特别是螺纹钢筋)的防腐性能。

Description

一种钢筋防腐粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于建材领域，涉及钢材防腐技术。具体而言，本发明涉及一种钢筋防腐粉末涂料，该防腐粉末涂料特别适用于混凝土用螺纹钢筋。

背景技术

基础工程建设一直是国家推动经济发展、拉动内需的重要战略。长寿环保的钢筋混凝土对基础工程的整体质量起到关键性作用。在钢筋没有进行防腐处理的情况下，海水或地下水会对钢筋造成侵害，由此导致的钢筋锈蚀和膨胀会导致建筑物内应力加大，最终导致建筑物损坏或使用寿命大大缩短。由于钢筋锈蚀而导致的工程结构的损毁倒塌事件也屡见不鲜。从机理上来看，氯离子堆积和电化学腐蚀是导致钢筋锈蚀的主要原因。

因此，对钢筋进行防腐处理是至关重要的。在钢筋上喷涂防腐粉末涂料是一种有效的钢筋防腐处理方法。其中，喷涂环氧树脂防腐粉末涂料而在钢筋上形成环氧树脂涂层(FBE)是最有效的防腐处理方法之一。通过阻断、隔绝空气和水分，FBE技术能够有效地防止电化学腐蚀的发生，从而达到优良的绝缘效果。

多年来的实践证明，FBE的防腐效果非常好，使得FBE技术在输油输气管道上的应用非常成功。利用FBE技术，可以大大增加钢筋混凝土的寿命，同时由于延长了一次大修的年限，极大地减少了建筑物的维护成本。目前，美国2/3以上的桥面均采用环氧钢筋(即具有FBE的钢筋)，高速公路、海港码头、近海建筑、地下建筑、车库、隧道、污水处理池、化工厂房等也普遍采用环氧树脂涂料。中国交通部也于1999年编写了JT1275-2000《海港工程砼结构防腐蚀技术规程》，将在钢筋上形成环氧树脂涂层列为主要防腐措施之一。

此外，环氧树脂防腐粉末涂料的成膜率非常高，接近100％，在施工时无VOC(有机挥发物)排放，非常环保。但是，使用环氧树脂防腐粉末涂料形成的涂层的柔韧性较差，背面涂层在钢筋弯曲时会断裂。

发明内容

技术目的

为了提高钢筋防腐粉末涂料形成涂层的柔韧性从而进一步提高钢筋(特别是螺纹钢筋)的防腐性能，本发明的一个目的是提供一种钢筋防腐粉末涂料。

本发明的另一个目的是提供上述钢筋防腐粉末涂料的制备方法。

技术方案

为了实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种钢筋防腐粉末涂料，该粉末涂料包含：40-70wt％的环氧树脂、15-30wt％的固化剂、0.01-5wt％的固化促进剂、0.2-3wt％的流平剂和0.5-3wt％的消泡剂。

在上述技术方案中，所述环氧树脂的环氧当量为800-1200，软化点为100-120℃，分子链长度为5到7个聚合度，分子量为2000-2800，优选使用的环氧树脂为岳阳石化生产的805，其环氧当量为1100-1200，软化点为110-115℃，分子链长度为5个聚合度，分子量为2300-2600。

所述固化剂包含酚类固化剂和聚醚胺。在所述固化剂中，所述聚醚胺的量为所述酚类固化剂的0.5-10wt％，优选为1-5wt％。所述酚类固化剂可以为任何市售可得的酚类固化剂(例如，酚类固化剂DEH84、EB-30、KD-404、PSG-01或其混合物)，或者为自制的酚类固化剂(即通常可通过双酚A封闭的环氧树脂通过扩链工艺制得)。所述聚醚胺可以为任何类型的聚醚胺，例如一元胺、二元胺、三元胺或其混合物等，一元胺的实例包括M-1000、M-2070和M-2005等；二元胺的实例包括ED-2003、ED-900、ED-600、D-400、D-2000和D-230等；三元胺的实例包括T-5000、T-3000和T-403等。

所述固化促进剂为由武汉制药厂生产的改性咪唑固化促进剂G-91。

所述流平剂选自丙烯酸酯类聚合物和改性聚硅氧烷中，优选为丙烯酸酯类聚合物，更优选使用的流平剂为武汉银彩生产的纯流平剂L88。

所述消泡剂选自含硅消泡成分的混合物、有机硅聚合物和改性硅氧烷中，优选使用的消泡剂为含硅消泡成分的混合物，是由科宁助剂生产的1208。

在本发明的优选实施方案中，所述钢筋防腐粉末涂料包含：60-70wt％的环氧树脂、20-25wt％的固化剂、1-3wt％的固化促进剂、0.2-1wt％的流平剂和0.5-1.5wt％的消泡剂。

优选的是，本发明的钢筋防腐粉末涂料进一步包含3-15wt％的填料，优选包含10-15wt％的填料。所述填料选自钛白粉、硫酸钡、滑石粉和碳酸钙(如轻质、重质碳酸钙)中，优选为硫酸钡。

进一步优选的是，本发明的钢筋防腐粉末涂料进一步包含1-15wt％的颜料，优选包含2-5wt％的颜料。所述颜料为钛菁绿G。

本发明的另一个技术方案提供了一种钢筋防腐粉末涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按照上述原料比例，向高速混合机内加入环氧树脂、固化剂、固化促进剂、流平剂和消泡剂以及可选的填料和颜料进行混合(如，可分散3-10分钟)；

(2)将混合好的原料经过螺杆挤出机熔融混合，其中螺杆挤出机的基础温度为100-200℃，熔融挤出的物料通过冷却滚轴压制成片，再经过粉碎齿轮粉碎成小块(如1cm×2cm的小块)，静止(如3-5小时)后，研磨并经过滤网(如100目)过滤，从而制得所述钢筋防腐粉末涂料。

有益效果

本发明提供的钢筋防腐粉末涂料具有以下优点：

(1)环氧树脂是钢筋防腐粉末涂料中的主要成膜材料，由于本发明所用环氧树脂分子链比较长，分子量比较大，所以赋予了涂层良好的柔韧性和粘结性，同时双酚骨架赋予了环氧树脂良好的耐热性和强韧性。因而，由本发明的涂料形成的涂层具有可弯曲性好(即柔韧性高)、交联度高、硬度高、耐磨性能好、防腐性能好等优点，因此本发明的钢筋防腐粉末涂料可广泛地应用于钢筋(特别是螺纹钢筋)的防腐处理。

(2)在环氧树脂中加入固化剂(包含酚类固化剂和聚醚胺)后，环氧树脂与固化剂在一定的温度下反应形成不溶不熔、质地坚硬的三维网状结构，能够很好的粘附于被涂物(如钢筋)的表面上。酚类固化剂由于其结构中的酚羟基与环氧树脂的粘结优良，并具有良好的混溶性，因而具有良好的机械性能和防腐性能。聚醚胺中的醚键使涂层具有良好的柔韧性。因而，由本发明的涂料形成的涂层的柔韧性高，背面涂层即使在钢筋弯曲时也不会断裂，从而提高了钢筋(特别是螺纹钢筋)的防腐性能。

(3)本发明的钢筋防腐粉末涂料的配方简单，由该涂料形成的涂层光泽稳定，且机械性能好。

(4)由本发明的钢筋防腐粉末涂料形成的涂层能够与石子混凝土形成紧密的结合，粘合强度高，并且在混凝土中成惰性。

具体实施方式

实施例1

实施例1.1制备常规的酚类固化剂

采用油加热本体聚合法，将100g的环氧树脂E-44(购自岳阳石化)、26g的双酚A(购自齐鲁石化)与6g的酚类固化剂CT-3(购自齐鲁石化)加入反应釜，在180℃下搅拌1-2h后将整个体系降温至140℃，再加入26g双酚A和6g的酚类固化剂CT-3，在140℃的反应温度下搅拌1-2h，从而制得常规酚类固化剂。

实施例1.2

将实施例1.1中制备的常规酚类固化剂及13.1g的一元聚醚胺M-1000(购自大连连晟贸易有限公司)加入反应釜，在140℃的反应温度下搅拌0.5-1h，将生成物料趁热放出反应釜，冷却粉碎，从而制得主要由酚类固化剂和聚醚胺组成的固化剂。

实施例1.3

采用油加热本体聚合法，将100g的环氧树脂E-44(购自岳阳石化)、30g的双酚A(购自齐鲁石化)与8g的酚类固化剂CT-3(购自齐鲁石化)加入反应釜，在170℃下搅拌1-2h后将整个体系降温至140℃，再加入30g双酚A和6g的酚类固化剂CT-3，在140℃的反应温度下搅拌1-2h，最后将8.7g的二元聚醚胺ED-2003(购自大连连晟贸易有限公司)加入反应釜，在140℃的反应温度下搅拌0.5-1h，将生成物料趁热放出反应釜，冷却粉碎，从而制得主要由酚类固化剂和聚醚胺组成的固化剂。

实施例1.4

采用油加热本体聚合法，将100g的环氧树脂E-44(购自岳阳石化)、20g的双酚A(购自齐鲁石化)与5g的酚类固化剂CT-3(购自齐鲁石化)加入反应釜，在180℃下搅拌1-2h后将整个体系降温至140℃，再加入25g双酚A和5g的酚类固化剂CT-3，在140℃的反应温度下搅拌1-2h，最后将3.1g的三元聚醚胺T-5000(购自大连连晟贸易有限公司)加入反应釜，在140℃的反应温度下搅拌0.5-1h，将生成物料趁热放出反应釜，冷却粉碎，从而制得主要由酚类固化剂和聚醚胺组成的固化剂。

实施例1.5

将以下表1.1至表1.4中所列出原料分别加入到高速混合机中进行混合，分散5分钟。然后将混合好的原料经过螺杆挤出机熔融混合，其中螺杆挤出机的基础温度为150℃，熔融挤出的物料通过冷却滚轴压制成片，再经过粉碎齿轮粉碎成1cm×2cm的小块，静止4小时后，研磨并经过100目的滤网过滤，从而制得100目的环氧钢筋防腐粉末涂料1.1-1.4。

表1.1

表1.2

表1.3

表1.4

测试例1

分别测定实施例1中制得的涂料1.1-1.4的下列数据。

冲击强度检测方法：分别使用实施例1中制得的涂料1.1-1.4制备涂层厚度80-120μm的样品(175mm×75mm×0.4mm)，然后在漆膜冲击器下测定冲击强度。

抗弯曲性能检测方法：分别使用实施例1中制得的涂料1.1-1.4先制备涂层厚度300-400μm的样品(200mm×25mm×6mm)，然后在冷冻箱-20℃±3℃的环境里保持至少1小时，最后将样品放在2.5°的弯板机上进行弯曲实验，测定每个样品的抗弯曲性能的总的过程应在冷冻箱中取出30s内完成，其中，样品的弯曲应该在10s内完成。

固化时间：根据SY/T0315-2005附录A测定。

表2由实施例1制备的涂料的数据对比

由上表2中的数据可见，由于本发明所用环氧树脂805分子链比较长，分子量比较大，所以赋予了涂层良好的柔韧性和粘结性，同时双酚骨架赋予了环氧树脂良好的耐热性和强韧性。因而，由本发明的涂料形成的涂层具有可弯曲性好(即柔韧性高)、交联度高、硬度高、耐磨性能好、防腐性能好等优点，因此本发明的钢筋防腐粉末涂料可广泛地应用于钢筋(特别是螺纹钢筋)的防腐处理。另外，在环氧树脂中加入固化剂(包含酚类固化剂和聚醚胺)后，环氧树脂与固化剂在一定的温度下反应形成不溶不熔、质地坚硬的三维网状结构，能够很好的粘附于被涂物(如钢筋)的表面上。酚类固化剂由于其结构中的酚羟基与环氧树脂的粘结优良，并具有良好的混溶性，因而具有良好的机械性能和防腐性能。聚醚胺中的醚键使涂层具有良好的柔韧性。因而，由本发明的涂料形成的涂层的柔韧性高，背面涂层即使在钢筋弯曲时也不会断裂，从而提高了钢筋(特别是螺纹钢筋)的防腐性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并没有对本发明造成任何限制。应当理解的是，本领域的技术人员在不脱离本发明的实质和范围内所作的一些修改，仍落入本发明的要求保护范围内。

Claims

1.一种钢筋防腐粉末涂料，该粉末涂料包含：40-70wt％的环氧树脂、15-30wt％的固化剂、0.01-5wt％的固化促进剂、0.2-3wt％的流平剂和0.5-3wt％的消泡剂，其中，所述固化剂包含酚类固化剂和聚醚胺。

2.根据权利要求1所述的钢筋防腐粉末涂料，该粉末涂料包含：60-70wt％的环氧树脂、20-25wt％的固化剂、1-3wt％的固化促进剂、0.2-1wt％的流平剂和0.5-1.5wt％的消泡剂。

3.根据权利要求1或2所述的钢筋防腐粉末涂料，其中，在所述固化剂中，所述聚醚胺的量为所述酚类固化剂的0.5-10wt％。

4.根据权利要求3所述的钢筋防腐粉末涂料，其中，在所述固化剂中，所述聚醚胺的量为所述酚类固化剂的1-5wt％。

5.根据权利要求3所述的钢筋防腐粉末涂料，其中，所述酚类固化剂为酚类固化剂DEH84、EB-30、KD-404、PSG-01或其混合物。

6.根据权利要求3所述的钢筋防腐粉末涂料，其中，所述聚醚胺为一元胺、二元胺、三元胺或其混合物。

7.根据权利要求1或2所述的钢筋防腐粉末涂料，该粉末涂料进一步包含3-15wt％的填料，该填料选自钛白粉、硫酸钡、滑石粉和碳酸钙中。

8.根据权利要求1或2所述的钢筋防腐粉末涂料，该粉末涂料进一步包含1-15wt％的颜料。

9.一种制备权利要求1-8中任一项所述的钢筋防腐粉末涂料的方法，该方法包括以下步骤：

(1)按照上述原料比例，向高速混合机内加入环氧树脂、固化剂、固化促进剂、流平剂和消泡剂以及可选的填料和颜料进行混合；

(2)将混合好的原料经过螺杆挤出机熔融混合，其中螺杆挤出机的基础温度为100-200℃，熔融挤出的物料通过冷却滚轴压制成片，再经过粉碎齿轮粉碎成小块，静止后，研磨并经过滤网过滤，从而制得所述钢筋防腐粉末涂料。