CN103045041A - 基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料及其制备方法。现有混凝土表面防护涂层大多防碳化性能差，抗老化性能差，涂刷工序复杂。本发明由75-85份纯丙乳液、1-3份膨润土、0.3-0.5份水性抗老化剂、1-3份钛白粉、1-3份绢云母、3-7份功能助剂体系、1.5-3.5份调节助剂体系、0.5-2份流平型增稠剂、5-10份水混合制成；功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例组成；调节助剂体系由消泡剂、分散剂按质量比1:6的比例组成。本发明能使混凝土在加速碳化条件下起到优异的防护效果，延缓混凝土碳化的发生，抗老化性能优异，涂层涂刷工序简单，从生产到施工的所有环节均安全环保，不污染环境。
Description
技术领域
本发明属于混凝土防护技术领域，具体涉及一种基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料及其制备方法。
背景技术
混凝土是一种应用广泛且具备优良耐久性的建筑材料，但在一般大气环境（二氧化碳、水以及氧气等）的长期侵蚀以及自身性能缺陷（孔隙、微裂缝等）的作用下，会出现混凝土碳化腐蚀，并直接导致其内部钢筋锈蚀的发生，从而引发混凝土剥落、锈胀裂缝等一系列病害，严重制约混凝土桥梁的使用耐久性和使用安全性。
混凝土的碳化主要是由于CO2扩散渗透至混凝土内部，与混凝土中钢筋附近的孔隙Ca(OH)2溶液发生中和反应，使钢筋周围PH值降低，导致钢筋表面钝化膜失效，从而引起钢筋锈蚀的发生。作为一种防护手段，在混凝土表面涂覆一层防护涂层可以有效延缓或阻止CO2渗透，从而减少了筋锈蚀的发生，进而极大提高混凝土桥梁结构物的使用耐久性。
目前已有的混凝土表面防护涂层主要存在以下缺点：一是防碳化性能差，碳化深度普遍大于规范要求（规范要求≤1mm），混凝土碳化腐蚀现象严重，进而引发内部钢筋的锈蚀，导致混凝土锈胀剥落等病害；二是抗老化性能差，国内同类防护涂料在800小时左右就出现起皱、泛黄、开裂、粉化等不同程度的老化破坏，导致涂料失去防护功效；三是涂刷工序复杂且涂布剂量多，国内同类产品在涂刷前往往需要在混凝土表面先涂覆一层底漆，然后再涂刷2~3道防护涂料，涂布剂量约0.5Kg/m2~1.0Kg /m2；四是环保性差，国内已有的混凝土防护涂料中许多都含有VOC，对环境造成危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种防碳化性能和抗老化性能更强、涂刷工序更加简单的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料及其制备方法。
本发明所采用的技术方案是：
基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的涂层材料由以下重量份的物质制成：
纯丙乳液75-85份 ；
膨润土1-3份；
水性抗老化剂0.3-0.5份；
钛白粉1-3份；
绢云母1-3份；
功能助剂体系3-7份；
调节助剂体系1.5-3.5份；
流平型增稠剂0.5-2份；
水5-10份。
所述的纯丙乳液固含量为50%±2%。
所述的水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201。
所述的钛白粉选取钛白粉RX-237。
所述的绢云母选取绢云母GA-1。
所述的功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；
其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02。
所述的调节助剂体系由消泡剂、分散剂按质量比1:6的比例混合组成；
其中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50。
所述的流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：称取75-85重量份的纯丙乳液；
步骤二：称取1-3重量份的膨润土、1-3重量份的钛白粉、1-3重量份的绢云母，均用胶体磨研磨至细度为40μm，在200℃下烘干6h；
步骤三：将步骤二得到的粉料以及1.5/7-3.5/7重量份的消泡剂、9/7-21/7重量份的分散剂加入步骤一的纯丙乳液中，用剪切机以速率3000r/min剪切30min；
步骤四：将0.3-0.5重量份的水性抗老化剂及3-7重量份的功能助剂体系加入步骤三得到的乳液中，用剪切机以速率200r/min剪切5min；
步骤五：将0.5-2重量份的流平型增稠剂按照流平型增稠剂和水的质量比为2:1的比例用水稀释后加入步骤四得到的乳液中，边加入边搅拌，静置10min后，用300目过滤筛过滤，得到成品涂料。
步骤一中，纯丙乳液固含量为50%±2%；
步骤二中，钛白粉选取钛白粉RX-237；
步骤二中，绢云母选取绢云母GA-1；
步骤三中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50；
步骤四中，水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201；
步骤四中，功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；
其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02；
步骤五中，流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
本发明具有以下优点：
（1）本发明的涂层使混凝土在加速碳化（CO2浓度为20±3%，相对湿度70±5%,温度20±2℃）条件下，28天碳化深度为0，能够起到优异的防护效果，延缓混凝土碳化的发生，而国内相关防护产品的碳化深度从18.0mm到25.0mm不等。
（2）本发明的涂层抗老化性能优异，按相关规范要求的人工加速老化试验，2000小时后未出现老化破坏现象；而国内同类防护涂料在800左右就出现起皱、泛黄、开裂、粉化等不同程度的老化破坏。
（3）本发明的涂层涂刷工序简单，不需要在混凝土表面涂覆底漆，可直接涂刷该产品，且只需涂刷一道即可到达较佳的防护效果，因而用量比较省，可大大节约成本；
（4）本发明的涂层配方以水性乳液为主，从生产到施工的所有环节安全环保，不污染环境，符合绿色环保可持续发展的理念。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，由以下重量份的物质制成：
纯丙乳液75-85份 ；
膨润土1-3份；
水性抗老化剂0.3-0.5份；
钛白粉1-3份；
绢云母1-3份；
功能助剂体系3-7份；
调节助剂体系1.5-3.5份；
流平型增稠剂0.5-2份；
水5-10份。
其中，纯丙乳液固含量为50%±2%；
水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201；
钛白粉选取钛白粉RX-237；
绢云母选取绢云母GA-1；
功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02；
调节助剂体系由消泡剂、分散剂按质量比1:6的比例混合组成；其中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50；
流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
上述基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的制备方法，由以下：
步骤一：称取75-85重量份的纯丙乳液；
步骤二：称取1-3重量份的膨润土、1-3重量份的钛白粉、1-3重量份的绢云母，均用胶体磨研磨至细度为40μm，在200℃下烘干6h；
步骤三：将步骤二得到的粉料以及1.5/7-3.5/7重量份的消泡剂、9/7-21/7重量份的分散剂加入步骤一的纯丙乳液中，用剪切机以速率3000r/min剪切30min；
步骤四：将0.3-0.5重量份的水性抗老化剂及3-7重量份的功能助剂体系加入步骤三得到的乳液中，用剪切机以速率200r/min剪切5min；
步骤五：将0.5-2重量份的流平型增稠剂按照流平型增稠剂和水的质量比为2:1的比例用水稀释后加入步骤四得到的乳液中，边加入边搅拌，静置10min后，用300目过滤筛过滤，得到成品涂料。
实施例1：
基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，由以下重量份的物质制成：
纯丙乳液75份 ；
膨润土1份；
水性抗老化剂0.3份；
钛白粉1份；
绢云母1份；
功能助剂体系3份；
调节助剂体系1.5份；
流平型增稠剂0.5份；
水5份。
其中，纯丙乳液固含量为48%；
水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201；
钛白粉选取钛白粉RX-237；
绢云母选取绢云母GA-1；
功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02；
调节助剂体系由消泡剂、分散剂按质量比1:6的比例混合组成；其中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50；
流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
上述基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的制备方法，由以下：
步骤一：称取75重量份的纯丙乳液；
步骤二：称取1重量份的膨润土、1重量份的钛白粉、1重量份的绢云母，均用胶体磨研磨至细度为40μm，在200℃下烘干6h；
步骤三：将步骤二得到的粉料以及1.5/7重量份的消泡剂、9/7重量份的分散剂加入步骤一的纯丙乳液中，用剪切机以速率3000r/min剪切30min；
步骤四：将0.3重量份的水性抗老化剂及3重量份的功能助剂体系加入步骤三得到的乳液中，用剪切机以速率200r/min剪切5min；
步骤五：将0.5重量份的流平型增稠剂按照流平型增稠剂和水的质量比为2:1的比例用水稀释后加入步骤四得到的乳液中，边加入边搅拌，静置10min后，用300目过滤筛过滤，得到成品涂料。
实施例2：
基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，由以下重量份的物质制成：
纯丙乳液80份 ；
膨润土2份；
水性抗老化剂0.4份；
钛白粉2份；
绢云母2份；
功能助剂体系5份；
调节助剂体系2.5份；
流平型增稠剂1.2份；
水7份。
其中，纯丙乳液固含量为50%；
水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201；
钛白粉选取钛白粉RX-237；
绢云母选取绢云母GA-1；
功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02；
调节助剂体系由消泡剂、分散剂按质量比1:6的比例混合组成；其中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50；
流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
上述基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的制备方法，由以下：
步骤一：称取80重量份的纯丙乳液；
步骤二：称取2重量份的膨润土、2重量份的钛白粉、2重量份的绢云母，均用胶体磨研磨至细度为40μm，在200℃下烘干6h；
步骤三：将步骤二得到的粉料以及2.5/7重量份的消泡剂、15/7重量份的分散剂加入步骤一的纯丙乳液中，用剪切机以速率3000r/min剪切30min；
步骤四：将0.4重量份的水性抗老化剂及5重量份的功能助剂体系加入步骤三得到的乳液中，用剪切机以速率200r/min剪切5min；
步骤五：将1.2重量份的流平型增稠剂按照流平型增稠剂和水的质量比为2:1的比例用水稀释后加入步骤四得到的乳液中，边加入边搅拌，静置10min后，用300目过滤筛过滤，得到成品涂料。
实施例3：
基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，由以下重量份的物质制成：
纯丙乳液85份 ；
膨润土3份；
水性抗老化剂0.5份；
钛白粉3份；
绢云母3份；
功能助剂体系7份；
调节助剂体系3.5份；
流平型增稠剂2份；
水10份。
其中，纯丙乳液固含量为52%；
水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201；
钛白粉选取钛白粉RX-237；
绢云母选取绢云母GA-1；
功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02；
调节助剂体系由消泡剂、分散剂按质量比1:6的比例混合组成；其中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50；
流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
上述基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的制备方法，由以下：
步骤一：称取85重量份的纯丙乳液；
步骤二：称取3重量份的膨润土、3重量份的钛白粉、3重量份的绢云母，均用胶体磨研磨至细度为40μm，在200℃下烘干6h；
步骤三：将步骤二得到的粉料以及3.5/7重量份的消泡剂、21/7重量份的分散剂加入步骤一的纯丙乳液中，用剪切机以速率3000r/min剪切30min；
步骤四：将0.5重量份的水性抗老化剂及7重量份的功能助剂体系加入步骤三得到的乳液中，用剪切机以速率200r/min剪切5min；
步骤五：将2重量份的流平型增稠剂按照流平型增稠剂和水的质量比为2:1的比例用水稀释后加入步骤四得到的乳液中，边加入边搅拌，静置10min后，用300目过滤筛过滤，得到成品涂料。
关于本发明所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的具体性能测试结果见表一。
表一 性能测试结果
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的涂层材料由以下重量份的物质制成：
纯丙乳液75-85份 ；
膨润土1-3份；
水性抗老化剂0.3-0.5份；
钛白粉1-3份；
绢云母1-3份；
功能助剂体系3-7份；
调节助剂体系1.5-3.5份；
流平型增稠剂0.5-2份；
水5-10份。
2.根据权利要求1所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的纯丙乳液固含量为50%±2%。
3.根据权利要求1或2所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201。
4.根据权利要求3所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的钛白粉选取钛白粉RX-237。
5.根据权利要求4所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的绢云母选取绢云母GA-1。
6.根据权利要求5所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；
其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02。
7.根据权利要求6所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的调节助剂体系由消泡剂、分散剂按质量比1:6的比例混合组成；
其中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50。
8.根据权利要求7所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料，其特征在于：
所述的流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
9.基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：称取75-85重量份的纯丙乳液；
步骤二：称取1-3重量份的膨润土、1-3重量份的钛白粉、1-3重量份的绢云母，均用胶体磨研磨至细度为40μm，在200℃下烘干6h；
步骤三：将步骤二得到的粉料以及1.5/7-3.5/7重量份的消泡剂、9/7-21/7重量份的分散剂加入步骤一的纯丙乳液中，用剪切机以速率3000r/min剪切30min；
步骤四：将0.3-0.5重量份的水性抗老化剂及3-7重量份的功能助剂体系加入步骤三得到的乳液中，用剪切机以速率200r/min剪切5min；
步骤五：将0.5-2重量份的流平型增稠剂按照流平型增稠剂和水的质量比为2:1的比例用水稀释后加入步骤四得到的乳液中，边加入边搅拌，静置10min后，用300目过滤筛过滤，得到成品涂料。
10.根据权利要求9所述的基于纯丙乳液的混凝土桥梁结构表面防护涂层材料的制备方法，其特征在于：
步骤一中，纯丙乳液固含量为50%±2%；
步骤二中，钛白粉选取钛白粉RX-237；
步骤二中，绢云母选取绢云母GA-1；
步骤三中，消泡剂选取消泡剂QP-020，分散剂选取分散剂SN-50；
步骤四中，水性抗老化剂选取水性抗老化剂SLH-201；
步骤四中，功能助剂体系由疏水剂、耐污剂、附着力促进剂按质量比3:1:2的比例混合组成；
其中，疏水剂选取疏水剂SHJ-01，耐污剂选取耐污剂NZW-02，附着力促进剂选取附着力促进剂FZL-02；
步骤五中，流平型增稠剂选取流平型增稠剂缔合型LZ-01。
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