CN103045051A - 一种低温韧性钢筋防腐粉末涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温韧性钢筋防腐粉末涂料及其制备方法，其组分及重量百分比为：环氧树脂50-80％；酚树脂固化剂10-30％；固化促进剂0.1-5％；抗腐蚀颜填料3-30％；粉末涂料助剂1-5％，其中，环氧树脂由下述3种不同类型环氧树脂复合组成：1）双酚A环氧树脂25-70%，2）增韧改性环氧树脂20-70％，3）高官能度环氧树脂1-15%；本涂料特别适用于混凝土用螺纹钢筋，与此前公布技术产品相比具有良好的低温柔韧性与抗阴极剥离性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，涉及钢筋防腐的具有低温韧性的环氧粉末涂料，尤其是一种低温韧性钢筋防腐粉末涂料及其制备方法。
背景技术
钢筋混凝土是现代社会应用最为广泛的建筑材料，由水泥、砂石和水按一定比例混合而成，并用钢筋强化，特别是螺纹钢筋，然而，由于钢筋混凝土破坏失效而引起的人员受伤和财产损失事件越来越多，因此，钢筋混凝土已经引起人们重视。
引起钢筋混凝土破坏失效的主要原因包括：钢筋腐蚀、碱基料反应、冻融破坏等，其中，钢筋腐蚀是引起混凝土结构失效的主要原因，由于钢筋混凝土中不可避免的会出现一些缝隙和空洞，当钢筋受到水或者其他物质侵蚀时会引起腐蚀，腐蚀钢筋表面产生的氧化层体积膨胀数十倍，最终导致混凝土开裂、保护层脱落，致使钢筋直接暴露在大气、水或其他腐蚀介质中，进而造成腐蚀速度加快。
北美地区早在上世纪五十年代就开始环氧涂层钢筋的研发工作，并取得良好的应用效果，并在工程中广泛应用，特别是跨江、跨河、跨海公路大桥和沿海的码头工程中。伴随我国的经济的高速发展，由于钢筋腐蚀造成的建筑物寿命的缩短，特别是沿海城市越来越多，已经引起有关部门和设计单位注意。
本领域的技术发明近几年也不断推出，现在市面上产品较多，但基本属于低温韧性不足的产品，在我国北方地区施工现场，当环境温度低于10℃，钢筋在弯曲时，涂层容易发生开裂，涂层发生开裂的钢筋若没有及时完整的修复裂纹而直接埋入混凝土中，其容易发生电化学腐蚀，其腐蚀速度甚至高于未涂层钢筋。
据检索，发现以下与本申请相关专利文献，其中CN101531857（ZL200910031029.5）公开了一种环氧树脂粉末涂料可用于金属制品，该涂料由下列重量份数的原料制成：橡胶环氧树脂650～750份、酚醛固化剂150～250份、二氧化钛60～100份、颜料5～10份，但该发明采用酚醛固化剂，因其官能度较高、分子链刚性较强，其低温韧性与本发明相比存在不足，在标准要求的温度为20-30℃的实验室测试环境中可以通过弯曲测试，但当环境温度低于10℃，钢筋弯曲时，涂层容易发生开裂。文献CN102101965A（专利申请号201110002014.3）也公开了一种钢筋防腐粉末，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，所述固化剂包含酚树脂固化剂和聚醚胺，由于该发明没有使用增韧环氧树脂，也存在低温韧性不足的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种低温韧性钢筋防腐粉末涂料及其制备方法，本涂料具有防腐性能优异、低温弯曲不开裂、环保等优点，本防腐环氧粉末涂料特别适用于混凝土用的螺纹钢筋。
本发明实现目的的技术方案如下：
一种低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其组分及重量百分比如下：
所述环氧树脂由以下树脂组成，其名称和占环氧树脂总量的重量百分比如下：
双酚A环氧树脂 25-70%
增韧改性环氧树脂 20-70%
高官能度环氧树脂 1-15%，（指环氧基团的官能度>2）；
所述高官能度环氧树脂的环氧当量介于195-700g/eg之间。
而且，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量范围700-2500g/eg，软化点范围85-160℃。
而且，所述增韧改性环氧树脂为：CTBN改性环氧树脂、丙烯酸橡胶改性环氧树脂或者柔韧性环氧树脂。
而且，所述CTBN改性环氧树脂包括：KR-100、KR-102、KR-104、KR-104L、HyPoxTMRK84、HyPoxTMRK84L；
或者丙烯酸橡胶改性环氧树脂包括：KR-692、KR-693；
或者柔韧性环氧树脂包括：ES202A、ES203A、ES270A、ES302A。
而且，所述高官能度环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂，或双酚A型酚醛环氧树脂，或者三种树脂的改性衍生产物。
而且，所述酚树脂固化剂的羟基当量介于200-500g/eg之间，软化点范围65-120℃。
而且，所述固化促进剂为咪唑、2-甲基咪唑或2-苯基咪唑。
而且，在所述粉末涂料中加入抗结块助剂，加入量为0.1-3.5wt‰。
而且，所述抗结块助剂为气相法氧化铝或气相法二氧化硅，比表面积>100m2/g。
一种制备低温韧性钢筋防腐粉末涂料的方法，其特征在于：步骤如下：环氧树脂粉末的制备方法是：
⑴称取所需原料，在高速混合机中混合均匀；
⑵将混合均匀的物料加到单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中熔融挤出，出料温度要求120℃-165℃，平均停留时间介于20秒-60秒之间；
⑶经过熔融挤出的物料经过压片并冷却破碎，然后粉碎分级，要求D50介于40μm-70μm。
本发明的优点和积极效果如下：
1、本发明首次在钢筋防腐涂料中增加增韧改性环氧树脂，所选树脂具有低温柔韧性，使涂料具有低温柔韧性的优点，该成分也充分保证了涂料在低温尤其是小于10℃时涂层可弯性，因此在保证其他性能的同时，本发明的产品更加适用于较低环境温度的施工，符合我国较北部地区的寒冷施工环境。
2、本发明在涂料的组分中还引入高官能度环氧树脂（指环氧基团的官能度>2），使本涂料的抗阴极剥离效果得到较大提升，其剥离半径（168h，要求<4mm）的测试值达到0.8-1.7mm。
3、本发明在粉末中以物理共混方式加入了抗结块助剂，即气相法氧化铝或气相法二氧化硅，添加量0.1-3.5‰，其比表面积>100m2/g，通过高速搅拌混合，保证助剂均匀分散且不产生团聚。
具体实施方式
下面结合实施例，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明使用的原料均为市售产品。
实施例1-3的原料组成如下表：（单位：克）
注：1，美国Dow Chemical Inc.产品；2，韩国国都化工有限公司产品；3，陕西金辰化工有限公司产品；4，宁波南海化学公司产品。
针对实施例1-3中的成分说明如下：
双酚A型环氧树脂具有如下特征：环氧当量范围700-2500g/eg，软化点范围85-160℃。
增韧改性环氧树脂，可以是CTBN改性环氧树脂、丙烯酸橡胶改性环氧树脂或者柔韧性环氧树脂的一种。
增韧改性环氧树脂指CTBN增韧环氧：KR-100、KR-102、KR-104、KR-104L、HyPoxTMRK84、HyPoxTMRK84L；或者丙烯酸橡胶改性环氧树脂：KR-692、KR-693；或者柔韧性环氧树脂：ES202A、ES203A、ES270A、ES302A，或者性能指标相近的产品。
酚醛环氧树脂为高官能度环氧树脂（其官能度>2），其中高官能团环氧树脂的环氧当量介于195-700g/eg之间，还可以是邻甲酚醛环氧树脂或者双酚A型酚醛环氧树脂（如牌号为KEB3180的产品），或者三种树脂的改性衍生产物，如陕西金辰化工的ES302B为改性的酚醛环氧树脂。
酚树脂固化剂的羟基当量介于200-500g/eg之间，软化点范围65-120℃，例如美国Dow Chemical Inc.的DEH84、常熟佳发化学的H-460等。
固化促进剂可以是咪唑，也可以是咪唑衍生物，如2-甲基咪唑、2-苯基咪唑。
颜填料应优先选择抗环境腐蚀性能较好且具有针状或片状结构的硅灰石、云母粉，还可以是硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、滑石粉、钛白粉、钴蓝、钴绿、氧化铁黄、氧化铁红、炭黑、酞菁铜的一种或几种。
助剂是聚丙烯酸树脂类流平剂、润湿剂；安息香消泡剂；气相法氧化铝或气相法二氧化硅类抗结块助剂的一种或几种，本领域技术人员能够根据其最终目的产品的性能要求，选择性加入上述助剂，其种类和加入量为本领域公知技术，本发明不做特殊要求。
实施例1-3与对比例的涂料的制备方法，步骤如下：
⑴将上述物料在高速混合机中混合均匀；
⑵将混合均匀的物料加到双螺杆挤出机中熔融挤出，机头出口料温度120℃；
⑶冷却压片并使用ACM粉碎机组粉碎分级，得到的粉末的中值粒径D50=70μm。
⑷在粉末中加入比表面积为200m2/g气相法二氧化硅，添加量1‰，通过高速搅拌来保证混合分散均匀。
⑸将螺纹钢筋按照JG3042-1997标准要求处理后，预热到230-235℃，喷涂上述粉末，厚度0.18mm-0.3mm，利用余温，固化90秒。然后按照JG-3042标准测试上述得到的样品，结果如下表：
Claims (10)
1.一种低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：其组分及重量百分比如下：
所述环氧树脂由以下树脂组成，其名称和占环氧树脂总量的重量百分比如下：
双酚A环氧树脂 25-70%
增韧改性环氧树脂 20-70%
高官能度环氧树脂 1-15%；
所述高官能度环氧树脂的环氧当量介于195-700g/eg之间。
2.根据权利要求1所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：所述双酚A型环氧树脂的环氧当量范围700-2500g/eg，软化点范围85-160℃。
3.根据权利要求1所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：所述增韧改性环氧树脂为：CTBN改性环氧树脂、丙烯酸橡胶改性环氧树脂或者柔韧性环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：所述CTBN改性环氧树脂包括：KR-100、KR-102、KR-104、KR-104L、HyPoxTMRK84、HyPoxTMRK84L；
或者丙烯酸橡胶改性环氧树脂包括：KR-692、KR-693；
或者柔韧性环氧树脂包括：ES202A、ES203A、ES270A、ES302A。
5.根据权利要求1所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：所述高官能度环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、或双酚A型酚醛环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：所述酚树脂固化剂的羟基当量介于200-500g/eg之间，软化点范围65-120℃。
7.根据权利要求1所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：所述固化促进剂为咪唑、2-甲基咪唑或2-苯基咪唑。
8.根据权利要求1至7之一所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：在所述粉末涂料中加入抗结块助剂，加入量为0.1-3.5wt‰。
9.根据权利要求8所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其特征在于：所述抗结块助剂为气相法氧化铝或气相法二氧化硅，比表面积>100m2/g。
10.一种制备如权利要求1-7之一所述的低温韧性钢筋防腐粉末涂料的方法，其特征在于：步骤如下：环氧树脂粉末的制备方法是：
⑴称取所需原料，在高速混合机中混合均匀；
⑵将混合均匀的物料加到单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中熔融挤出，出料温度要求120℃-165℃，平均停留时间介于20秒-60秒之间；
⑶经过熔融挤出的物料经过压片并冷却破碎，然后粉碎分级，要求D50介于40μm-70μm。
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| CN103045051B (zh) | 2015-09-09 |
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