CN103849185B - 一种用于混凝土防腐的聚合物涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料领域，提供一种用于混凝土防腐的聚合物涂料，由A组分和B组分组成，其中A组分包括重量份的80-100份丙烯酸酯和10-20份的环氧树脂。本发明提出的聚合物涂料充填、固化后形成一个增强固结层，不仅能有效封闭基层、防止混凝土内潮气上升到基层表面，同时，也能防止从外面渗入到基层表面的水无法进入基层里面。这样形成防腐涂层由于扎根于混凝土的微孔内，因此附着力极好，不易脱落。另外即使表面涂层破损，由于微孔被反应性单体聚合后形成的聚合物完全堵塞，外界气体和液体也不能进入混凝土内部，因此防腐蚀效果极好。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种含有环氧树脂的涂料组合物及其应用。
背景技术
混凝土构件广泛用于各种工业、民用建筑中。混凝土构件暴露在自然环境中，空气中的CO2、气候变化导致的冻融循环、外界盐溶液的渗透都会对混凝土造成腐蚀。混凝土涂料涂覆在混凝土表面，阻挡腐蚀物质的侵入，保护混凝土材质。所以混凝土涂料形成的涂膜必须致密，或有足够阻止腐蚀因子侵害的膜厚，阻止腐蚀物的渗透。
混凝土属于多孔介质，对于工业环境和海洋环境来说，混凝土不仅要遭受以上腐蚀因素的侵害，还要受到工业环境和海洋环境特殊的腐蚀因素的制约，其中工业环境更有无机酸、某些有机酸、各种硫酸盐溶液、各种氨混合物溶液、氯化物、糖、硝酸盐等腐蚀物质。海洋环境的破坏表现最突出的则是盐离子的渗透。例如专利CN101531858针对海洋环境，提出弹性环氧涂料，涂装的厚度一道为500微米厚，适应海洋工作条件。
现有技术中混凝土表面用防腐涂料有一定的粘度要求，例如专利CN103214915A，其提出一种混凝土表面用防腐涂料，分为底漆和面漆两部分，其粘度达到涂4杯25-35之间，底漆中成膜物质含有环氧树脂、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯等大分子树脂。现有技术中混凝土表面用防腐涂料的溶剂通常采用挥发性溶剂，如丁基缩水甘油醚或/和苄基缩水甘油醚，或专利CN102719173A采用戊二醇缩水甘油醚6286等。在应用中，大分子树脂仅能在混凝土表面成型形成涂层，难以进入到混凝土内的微孔内，溶剂是要挥发掉的，这样一方面造成涂层的附着力差，易脱落，另一方面涂层破损后外界的腐蚀介质如二氧化碳和水等容易从混凝土的空隙中渗入到混凝土内部，造成混凝土碳化和钢筋腐蚀，同时溶剂挥发还造成环境污染。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种用于混凝土防腐的聚合物涂料。
本发明的另一目的是提出所述聚合物涂料的应用。
实现本发明上述目的技术方案为：
一种用于混凝土防腐的聚合物涂料，由A组分和B组分组成，所述A组分包括重量份的80-100份丙烯酸酯和10-20份的环氧树脂；
所述B组分包括重量份的5-10份的聚酰胺和0.5-2.0份的有机过氧化物，所述有机过氧化物选自过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化氢异丙苯、过氧化二碳酸二异丙酯、叔丁基过氧化物中的一种或多种。
其中，所述丙烯酸酯选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯中的一种或多种。
进一步地，所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯或2-甲基丙烯酸乙酯：丙烯酸丁酯或丙烯酸辛酯：甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯为1：1.2-2.0：1.5-2比例混合的混合物。
优选地，所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯：丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯为1：1.2-1.6：1.5-2比例混合的混合物。
所述有机过氧化物的作用是作为引发剂引发丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯聚合为大分子。引发剂选用过氧化物是由于它们活性高，廉价易得。所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰或过氧化甲乙酮
其中，所述聚酰胺固化剂可选聚酰胺300、聚酰胺400、聚酰胺650或聚酰胺651中的一种，根据实验摸索的聚酰胺对漆膜性能的影响，优选胺值较小的聚酰胺650或聚酰胺651。所述环氧树脂可选用常规的环氧树脂，例如E51或E44环氧树脂，优选E51。
本申请在常温配制的时候，优选包括C组分进行配制。所述C组分为促进剂0.05-0.07份，所述促进剂为萘酸亚铜。通常可配成2-10%质量分数的甲苯溶液。促进剂不是必须的组分，对漆膜性质无影响，但常温配制时不加促进剂反应较慢。
本发明所述的聚合物涂料在混凝土表面涂覆中的应用。
本发明所述的应用，具体地，是将A组分和B组分按照100:5-10比例混匀后涂覆在混凝土表面，涂覆厚度20-40微米。干燥时间28小时以上，涂覆于处于工业大气环境或污染较严重的环境下的混凝土构件表面，如高速公路、火电厂或海洋环境中的设施等。
涂覆的方式可采用常规的方式，优选采用喷涂，A组分和B组分优选按照100:7比例混匀后喷涂。
本申请的有益效果在于：
本发明的特点是涂料的体系由大分子树脂和具有反应活性的低分子单体组成，大分子树脂在混凝土表面形成涂层，但这些低分子单体不同于一般的活性稀释剂，其粘度很低，有极好的渗透性，可渗入到混凝土的微孔内2mm以上；这些单体在引发剂的作用下可聚合成大分子树脂，在混凝土的微孔内形成堵塞物，阻止外界气体和液体渗人混凝土内部。
聚合物涂料充填、固化后形成一个增强固结层，不仅能有效封闭基层、防止混凝土内潮气上升到基层表面，同时，也能防止从外面渗入到基层表面的水无法进入基层里面。这样形成防腐涂层由于扎根于混凝土的微孔内，因此附着力极好，不易脱落。另外即使表面涂层破损，由于微孔被反应性单体聚合后形成的聚合物完全堵塞，外界气体和液体也不能进入混凝土内部，因此防腐蚀效果极好。
附图说明
图1为C50混凝土剖开的照片（没有标尺）。
图2为C50混凝土剖开的照片（有标尺）。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
A组分：
B组分：
聚酰胺6507份
过氧化苯甲酰1.4份，
C组分
促进剂（常温反应）萘酸亚铜0.07份。
本实施例聚合物涂料的制备方法：丙烯酸酯和环氧树脂混合均匀即成为A组分；聚酰胺650和过氧化苯甲酰混合为B组分。二者分开包装。
实施例2：
A组分：
B组分：
聚酰胺6507份
过氧化苯甲酰1.0份
本实施例聚合物涂料的制备方法：丙烯酸酯和环氧树脂混合均匀即成为A组分；聚酰胺650和过氧化苯甲酰混合为B组分。二者分开包装。C组分为促进剂萘酸亚铜0.05份。
实施例3
A组分：
B组分：
聚酰胺6508份
过氧化苯甲酰1.2份
本实施例聚合物涂料的制备方法：丙烯酸酯和环氧树脂混合均匀即成为A组分；聚酰胺651和过氧化苯甲酰混合为B组分。二者分开包装。C组分为促进剂萘酸亚铜0.06份。
实施例4
A组分：
B组分：
聚酰胺6508份
过氧化甲乙酮0.9份
本实施例聚合物涂料的制备方法：丙烯酸酯和环氧树脂混合均匀即成为A组分；聚酰胺650和过氧化甲乙酮混合为B组分。二者分开包装。C组分为促进剂萘酸亚铜0.05份。
实验例1：技术指标
实施例1、实施例2、实施例3所得A、B组分，促进剂（C组分）萘酸亚铜0.05份，按照其各自的重量比例混合，涂在C30混凝土表面，涂覆厚度20微米，其基本技术指标见表1：
表1聚合涂料性能参数
| 指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 干膜厚度μm | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 附着力MPa | 4 | 5 | 4 | 3 |
| 耐冲击性kg.cm | 48 | 50 | 50 | 48 |
| 涂膜柔韧性mm | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 渗透系数(cm/s) | 2×10-7 | 3×10-7 | 3×10-7 | 2×10-7 |
| 抗压强度，MPa | 54 | 56 | 55 | 54 |
| VOC排放量 | 0 | 0 | 0 | 0 |
实施例1、实施例2、实施例3所得A、B组分，适当加热（60-70℃）混匀后，按照其各自的重量比例混合，涂在C30混凝土表面，涂覆厚度20微米，其基本技术指标和表1的相同。
实验例2：应用
实施例2制备的聚合物涂料的A组分100份和B组分7份，混合后充分搅拌，60分钟内喷涂在C30、C40或C50混凝土表面，喷涂厚度25微米、干燥时间28小时，检测涂料与混凝土粘结强度均≥5MPa（干燥表面）或≥3（湿表面），表2为涂在混凝土上后长期试验的结果。图1和图2为C50混凝土剖开的照片。图2中尺寸可见聚合物涂料渗入到混凝土结构内部2mm以上。该混凝土构件使用5年后表面完整无腐蚀损坏。
实验还表明，在C30混凝土中聚合物涂料渗入到混凝土结构内部达5mm。
表2涂层技术指标
| 序号 | 项目 | 指标 |
| 1 | 耐酸性（5%HCl溶液浸泡30d） | 涂层无变化 |
| 2 | 耐碱性（饱和Ca(OH)2溶液浸泡30d） | 涂层无变化 |
| 3 | 耐盐性（3%NaCl溶液浸泡30d） | 涂层无变化 |
| 4 | 耐水性（90d） | 涂层无变化 |
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于混凝土防腐的聚合物涂料，由A组分和B组分、C组分组成，其特征在于，所述A组分由重量份的80-100份丙烯酸酯和10-20份的环氧树脂组成；所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯或2-甲基丙烯酸乙酯：丙烯酸丁酯或丙烯酸辛酯：甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯按1：1.2-2.0：1.5-2.0比例混合的混合物；
所述B组分由重量份的5-10份的聚酰胺和0.5-2.0份的有机过氧化物组成，所述有机过氧化物选自过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化氢异丙苯、过氧化二碳酸二异丙酯、叔丁基过氧化物中的一种或多种，所述聚酰胺固化剂为聚酰胺650或聚酰胺651；
所述C组分为促进剂0.05-0.07份，所述促进剂为萘酸亚铜。
2.根据权利要求1所述的聚合物涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯：丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯为1：1.2-1.6：1.5-2比例混合的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物涂料，其特征在于，所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰或过氧化甲乙酮。
4.权利要求1-3任一所述的聚合物涂料在混凝土表面涂覆中的应用，其特征在于，是将A组分和B组分按照100:5-10比例混合，混匀后涂覆在混凝土表面，涂覆厚度为20-40微米，干燥时间20-30小时。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，A组分和B组分按照100:7的比例混合，涂覆的方法为喷涂。
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