CN103881496A

CN103881496A - 一种混凝土透明保护涂料

Info

Publication number: CN103881496A
Application number: CN201410098823.2A
Authority: CN
Inventors: 赵云鹏; 刘景�; 高迪; 潘士兵; 孙建生; 段衍鹏; 张岩; 陈宝林; 李吉宏; 马晓斌; 孙玥
Original assignee: No 53 Institute of China North Industries Group Corp
Current assignee: No 53 Institute of China North Industries Group Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: CN103881496B

Abstract

本发明属于防腐材料技术领域。利用物理屏蔽与化学封闭联合作用原理的三层匹配方案。本发明涉及的混凝土透明保护涂料，由底涂、中涂和面涂组成，底涂为烃基烷氧基硅烷；中涂为阳离子型丙烯酸系聚合物乳液成膜体系；面涂为PH值介于8～9的水性氟碳树脂和聚氨酯缔合型增稠剂体系，水性氟碳树脂氟含量不小于20%，最低成膜温度不低于27℃。本发明涉及的混凝土透明保护涂料，对混凝土有较高的渗透性、良好的封闭性，施工简便，涂层透明，耐沾污性优异，避免混凝土水湿变色，抑制混凝土吸收不均匀，有效防止混凝土表面发黑，并保持混凝土自然表面效果。适用于各类钢筋混凝土结构的防护应用领域。

Description

一种混凝土透明保护涂料

技术领域

本发明属于防腐材料技术领域，涉及防腐材料技术，特别涉及混凝土表面透明防腐技术。

背景技术

混凝土保护涂层起作用的方式主要有两种：物理方式和化学方式。物理方式是利用混凝土保护涂层自身成膜来屏蔽腐蚀介质进入混凝土的内部，这种方式的混凝土保护涂层的效用跟形成的膜的性质密切相关，膜性质的好坏将直接影响混凝土耐久性的优劣;另一种方式为化学方式，是指混凝土保护剂渗入混凝土内部，与水泥石孔隙中的水泥水化产物发生复杂的物理化学变化生成新的物质，新生成的物质堵塞腐蚀介质进入混凝土内部的通道，从而有效阻止腐蚀介质的渗入。相比渗透性保护涂料，成膜型涂料在混凝土保护方面更具有明显的性能优势，但渗透型涂料比成膜型涂料的抗水渗透性能优越。

中国专利CN 101085895A 公开了一种混凝土透明保护面漆，采用水性氟碳乳液制备了一种成膜型混凝土保护涂料，其基本性能超过了《合成树脂乳液外墙涂料》 GB/T9755-2001的要求，耐候性优异，与水接触角大，疏水性优异。该发明涂层的保护作用方式以物理性屏蔽为主，氟碳涂料具有良好的耐候性但难以保证对混凝土结构微孔的有效渗透与封闭。中国专利CN102153949A公开了一种仿清水混凝土涂料，该涂料由底涂、中涂、面涂组成，底涂为有机硅聚合物;中涂为由自交联聚合物、填料、颜料、其它助剂以及水组成的组合物;面涂为氟硅树脂聚合物。其涂层底涂采用的有机硅聚合物对混凝土底材的渗透性及封闭性相对不足，面涂单纯采用氟硅树脂与水的混合物，施工性差，难以适应不同应用的施工性与装饰性要求。中国专利CN101318832A公开了一种混凝土表面保护材料及其制备方法，其成膜材料采用了聚天门冬氨酸酯聚脲，它克服了混凝土力学性能差，承受温度变化、干湿交替、冻融循环能力差，容易受到破坏等缺点，但该成膜材料固化反应快、施工难度大，同时，耐候性不强，易黄变，不能适应混凝土结构长寿命的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合型混凝土透明保护涂料。

本发明的目的是这样实现的:利用物理屏蔽与化学封闭联合作用原理，采用三层匹配方案，以硅烷浸渍材料为底涂，高渗透性硅烷单体渗入混凝土内部并与之化学键合，封闭基材毛细孔；以水性氟碳树脂为面涂，保证涂层系统的耐沾污性和耐老化性能；以阳离子型丙烯酸系聚合物为中涂，提升层间附着力，增加涂层屏蔽效果。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，由底涂、中涂和面涂组成，底涂为异丁烯三乙氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷中的一种；中涂为阳离子型丙烯酸系聚合物乳液成膜体系,最低成膜温度（MFFT）不大于40℃，PH值介于4～6之间；面涂PH值8～9，至少包括如下组分（以质量份计）：

水性氟碳树脂100份（固体份）

成膜助剂 3～10份

聚氨酯缔合型增稠剂2～8份；

所述水性氟碳树脂为水性丙烯酸改性聚偏氟乙烯树脂，氟含量不小于20%，最低成膜温度不低于27℃。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，由底涂、中涂和面涂组成，底涂为异丁烯三乙氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷中的一种；中涂和面涂至少包括如下组分（以质量份计）：

中涂: PH值介于4～6之间

阳离子型丙烯酸系聚合物乳液100份（固体份）

成膜助剂1～9份

消泡剂 0.4～2.8份

防腐剂0.5～2份

面涂: PH值 8～9

水性氟碳树脂100份（固体份）

成膜助剂 3～10份

聚氨酯缔合型增稠剂2～8份

消泡剂 0.5～3份

亲水二氧化硅消光粉 0～20份

防腐剂0.5～2份。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，由底涂、中涂和面涂组成，底涂为异丁烯三乙氧基硅烷；中涂和面涂至少包括如下组分（以质量份计）：

中涂：PH值介于4～6之间

阳离子型丙烯酸系聚合物乳液100份（固体份）

成膜助剂 1～9份

消泡剂0.4～2.8份；

面涂:

水性氟碳树脂100份（固体份）

成膜助剂 5.5～7.5份

聚氨酯缔合型增稠剂3～5份

消泡剂1～2份

亲水二氧化硅消光粉7～13份

防腐剂1～1.5份。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，由底涂、中涂和面涂组成，所述面涂用水性氟碳树脂的最低成膜温度（MFFT）介于35℃～45℃之间。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，所述面涂用亲水二氧化硅消光粉粒径不大于5μm。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，所述面涂用成膜助剂为醇醚类成膜助剂。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，所述面涂用消泡剂为有机硅消泡剂。

本发明涉及的混凝土透明保护涂料，既对混凝土有较高的渗透性、良好的封闭性，同时也能保证长寿命耐候性和装饰性要求，有效防止混凝土中性化。施工简便，涂层透明，装饰性良好，耐沾污性优异，避免混凝土水湿变色，有效防止霉菌滋生而引起的混凝土表面发黑，并保持混凝土自然表面效果。抑制混凝土吸收不均匀，避免混凝土变色，涂装效果显得天然、庄重。

适用于各类钢筋混凝土结构的防护应用领域，如海港码头、高架桥梁、水电大坝及一般民用建筑等结构的混凝土防护。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不作为对技术方案的限制。所涉及的材料份数均以质量计。

实施例一

底涂：异辛基三乙氧基硅烷；

中涂：取INTERPOLYMER 公司SYNTRAN 6306乳液285份（MFFT 40℃，PH值为6，固含量为35%），Texanol成膜助剂9份，BYK-028消泡剂0.4份,LXE防腐剂(罗门哈斯)0.5份，去离子水10份，混合均匀制得中涂。

面涂：取去离子水80份加入到混合反应釜中，开启分散后依次加入BYK-032消泡剂（矿物油）3份、Nipacide DFX/1防腐剂0.5份，保持500～700r/min的转速，分散时间在15min以上；之后降低转速至200r/min左右，加入Kynar Aquatec 10-206水性氟碳树脂 212份(氟含量43%，MFFT约为27℃，固含量47%)，混合30min；采用40份去离子水稀释10份CS-12十二碳醇酯成膜助剂（20%浓度），混合均匀后加入上述混合体系中，最后将Acrysol RM-8W（罗门哈斯）增稠剂8份及氨水0.2份加入体系中并混合均匀制得面涂。

将上述制得的透明保护涂料依次将底涂、中涂、面涂刷涂于混凝土表面，包括底涂两遍、中涂一遍、面涂两遍,厚度30-50微米。所得配套涂层具有良好的耐水性、耐酸性，人工加速老化2500h漆膜涂层无开裂，起泡，剥落，保光率80%以上。

实施例二

底涂为异辛基三乙氧基硅烷。

中涂包括先创PROX® -AM 219 R丙烯酸乳液 (MFFT约为0℃，PH值为4,固含量46%)217份、CS-12成膜助剂 1份、SurfynolMD 20消泡剂0.8份、Nipacide DFX/1防腐剂1份、去离子水30份，制备方法同实施例一，得到中涂。

面涂包括自制水性氟碳树脂208份（氟含量20%，固含量48%，MFFT约为35℃），成膜助剂DOWANOL pph(丙二醇苯醚) 8.9份、coatex X52增稠剂2份、BYK-028消泡剂2.6份、RhodolineT-34M(粒径2.6微米)3份、Nipacide DFX/1防腐剂0.75份、氨水0.26份、去离子水113份，制备方法同实施例一，得到面涂。

将上述制得的透明保护涂料依次将底涂、中涂、面涂刷涂于混凝土表面（涂装方案同实施举例一）。所得配套涂层附着力一级、耐水性检测达到720小时漆膜无异常。

实施例三

底涂为异丁烯三乙氧基硅烷。

中涂包括先创PROX® -AM 219 R丙烯酸乳液 (MFFT约为0℃，PH值为4,固含量46%)217份、CS-12成膜助剂2.3份、FoamStar A30消泡剂1.6份、Nipacide DFX/1防腐剂0.75份、去离子水35份，制备方法同实施例一，得到中涂。

面涂包括自制水性氟碳树脂208份（氟含量20%，固含量48%，MFFT约为35℃）、成膜助剂DOWANOL pph(丙二醇苯醚) 7.5份、Acrysol RM 12W增稠剂3份、EFKA 2570(改性聚二甲基硅烷)2份、RhodolineT-34M(粒径2.6微米)7份、Dowicil 75防腐剂1份、氨水0.32份、去离子水 106份，制备方法同实施例一，得到面涂。

将上述制得的透明保护涂料依次将底涂、中涂、面涂刷涂于混凝土表面（涂装方案同实施例一）。所得配套涂层表面漆膜平整、哑光，无气泡、桔皮等缺陷，耐洗刷15000次（GB/T 9266规定方法）、耐湿冷热循环10个周期（JG/T 25规定方法）漆膜无异常。

实施例四

底涂为异丁烯三乙氧基硅烷。

中涂包括INTERPOLYMER 公司SYNTRAN 6306乳液285份（MFFT约为40℃，PH值为6，固含量为35%）、 CS-12成膜助剂5份、BYK-030消泡剂1.2份、LXE防腐剂(罗门哈斯)1.25份、去离子水15份，制备方法同实施例一，得到中涂。

面涂包括自制水性氟碳树脂250份（氟含量22%，固含量40%，MFFT约为38℃）、成膜助剂DOWANOL DPnB （二丙二醇丁醚）6.5份、Acrysol RM-825增稠剂4份、BYK-028消泡剂（聚硅氧烷）1份、SYLOID W500(粒径5微米)10份、ACTICIDE EPW防腐剂1.25份、AMP95功能调节剂0.38份、去离子水100份，制备方法同实施例一，得到面涂。

制得涂料底涂、中涂、面涂开罐效果良好，呈均匀状态，存储稳定，通过12个月存储试验无明显分水现象。将上述制得的透明保护涂料依次将底涂、中涂、面涂刷涂于混凝土桥梁结构外表面（涂装方案同实施例一）。对比无保护表面，涂层表面耐沾污性好，无明显污物附着，有效抑制苔藓等植物在混凝土表面的生长，有助于提高混凝土结构的耐久性。

实施例五

底涂为异丁烯三乙氧基硅烷。

中涂包括INTERPOLYMER 公司SYNTRAN 6306乳液285份（MFFT约为40℃，PH值为6，固含量为35%）、Rhodiasolv DEE 成膜助剂6.3份、BYK-028消泡剂2.0份、 ARGOS CP11 防腐剂(霍夫曼化学)1.5份、去离子水20份，制备方法同实施例一，得到中涂。

面涂包括大金公司SE310乳液200份（氟含量42%，固含量50%，MFFT约为45℃）、成膜助剂DOWANOL pph(丙二醇苯醚) 5.5份、德谦WT-105A增稠剂5份、Tegodoamex810消泡剂（聚醚硅氧烷共聚物）1.4份、SYLOID W500（平均粒径5微米）13份、ACTICIDE EPW防腐剂1.5份、氨水0.45份、去离子水93份，制备方法同实施例一，得到面涂。

将上述制得的透明保护涂料依次将底涂、中涂、面涂涂装于混凝土表面（涂装方案同实施例一）。涂装过程分别采用刷涂、滚涂、空气喷涂等多种方式施工，漆膜无色透明，表面平整；可满足5～40℃内的良好的施工性能。

实施例六

底涂为异辛基三乙氧基硅烷。

中涂包括先创PROX® -AM 219 R丙烯酸乳液 (MFFT约为0℃，PH值为4,固含量46%)217份、Texanol成膜助剂3.6份、FoamStar A30消泡剂2.4份、Nipacide DFX/1防腐剂2份、去离子水25份，制备方法同实施例一，得到中涂。

面涂包括大金公司SE310乳液200份（氟含量42%，固含量50%，MFFT约为45℃）、CS-12十二碳醇酯成膜助剂4.2份、Acrysol RM-8W增稠剂6份、SurfynolMD 20消泡剂（美国气体）0.5份、SYLOID W900（平均粒径9微米）17份、Nipacide DFX/1防腐剂1.75份、氨水0.53份、去离子水86份，制备方法同实施例一，得到面涂。

将上述制得的透明保护涂料依次将底涂、中涂、面涂涂装于混凝土表面（涂装方案同实施例一）。所得配套涂层表面漆膜平整，哑光，沾污性小于4%（按GB/T 9757中的附录A）。

实施例七

底涂为异辛基三乙氧基硅烷。

中涂包括INTERPOLYMER 公司SYNTRAN 6306乳液285份（MFFT约为40℃，PH值为6，固含量为35%）、Rhodiasolv DEE 成膜助剂7.7份、SurfynolMD 20消泡剂2.8份、ARGOS CP11 防腐剂(霍夫曼化学)1.5份、去离子水20份，制备方法同实施例一，得到中涂。

面涂包括阿科玛Kynar Aquatec 10-206水性氟碳树脂（固体含量47%，氟含量43%，MFFT约为27℃）212份、Rhodiasolv DEE（混酸二乙酯类）成膜助剂3份、coatex X52增稠剂7份、BYK032消泡剂（矿物油）2.2份、罗地亚RhodolineT-34M( HP34M) 消光粉20份、Dowicil 75防腐剂2份、AMP-95多功能调节剂0.6份、去离子水 80份，制备方法同实施例一，得到面涂。

将上述制得的透明保护涂料依次将底涂、中涂、面涂涂装于混凝土表面（涂装方案同实施例一）。对涂装混凝土试块进行抗氯离子渗透性试验，经过30d后，氯离子穿过涂层片的渗透量在4.5×10-3 mg/cm2d（JTJ 275海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范）；对强度等级大于C35的混凝土，浸渍深度达到3mm。

Claims

1.一种混凝土透明保护涂料，由底涂、中涂和面涂组成，底涂为异丁烯三乙氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷中的一种；中涂为阳离子型丙烯酸系聚合物乳液成膜体系,最低成膜温度（MFFT）不大于40℃，PH值介于4～6之间；面涂PH值8～9，至少包括如下组分（以质量份计）：

水性氟碳树脂 100固体份

成膜助剂 3～10份

聚氨酯缔合型增稠剂2～8份；

所述水性氟碳树脂为水性丙烯酸改性聚偏氟乙烯树脂，氟含量不小于20%；成膜温度不低于27℃。

2.根据权利要求1所述的混凝土透明保护涂料，中涂和面涂至少包括如下组分（以质量份计）：

中涂: PH值介于4～6之间

阳离子型丙烯酸系聚合物乳液100固体份

成膜助剂1～9份；

面涂: PH值 8～9

水性氟碳树脂100固体份

成膜助剂3～10份

聚氨酯缔合型增稠剂2～8份

亲水二氧化硅消光粉0～20份。

3.根据权利要求1所述的混凝土透明保护涂料，底涂为异丁烯三乙氧基硅烷单体；中涂和面涂至少包括如下组分（以质量份计）：

中涂：PH值介于4～6之间

阳离子型丙烯酸系聚合物乳液100固体份

成膜助剂 1～9份；

面涂:

水性氟碳树脂 100固体份

聚氨酯缔合型增稠剂3～5份

消泡剂1～2份

亲水二氧化硅消光粉7～13份。

4.根据权利要求1、2或3所述的混凝土透明保护涂料，所述面涂所用水性氟碳树脂的最低成膜温度介于35℃～45℃之间。

5.根据权利要求2或3所述的混凝土透明保护涂料，所述面涂中消光粉亲水二氧化硅粒径不大于5μm。

6.根据权利要求2或3所述的混凝土透明保护涂料，所述面涂用成膜助剂为醇醚类成膜助剂。