CN104893494A - 一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料及该钢筋和该钢筋的制作方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，所述粉末涂料包括重防腐底漆和超韧性环氧面漆；所述重防腐底漆的原料构成组分及其重量份数如下：环氧树脂650-850份；固化剂50-200份；导电聚合物纳米材料3-30份；颜填料60-260份；助剂20-50份；所述超韧性环氧面漆的原料构成组分及其重量份数如下：特种韧性环氧树脂650-850份；固化剂50-200份；颜填料60-300份；助剂20-50份。本粉末涂料延缓金属腐蚀，还可诱导氧化物薄膜逐渐修复，使重防腐底漆涂层具有自修复功能，为钢筋提供超强的防腐蚀能力，使钢筋面漆涂层附着力强、抗拉伸、不开裂、不剥离，延长钢筋的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，涉及重防腐粉末涂料，尤其是一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料及该钢筋和该钢筋的制作方法和应用。
背景技术
钢筋产生腐蚀将导致钢筋混凝土结构胀裂、剥落,令钢筋混凝土的耐久性降低。引起钢筋腐蚀的基本原因是电化学腐蚀。尽管混凝土对钢筋有保护作用,但由于钢筋混凝土中存在一定的缝隙，当受到盐水或酸雨等侵蚀时,钢筋将被锈蚀，锈蚀产生的氧化铁皮较为疏松，可使钢筋体积膨胀几十倍，导致混凝土开裂、保护层脱落，使钢筋直接暴露在大气、水及其腐蚀介质中，腐蚀速度加快，建筑物往往未达到设计使用年限就提前破坏，引起灾难性事故。钢筋的腐蚀防护已引起人们的高度重视。
粉末涂料涂装钢筋可大大提高钢筋的防腐性能，一般采用热喷涂或静电喷涂粉末涂料作为钢筋的防护涂层材料。目前，国内在此方面的研究尚处于起步阶段，理念和技术均不成熟。例如，虽然国标《钢筋混凝土用环氧涂层钢筋》(GB/T25826-2010)规定钢筋环氧涂层厚度在180-300μm、高腐蚀环境下220-400μm，但实际应用中人们一般认为涂层越厚防腐性能越好，导致钢筋涂层的涂装厚度高达300-400μm，甚至以涂层厚度作为防腐性能的标准。然而，钢筋涂层过厚会带来诸多问题，耐弯曲性、附着力、握裹力均会下降。另外，钢筋防腐对涂层的交联密度和柔韧性具有双重要求，而这两点对于一般的涂层很难同时达到，交联密度大则韧性降低，韧性好的交联密度则较低。因此，国内高档钢筋防腐粉末涂料近年一直依赖进口。综上所述，目前国内亟需一种高防腐、高握裹力、高韧性的钢筋防腐粉末涂料及该种钢筋。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料及该钢筋和该钢筋的制作方法和应用，该粉末涂料能够将涂层的厚度控制在180-250微米之间、为钢筋提供超强的防腐蚀能力、使钢筋面漆涂层附着力强、抗拉伸、不开裂、不剥离，延长钢筋的使用寿命，另外，该重防腐高握裹力双涂薄层钢筋具有优异的抗腐蚀性和柔韧性，可用于桥梁、海港、码头、铁路、公路、高层建筑、化工厂等各行业的重腐蚀环境中。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，所述粉末涂料包括重防腐底漆和超韧性环氧面漆；
所述重防腐底漆的原料构成组分及其重量份数如下：
所述超韧性环氧面漆的原料构成组分及其重量份数如下：
而且，所述环氧树脂为中等分子量的双酚A型固体环氧树脂，或者，所述环氧树脂的环氧当量为1050-1300g/eq，软化点为110-115℃；
或者，所述重防腐底漆的固化剂为酚羟基长链固化剂和/或咪唑固化剂；
或者，所述导电聚合物纳米材料为纳米尺度的聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩材料；
或者，所述重防腐底漆的颜填料由无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉组成，所述无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉的重量比例为：8-30：40-100：30-90：10-40；
或者，所述重防腐底漆的助剂为光亮剂、流平剂、增韧剂和脱气剂的混合物。
而且，所述光亮剂、流平剂、增韧剂和脱气剂的重量比为5-12：4-10：8-24：3-5。
而且，所述特种韧性环氧树脂由双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂混炼而成；所述长链双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的重量比例为：400-550:250-300；
或者，所述超韧性环氧面漆的固化剂为酚羟基长链固化剂和/或咪唑固化剂；
或者，所述超韧性环氧面漆的颜填料由无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉组成，无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉的重量比例为：8-40：40-100：30-100：10-60；
或者，所述超韧性环氧面漆的助剂为光亮剂、流平剂、增韧剂和安息香的混合物。
而且，所述双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的混炼方式为：将以上两种物料按比例称量，混合均匀，用双螺杆挤出机在90-120℃条件下熔炼成均一稳定的熔融物，然后冷却压片，即得特种韧性环氧树脂；
其中，所述长链双酚A型环氧树脂的环氧当量为1500-1800g/eq，所述端羧基液体丁腈橡胶的环氧当量为1100-1300g/eq；
或者，所述光亮剂、流平剂、增韧剂和安息香的重量比为5-12：4-13：8-25：3-5。
而且，所述重防腐底漆的制备方法，步骤如下：
将各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即得重防腐底漆；
所述超韧性环氧面漆的制备方法，步骤如下：
将各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即得超韧性环氧面漆。
一种采用如上所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋。
一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的制作方法，步骤如下：
⑴钢筋表面清洁：将待涂钢筋放进前处理设备，去除杂质，检查合格后准备涂装，不合格品重新清理，得表面洁净的钢筋；
⑵钢筋底漆喷涂：将表面洁净的钢筋预热到220-260℃，采用静电喷涂的方法将权利要求6的重防腐底漆喷涂到钢筋表面，再通过210-260℃烘烤10-30分钟后形成涂层厚度为90-130微米的重防腐底漆涂层；
⑶钢筋面漆喷涂：烘烤完重防腐底涂漆层后立即采用静电喷涂的方式进行权利要求6的超韧性环氧面漆的喷涂，再经210-260℃烘烤10-30分钟形成80-120微米的面漆涂层；
⑷冷却：待钢筋的面漆涂层固化后，用水将涂层钢筋冷却至常温，即得重防腐高握裹力双涂薄层钢筋。
如上所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋在重腐蚀环境中的应用。
而且，所述重腐蚀环境为桥梁、海港、码头、铁路、公路、高层建筑或化工厂。
本发明的优点和积极效果是：
1、本粉末涂料的重防腐底漆中添加导电聚合物纳米材料，能使金属表面形成一层致密的氧化物薄膜，延缓金属腐蚀，并且当金属表面的氧化物薄膜遭到破坏后，这种导电聚合物材料还可诱导氧化物薄膜逐渐修复，使重防腐底漆涂层具有自修复功能，为钢筋提供超强的防腐蚀能力；该粉末涂料的环氧面漆采用特种韧性环氧树脂，其中端羧基液体丁腈橡胶改性的环氧树脂为钢筋面漆涂层提供优异的极速弯曲性能，使钢筋面漆涂层附着力强、抗拉伸、不开裂、不剥离，延长钢筋的使用寿命。
2、本发明钢筋将涂层的厚度控制在180-250微米之间，与目前使用的厚钢筋涂层相比，该钢筋的涂层对钢筋螺纹深度的降低程度更小，有利于提高钢筋与混凝土之间的握裹力，大大延长混凝土钢筋的使用寿命。
3、本发明方法采用含有导电聚合物纳米材料的环氧粉末涂料作为钢筋重防腐底漆，采用超韧性环氧粉末涂料作为钢筋面漆，制备重防腐高握裹力双涂薄层钢筋，该方法采用两次涂装的方式对钢筋进行涂装防护，涂装一次性完成，底漆采用含有导电聚合物纳米材料的环氧粉末涂料，为钢筋提供优异的防腐作用，面漆采用超韧性环氧粉末涂料，为钢筋和底漆提供足够的抗划伤性和运输加工性，具有不同作用的底漆和面漆分别为钢筋提供优异的抗腐蚀性和柔韧性。
附图说明
图1为本发明重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的涂装效果图，其中，图1-1和图1-2为本发明钢筋不同摆放位置的两幅涂装效果图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明；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。
本发明中所使用的试剂，如无特殊规定，均为本领域内常用试剂；本发明中所使用的方法，如无特殊规定，均为本领域内常用的方法。
本发明中重防腐底漆所使用的环氧树脂可以为巴陵石化公司的CYD-805(环氧当量为1050-1300g/eq，软化点为110-115℃)；重防腐底漆所使用的固化剂可以为陕西金辰化工有限公司的V209；本发明中超韧性环氧面漆所使用的长链双酚A型环氧树脂可以为南亚环氧树脂(昆山)有限公司的NPES-907(环氧当量为1500-1800g/eq)；超韧性环氧面漆所使用端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂可以为国都化工有限公司的环氧树脂KR-102(环氧当量为1100-1300g/eq)。
本发明中所使用的导电聚合物纳米材料可以为纳米尺度的聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩材料，这种导电聚合物材料是一种特殊的防腐功能材料，具有多种氧化状态，并且能传递氧气至金属表面，使金属表面形成一层致密的氧化物薄膜，延缓金属腐蚀。此外，当金属表面的氧化物薄膜遭到破坏后，这种导电聚合物材料可诱导氧化物薄膜逐渐修复，具有自修复功能，聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩的分子结构如下所示：
实施例1
一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，所述粉末涂料包括重防腐底漆和超韧性环氧面漆；
其中，所述重防腐底漆的原料构成组分及其重量份数如下：
所述颜填料由无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉组成，无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉的重量比例为10：60：50：20。
所述助剂由光亮剂、流平剂、增韧剂和脱气剂组成，光亮剂、流平剂、增韧剂和脱气剂的重量比为8：6：18：3；
将上述各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋重防腐底漆粉末涂料成品；
所述超韧性环氧面漆的原料构成组分及其重量份数分别为：
所述特种韧性环氧树脂由双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂混炼而成，长链双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的重量比例为：450:250。将这两种物料按比例称量，混合均匀，用双螺杆挤出机在90-120℃条件下熔炼成均一稳定的熔融物，然后冷却压片，即得特种韧性环氧树脂。
所述颜填料由无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉组成，无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉的重量比例为：10：50：40：20；
所述助剂为光亮剂、流平剂、增韧剂和安息香的混合物，光亮剂、流平剂、增韧剂和安息香的重量比为10：6：20：4；
将上述各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋超韧性环氧面漆粉末涂料成品。
采用如上所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的制作方法，步骤如下：
⑴钢筋表面清洁：将待涂钢筋放进前处理设备，去除杂质，检查合格后准备涂装，不合格品重新清理，得表面洁净的钢筋；
⑵钢筋底漆喷涂：将表面洁净的钢筋预热到220-260℃，采用静电喷涂的方法将钢筋重防腐底漆粉末涂料成品喷涂到钢筋表面，再通过210-260℃烘烤10-30分钟后形成涂层厚度为90-130微米的重防腐底漆涂层；
⑶钢筋面漆喷涂：烘烤完重防腐底涂漆层后立即采用静电喷涂的方式进行钢筋超韧性环氧面漆粉末涂料成品的喷涂，再经210-260℃烘烤10-30分钟后形成80-120微米的面漆涂层；
⑷冷却：待钢筋面漆涂层固化后，用水将涂层钢筋冷却至常温，即得重防腐高握裹力双涂薄层钢筋。
实施例2
一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，所述粉末涂料包括重防腐底漆和超韧性环氧面漆；
其中，所述重防腐底漆的原料构成组分及其重量份数分别为：
将上述各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋重防腐底漆粉末涂料成品；
所述超韧性环氧面漆的原料构成组分及其重量份数分别为：
将双酚A型环氧树脂NPES-907和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂KR-102按比例称量，混合均匀，用双螺杆挤出机在90-120℃条件下熔炼成均一稳定的熔融物，然后冷却压片，即得特种韧性环氧树脂；
再将上述特种韧性环氧树脂与其余各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋超韧性环氧面漆粉末涂料成品。
采用如上所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的制作方法，步骤同实施例1。
实施例3
一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，所述粉末涂料包括重防腐底漆和超韧性环氧面漆；
其中，所述重防腐底漆的原料构成组分及其重量份数分别为：
将上述各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋重防腐底漆粉末涂料成品；
所述超韧性环氧面漆的原料构成组分及其重量份数分别为：
所述特种韧性环氧树脂由双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂混炼而成，长链双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的重量比例为：500:250。将这两种物料按比例称量，混合均匀，用双螺杆挤出机在90-120℃条件下熔炼成均一稳定的熔融物，然后冷却压片，即得特种韧性环氧树脂。
将上述各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋超韧性环氧面漆粉末涂料成品。
采用如上所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的制作方法，步骤同实施例1。
实施例4
一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，所述粉末涂料包括重防腐底漆和超韧性环氧面漆；
其中，所述重防腐底漆的原料构成组分及其重量份数分别为：
将上述各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋重防腐底漆粉末涂料成品；
所述超韧性环氧面漆的原料构成组分及其重量份数分别为：
其中，所述特种韧性环氧树脂由双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂混炼而成，混炼方式为：将以上两种物料按500:300比例称量，混合均匀，用双螺杆挤出机在90-120℃条件下熔炼成均一稳定的熔融物，然后冷却压片，即得特种韧性环氧树脂；
再将上述各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即成为钢筋超韧性环氧面漆粉末涂料成品。
采用如上所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的制作方法，步骤同实施例1。
本发明重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料及钢筋的相关检验结果：
采用如上所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的涂装效果如图1所示，本发明涂层的抗折弯性和柔韧性显著提高，涂层钢筋经快速折弯成形后无剥离、无裂痕，抗腐蚀性能也通过了国标相关检测，检测结果如表1所示。
表1 重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的检测结果表
由此可见，本发明防腐高握裹力双涂薄层钢筋能够应用在重腐蚀环境中，如桥梁、海港、码头、铁路、公路、高层建筑、化工厂等重腐蚀环境中。
Claims (10)
1.一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，其特征在于：所述粉末涂料包括重防腐底漆和超韧性环氧面漆；
所述重防腐底漆的原料构成组分及其重量份数如下：
所述超韧性环氧面漆的原料构成组分及其重量份数如下：
2.根据权利要求1所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，其特征在于：所述环氧树脂为中等分子量的双酚A型固体环氧树脂，或者，所述环氧树脂的环氧当量为1050-1300g/eq，软化点为110-115℃；
或者，所述重防腐底漆的固化剂为酚羟基长链固化剂和/或咪唑固化剂；
或者，所述导电聚合物纳米材料为纳米尺度的聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩材料；
或者，所述重防腐底漆的颜填料由无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉组成，所述无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉的重量比例为：8-30：40-100：30-90：10-40；
或者，所述重防腐底漆的助剂为光亮剂、流平剂、增韧剂和脱气剂的混合物。
3.根据权利要求2所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，其特征在于：所述光亮剂、流平剂、增韧剂和脱气剂的重量比为5-12：4-10：8-24：3-5。
4.根据权利要求1所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，其特征在于：所述特种韧性环氧树脂由双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂混炼而成；所述长链双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的重量比例为：400-550:250-300；
或者，所述超韧性环氧面漆的固化剂为酚羟基长链固化剂和/或咪唑固化剂；
或者，所述超韧性环氧面漆的颜填料由无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉组成，无机颜料、金红石型钛白粉、硅微粉和云母粉的重量比例为：8-40：40-100：30-100：10-60；
或者，所述超韧性环氧面漆的助剂为光亮剂、流平剂、增韧剂和安息香的混合物。
5.根据权利要求4所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，其特征在于：所述双酚A型环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的混炼方式为：将以上两种物料按比例称量，混合均匀，用双螺杆挤出机在90-120℃条件下熔炼成均一稳定的熔融物，然后冷却压片，即得特种韧性环氧树脂；
其中，所述长链双酚A型环氧树脂的环氧当量为1500-1800g/eq，所述端羧基液体丁腈橡胶的环氧当量为1100-1300g/eq；
或者，所述光亮剂、流平剂、增韧剂和安息香的重量比为5-12：4-13：8-25：3-5。
6.根据权利要求1至5任一项所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料，其特征在于：所述重防腐底漆的制备方法，步骤如下：
将各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即得重防腐底漆；
所述超韧性环氧面漆的制备方法，步骤如下：
将各物料按重量份数加到高速混料机，经干混合后加到挤出机进行常规的熔融、混炼、冷却、压片，再经粉碎机粉碎、分级、过筛、包装，即得超韧性环氧面漆。
7.一种采用如权利要求1至6任一项所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋用粉末涂料的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋。
8.一种重防腐高握裹力双涂薄层钢筋的制作方法，其特征在于：步骤如下：
⑴钢筋表面清洁：将待涂钢筋放进前处理设备，去除杂质，检查合格后准备涂装，不合格品重新清理，得表面洁净的钢筋；
⑵钢筋底漆喷涂：将表面洁净的钢筋预热到220-260℃，采用静电喷涂的方法将权利要求6的重防腐底漆喷涂到钢筋表面，再通过210-260℃烘烤10-30分钟后形成涂层厚度为90-130微米的重防腐底漆涂层；
⑶钢筋面漆喷涂：烘烤完重防腐底涂漆层后立即采用静电喷涂的方式进行权利要求6的超韧性环氧面漆的喷涂，再经210-260℃烘烤10-30分钟形成80-120微米的面漆涂层；
⑷冷却：待钢筋的面漆涂层固化后，用水将涂层钢筋冷却至常温，即得重防腐高握裹力双涂薄层钢筋。
9.如权利要求7所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋在重腐蚀环境中的应用。
10.根据权利要求9所述的重防腐高握裹力双涂薄层钢筋在重腐蚀环境中的应用，其特征在于：所述重腐蚀环境为桥梁、海港、码头、铁路、公路、高层建筑或化工厂。
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