CN108913013A - 一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料，该防腐材料包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液，甲基丙烯酸甲酯，有机硅改性环氧树脂，锌粉，碳化硅微粉，气相缓蚀剂，氟化石墨；触变剂，表面活性剂，交联剂，扩链剂，粘结剂，pH调节剂，填料，流平剂，分散剂，消泡剂，增稠剂，固化剂，偶联剂，复合稀土；本发明还设计一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺，该制备工艺简单易行，制备出的防腐材料使得混凝土具有较高的粘结强度，延长其使用寿命，降低成本。

Description

一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种防腐材料，具体涉及一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料及其制备工艺。
背景技术
海洋工程所用的混凝土，也称海洋混凝土，海工混凝土由于经常地或周期性地与海水接触，受到海水或海洋大气（含有氯离子）的物理化学作用，或受波浪、流水的冲击、磨损等作用，而遭受损害，缩短耐用年限，故海工混凝土除强度和拌合物的和易性应满足设计、施工要求外，尚应具有所需的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击的性能；
海洋环境下氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀导致海洋工程混凝土结构耐久性下降的问题，已经引起海洋工程界的高度重视，当前，提高海洋环境下钢筋混凝土耐久性的有效方法有，采用高性能混凝土、喷涂混凝土保护层、涂层钢筋等方法，其中，混凝土涂料防腐是普遍采用的经济有效方法；
混凝土涂料是在混凝土表面进行涂装，形成涂膜，利用其屏蔽作用起到保护作用的涂料，但是海洋环境中混凝土表面很容易受到海浪冲击和磨损，因此，对涂料的要求较为苛刻，研发一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料及其制备工艺，该制备工艺简单易行，制备出的防腐材料使得混凝土具有较高的粘结强度，延长其使用寿命，降低成本。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料，该防腐材料按质量份数计包括以下组分：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：15-20份，甲基丙烯酸甲酯：10-15份，有机硅改性环氧树脂：15-18份，锌粉：11-13份，碳化硅微粉：10-13份，气相缓蚀剂：30-35份，氟化石墨：7-9份；触变剂：0.5-1份，表面活性剂：2-4份，交联剂：1-3份，扩链剂：0.8-1份，粘结剂：2-3份，pH调节剂：1-3份，填料：5-7份，流平剂：0.8-1份，分散剂：1-3份，消泡剂：1-3份，增稠剂：2-4份，固化剂：10-13份，偶联剂：7-10份，复合稀土：0.1-0.3份；
复合稀土按重量百分比包含以下成分：Y：7-9%，Sc：7-9%，Gd：10-15%，Sm：11-15 %，Pr：15-20%，余量为La，以上各组分之和为100%。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述高粘结强度海洋混凝土防腐材料中，碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为6μm；气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑、6-羟甲基-氨基苯并噻唑肉桂酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑硝基苯甲酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑琥珀酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑马来酸盐中的一种或几种混合物；触变剂为有机膨润土或气相二氧化硅；表面活性剂为脂肪醇聚乙烯醚或烷基苯磺酸或十二烷基苯磺酸钠；交联剂为三羟甲基丙烷；扩链剂为1,4-丁二醇；粘结剂为聚乙烯醇、聚醋聚乙烯乳液、水溶性酚醛树脂或聚丙烯醇中的一种；pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、钛白粉或膨润土中的一种或几种；分散剂为疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或铵盐中的一种或几种；流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或丙烯酸中的一种；消泡剂为有机硅、聚醚、有机硅氧烷或酰胺中的一种或几种；增稠剂为AT-70；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合物；固化剂为间苯二胺、二乙烯三胺、聚酰胺中的一种。
前述高粘结强度海洋混凝土防腐材料中，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇：10-13份，二羟甲基丙酸：8-11份，异氟尔酮二异氰酸酯：5-8份，三乙醇胺： 5-7份，丙烯酸：18-21份，乙二胺：3-5份，1,2-苯丙异噻唑啉-3-酮：3-5份；
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到70℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.8h,然后将温度降到35℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.8h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为900-1000r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在35-40%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到70-80℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH8，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
前述高粘结强度海洋混凝土防腐材料中，有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：20-23%，去离子水：8-11%，二月桂酸二丁基锡：17-20%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
本发明还设计一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（a）将助剂中的分散剂与增稠剂在低速搅拌下混合，搅拌速度为100-130r/min；
（b）取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液、甲基丙烯酸甲酯及有机硅改性环氧树脂投入到分散缸中密闭搅拌，搅拌速度为250-300r/min，搅拌0.8-1h后依次投入固化剂、偶联剂、表面活性剂、交联剂、扩链剂、粘结剂、触变剂、pH调节剂、流平剂及消泡剂，然后再加入填料、氟化石墨、锌粉、碳化硅微粉及气相缓蚀剂，继续密封搅拌25-30min得到均匀；
（c）将步骤（a)中物料在搅拌状态下加入到步骤（b）得到的物料中，调节转速300-450r/min并复合稀土，密闭搅拌时间为30-40min，控制分散钢的温度≤40℃，检测粘度≥95s，制得高粘结强度海洋混凝土防腐材料。
前述高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺中，将制备得到的防腐材料采用口径在1.0-1.3mm的喷枪进行喷涂在混凝土表面，雾化压力控制在100-220kPa，干燥固化后得到防腐层，喷涂时，施工环境控制在温度20℃，相对湿度≤50%。
本发明的有益效果是：
本发明中采用的多种助剂可以降低表面张力，提高涂料对基材的润湿度，从而提高涂料和基材表面的粘结效果；本发明中采用聚丙烯酸为基料乳液具有防腐蚀、耐碱、耐光耐候、成膜性好、保色性佳、无污染、施工性良好、使用安全等优点；本发明中采用的水性聚氨酯乳液具有更好的低温成膜性，不需要添加成膜助剂或增塑剂，由于聚氨酯乳液中含有较强的极性基团，分子间能形成氢键和范德华力，有较强的内聚力，对极性塑料表面具有很好的粘结力，还具有耐磨、耐腐蚀、软硬度可控和性价比高等诸多优点；本发明中采用聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液兼具聚氨酯、丙烯酸酯的特定，具有耐磨、耐水性佳和力学性能好等优点，可以弥补单一的聚氨酯乳液或丙烯酸乳液的不足；本发明中使用的丙烯酸乳液具有价格低廉、合成方法简单，且透明度高、成膜性、耐腐蚀和耐酸碱性等优点，并且具有环保和应用广泛等特点。
本发明通过加入碳化硅微粉和氟化石墨，碳化硅微分是一种陶瓷材料，具有很好的耐磨性、优异的热稳定性，氟化石墨具有优异的润滑性能，碳化硅微粉和氟化石墨均匀地分散在涂料中，使得该涂料具有很好的耐磨效果。
由于高性能气相缓蚀剂对涂料起缓蚀作用，耐候性强，抗紫外线，无老化；采用的高性能气相缓蚀剂，对锌粉起缓蚀作用，减缓了锌粉的消耗，从而抑制了锌粉表面白色氧化锌的生成，提高了涂料的抗蚀寿命；将该涂料用在节能轻质高强电缆桥架上在沿海、潮湿环境中绝不会出现锈蚀的现象，其使用寿命必将超过50年以上，使用户长期免维护，一劳永逸，产品各项性能指标达到完美无缺；零排放、无污染、涂料绿色环保，彻底解决了桥架因表面处理污染对环境的危害。
环氧树脂有优良的附着力和低收缩率；对水、中等酸、碱、盐和溶剂有较好的耐腐蚀性和抗渗透性；其在各种施工条件下均具有良好的成膜性能；能同各种树脂、填料和助剂良好的混溶配制成一系列常用的防腐涂料；易于配制成水性化和厚膜化(高固体化和无溶剂型)等无公害防腐涂料。当然它也有缺点，比如耐候性差,易粉化,高温承受较强的酸、碱、盐和溶剂腐蚀介质能力差。如对环氧树脂进行改性，这些缺陷会显著改善，本发明中采用的是有机硅改性环氧树脂，有机硅改性环氧树脂具有粘结力强、耐化学试剂性能好等优点，且改性环氧能增强了涂料抵御水、离子渗入的能力，提高了涂料与金属基体间的结合力，从而提高涂料的防护能力，此外，还能增加涂料的强度、提高附着力、改善流变性能、降低成本。本发明涂料的组分中添加锌粉利用富锌涂料的阴极保护等作用达到防腐的目的；本发明中锌粉在发生腐蚀后会形成大量的腐蚀产物，这些腐蚀产物堆积到缺陷破损的基材表面，会在基材表面形成一层由腐蚀产物组成的保护层，可以填充一些表面的空隙和缺陷，就会出现基材表面破顺自动愈合的现象；本发明中加入的粘结剂可增强涂料的触变性、改善涂料的涂挂性，同时形成涂料的粘结强度和抗弯强度。
本发明甲组分中添加了分散剂，分散剂能增加基料间的亲和性，能防止粒子絮聚，降低涂料黏度，牢固地吸附在分散粒子的表面，并且提供良好的空间斥力，使粒子在高速搅拌下充分分散后，不会因为范德华力而再次团聚，吸附层也不会在受到外力作用时从粒子表面剥离而导致体系的不稳定，从而优化涂料的物理与化学性能。
本发明添加了复合稀土，由于以上稀土元素的金属原子半径大且稀土具有较高的活性，很容易填补物料间的空隙，同时，稀土元素易和氧、硫等元素化合生成熔点高的化合物，复合稀土的加入在一定程度上提高了制备涂料的分散性和相容性，使产品混合均匀也提高了涂料的阻燃性。
本发明通过采用最佳的组分配方，其防毒材料的力学强度高，不易产生应力开裂，其弯曲强度不小于460MPa，粘接强度高，不易脱落，防腐性能优异，并且在海洋环境中能满足50年以上的抗氯离子渗透寿命的要求，具有高耐久性，能够保证桩基础在50年内不受海水腐蚀。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料，该防腐材料按质量份数计包括以下组分：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：15份，甲基丙烯酸甲酯：10份，有机硅改性环氧树脂：15份，锌粉：11份，碳化硅微粉：10份，气相缓蚀剂：30份，氟化石墨：7份；触变剂：0.5份，表面活性剂：2份，交联剂：1份，扩链剂：0.8份，粘结剂：2份，pH调节剂：1份，填料：5份，流平剂：0.8份，分散剂：1份，消泡剂：1份，增稠剂：2份，固化剂：10份，偶联剂：7份，复合稀土：0.1份；
复合稀土按重量百分比包含以下成分：Y：7%，Sc：7%，Gd：10%，Sm：11 %，Pr：15%，余量为La，以上各组分之和为100%。
上述碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为6μm；气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑；触变剂为有机膨润土；表面活性剂为脂肪醇聚乙烯醚；交联剂为三羟甲基丙烷；扩链剂为1,4-丁二醇；粘结剂为聚乙烯醇；pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；填料为碳酸钙；分散剂为疏水性改性羧酸钠盐；流平剂为聚二甲基硅氧烷；消泡剂为有机硅；增稠剂为AT-70；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；固化剂为间苯二胺。
上述水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇：10份，二羟甲基丙酸：8份，异氟尔酮二异氰酸酯：5份，三乙醇胺： 5份，丙烯酸：18份，乙二胺：3份，1,2-苯丙异噻唑啉-3-酮：3份；
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到70℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.8h,然后将温度降到35℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.8h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为900r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在35%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到70℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH8，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
上述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：20%，去离子水：8%，二月桂酸二丁基锡：17%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（a）将助剂中的分散剂与增稠剂在低速搅拌下混合，搅拌速度为100r/min；
（b）取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液、甲基丙烯酸甲酯及有机硅改性环氧树脂投入到分散缸中密闭搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌0.8h后依次投入固化剂、偶联剂、表面活性剂、交联剂、扩链剂、粘结剂、触变剂、pH调节剂、流平剂及消泡剂，然后再加入填料、氟化石墨、锌粉、碳化硅微粉及气相缓蚀剂，继续密封搅拌25min得到均匀；
（c）将步骤（a)中物料在搅拌状态下加入到步骤（b）得到的物料中，调节转速300r/min并复合稀土，密闭搅拌时间为30min，控制分散钢的温度≤40℃，检测粘度≥95s，制得高粘结强度海洋混凝土防腐材料。
将制备得到的防腐材料采用口径在1.0mm的喷枪进行喷涂在混凝土表面，雾化压力控制在100kPa，干燥固化后得到防腐层，喷涂时，施工环境控制在温度20℃，相对湿度≤50%。
实施例2
本实施例提供一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料，该防腐材料按质量份数计包括以下组分：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：20份，甲基丙烯酸甲酯：15份，有机硅改性环氧树脂：18份，锌粉：13份，碳化硅微粉：13份，气相缓蚀剂：35份，氟化石墨：9份；触变剂：1份，表面活性剂：4份，交联剂：3份，扩链剂：1份，粘结剂：3份，pH调节剂：3份，填料：7份，流平剂：1份，分散剂：3份，消泡剂：3份，增稠剂：4份，固化剂：13份，偶联剂：10份，复合稀土：0.3份；
复合稀土按重量百分比包含以下成分：Y：9%，Sc：9%，Gd：15%，Sm：15 %，Pr：20%，余量为La，以上各组分之和为100%。
上述碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为6μm；气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑肉桂酸盐；触变剂为气相二氧化硅；表面活性剂为烷基苯磺酸；交联剂为三羟甲基丙烷；扩链剂为1,4-丁二醇；粘结剂为聚醋聚乙烯乳液；pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；填料为滑石粉；分散剂为聚丙烯酸钠盐；流平剂为聚甲基苯基硅氧烷；消泡剂为聚醚；增稠剂为AT-70；偶联剂为γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷；固化剂为二乙烯三胺。
上述水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇： 13份，二羟甲基丙酸：11份，异氟尔酮二异氰酸酯：8份，三乙醇胺： 7份，丙烯酸：21份，乙二胺：5份，1,2-苯丙异噻唑啉-3-酮：5份；
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到70℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.8h,然后将温度降到35℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.8h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为1000r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在40%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到80℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH8，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
上述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：23%，去离子水：11%，二月桂酸二丁基锡：20%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（a）将助剂中的分散剂与增稠剂在低速搅拌下混合，搅拌速度为130r/min；
（b）取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液、甲基丙烯酸甲酯及有机硅改性环氧树脂投入到分散缸中密闭搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌1h后依次投入固化剂、偶联剂、表面活性剂、交联剂、扩链剂、粘结剂、触变剂、pH调节剂、流平剂及消泡剂，然后再加入填料、氟化石墨、锌粉、碳化硅微粉及气相缓蚀剂，继续密封搅拌30min得到均匀；
（c）将步骤（a)中物料在搅拌状态下加入到步骤（b）得到的物料中，调节转速450r/min并复合稀土，密闭搅拌时间为40min，控制分散钢的温度≤40℃，检测粘度≥95s，制得高粘结强度海洋混凝土防腐材料。
将制备得到的防腐材料采用口径在1.3mm的喷枪进行喷涂在混凝土表面，雾化压力控制在220kPa，干燥固化后得到防腐层，喷涂时，施工环境控制在温度20℃，相对湿度≤50%。
实施例3
本实施例提供一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料，该防腐材料按质量份数计包括以下组分：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：18份，甲基丙烯酸甲酯：13份，有机硅改性环氧树脂：16份，锌粉：12份，碳化硅微粉：12份，气相缓蚀剂：32份，氟化石墨：8份；触变剂：0.8份，表面活性剂：3份，交联剂：2份，扩链剂：0.9份，粘结剂：2份，pH调节剂：2份，填料：6份，流平剂：0.9份，分散剂：2份，消泡剂：2份，增稠剂：3份，固化剂：12份，偶联剂：8份，复合稀土：0.2份；
复合稀土按重量百分比包含以下成分：Y：8%，Sc：8%，Gd：13%，Sm：12 %，Pr：18%，余量为La，以上各组分之和为100%。
上述碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为6μm；气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑硝基苯甲酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑琥珀酸盐；触变剂为有机膨润土；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；交联剂为三羟甲基丙烷；扩链剂为1,4-丁二醇；粘结剂为聚丙烯醇；pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；填料为膨润土；分散剂为铵盐；流平剂为丙烯酸；消泡剂为有酰胺；增稠剂为AT-70；偶联剂为3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；固化剂为聚酰胺。
上述水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇：12份，二羟甲基丙酸：9份，异氟尔酮二异氰酸酯：6份，三乙醇胺：6份，丙烯酸：20份，乙二胺：4份，1,2-苯丙异噻唑啉-3-酮：4份；
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到70℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.8h,然后将温度降到35℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.8h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为950r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在38%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到75℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH8，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
上述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：22%，去离子水：10%，二月桂酸二丁基锡：19%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
上述高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺，具体包括以下步骤：
（a）将助剂中的分散剂与增稠剂在低速搅拌下混合，搅拌速度为120r/min；
（b）取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液、甲基丙烯酸甲酯及有机硅改性环氧树脂投入到分散缸中密闭搅拌，搅拌速度为280r/min，搅拌0.9h后依次投入固化剂、偶联剂、表面活性剂、交联剂、扩链剂、粘结剂、触变剂、pH调节剂、流平剂及消泡剂，然后再加入填料、氟化石墨、锌粉、碳化硅微粉及气相缓蚀剂，继续密封搅拌28min得到均匀；
（c）将步骤（a)中物料在搅拌状态下加入到步骤（b）得到的物料中，调节转速400r/min并复合稀土，密闭搅拌时间为35min，控制分散钢的温度≤40℃，检测粘度≥95s，制得高粘结强度海洋混凝土防腐材料。
将制备得到的防腐材料采用口径在1.1mm的喷枪进行喷涂在混凝土表面，雾化压力控制在180kPa，干燥固化后得到防腐层，喷涂时，施工环境控制在温度20℃，相对湿度≤50%。
本发明实施例1-3得到的涂料在喷涂时，施工环境控制在温度20℃，相对湿度≤50%，限定特殊的环境，涂料的成膜过程和其他水性涂料一样受到周围环境的影响，在高湿度条件下，水分挥发速度缓慢，涂膜固化速度降低，不同湿度对涂膜固化性能的影响如表1所示；
表1不同湿度对涂膜固化性能的影响（温度25℃）
相对湿度RH/% 30 50 75 90
表干时间/min 18 20 50 86
附着力/级 0 0 1 2
耐水性 差 好 较差 差
耐溶剂性 好 好 较差 差
涂膜外观 平整光滑 平整光滑 表面粗糙 差
由表1可以看出，相对湿度的变化对涂膜性能影响较大，相对湿度较大时，涂膜中的水分挥发缓慢，使树脂乳液不能完全发生反应，从而导致涂膜的干燥速度降低，涂膜易出现各种弊病，相对湿度在50%以下时可以获得致密平整的涂膜。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种高粘结强度海洋混凝土防腐材料，其特征在于：该防腐材料按质量份数计包括以下组分：
水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液：15-20份，甲基丙烯酸甲酯：10-15份，有机硅改性环氧树脂：15-18份，锌粉：11-13份，碳化硅微粉：10-13份，气相缓蚀剂：30-35份，氟化石墨：7-9份；触变剂：0.5-1份，表面活性剂：2-4份，交联剂：1-3份，扩链剂：0.8-1份，粘结剂：2-3份，pH调节剂：1-3份，填料：5-7份，流平剂：0.8-1份，分散剂：1-3份，消泡剂：1-3份，增稠剂：2-4份，固化剂：10-13份，偶联剂：7-10份，复合稀土：0.1-0.3份；
所述的复合稀土按重量百分比包含以下成分：Y：7-9%，Sc：7-9%，Gd：10-15%，Sm：11-15%，Pr：15-20%，余量为La，以上各组分之和为100%。
2.根据权利要求1所述的高粘结强度海洋混凝土防腐材料，其特征在于：所述碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为6μm；所述的气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑、6-羟甲基-氨基苯并噻唑肉桂酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑硝基苯甲酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑琥珀酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑马来酸盐中的一种或几种混合物；所述的触变剂为有机膨润土或气相二氧化硅；所述的表面活性剂为脂肪醇聚乙烯醚或烷基苯磺酸或十二烷基苯磺酸钠；所述的交联剂为三羟甲基丙烷；所述的扩链剂为1,4-丁二醇；所述的粘结剂为聚乙烯醇、聚醋聚乙烯乳液、水溶性酚醛树脂或聚丙烯醇中的一种；所述的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述的填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、钛白粉或膨润土中的一种或几种；所述的分散剂为疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或铵盐中的一种或几种；所述的流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或丙烯酸中的一种；所述的消泡剂为有机硅、聚醚、有机硅氧烷或酰胺中的一种或几种；所述的增稠剂为AT-70；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合物；所述的固化剂为间苯二胺、二乙烯三胺、聚酰胺中的一种。
3.根据权利要求1所述的高粘结强度海洋混凝土防腐材料，其特征在于：所述水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液按质量份数计包括以下组分：聚氧化丙烯二醇：10-13份，二羟甲基丙酸：8-11份，异氟尔酮二异氰酸酯：5-8份，三乙醇胺： 5-7份，丙烯酸：18-21份，乙二胺：3-5份，1,2-苯丙异噻唑啉-3-酮：3-5份；
所述的水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液制备方法为：
首先制备水性聚氨酯乳液:在三口烧瓶中加入聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸和少量丙酮，通入氮气，升温到70℃，在加入异佛尔酮二异氰酸酯和少量催化剂，反应0.8h,然后将温度降到35℃以下，再加入少量三乙胺，反应0.8h后在高速搅拌下加入去离子水，搅拌速度为900-1000r/min,分散半小时后加入适量乙二胺扩链，得到水性聚氨酯乳液，固体含量控制在35-40%；
其次制备聚丙烯酸酯乳液：在装有电动搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂和引发剂，温度升到70-80℃开始滴加丙烯酸单体和KPS水溶液，滴完将反应温度降到室温后加入氨水，调整PH8，过滤，得到丙烯酸乳液；
在搅拌下，取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液放进烧瓶中，搅拌得到水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液。
4.根据权利要求1所述的高粘结强度海洋混凝土防腐材料，其特征在于：所述有机硅改性环氧树脂包括以下按质量百分比计的成分：甲基三乙氧基硅烷：20-23%，去离子水：8-11%，二月桂酸二丁基锡：17-20%，余量为环氧树脂，以上各组分之和为100%；
所述有机硅改性环氧树脂采用“反滴加”的方式进行制备，具体操作如下：即先将甲基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、环氧树脂加入反应器中，再滴加去离子水，水量不足时，甲基三乙氧基硅烷水解受到抑制，硅醇充分溶于体系中，缩聚反应可较均匀地进行，无凝胶产生，形成有机硅改性环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
（a）将助剂中的分散剂与增稠剂在低速搅拌下混合，搅拌速度为100-130r/min；
（b）取水性聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液、甲基丙烯酸甲酯及有机硅改性环氧树脂投入到分散缸中密闭搅拌，搅拌速度为250-300r/min，搅拌0.8-1h后依次投入固化剂、偶联剂、表面活性剂、交联剂、扩链剂、粘结剂、触变剂、pH调节剂、流平剂及消泡剂，然后再加入填料、氟化石墨、锌粉、碳化硅微粉及气相缓蚀剂，继续密封搅拌25-30min得到均匀；
（c）将步骤（a)中物料在搅拌状态下加入到步骤（b）得到的物料中，调节转速300-450r/min并复合稀土，密闭搅拌时间为30-40min，控制分散钢的温度≤40℃，检测粘度≥95s，制得高粘结强度海洋混凝土防腐材料。
6.根据权利要求5所述的高粘结强度海洋混凝土防腐材料的制备工艺，其特征在于：价将制备得到的防腐材料采用口径在1.0-1.3mm的喷枪进行喷涂在混凝土表面，雾化压力控制在100-220kPa，干燥固化后得到防腐层，喷涂时，施工环境控制在温度20℃，相对湿度≤50%。
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