CN109401533A - 一种钢筋用涂料、配制方法及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢筋用涂料，包括以下配方：环氧树脂A，所述环氧树脂A的环氧当量为1500‑1800，添加量为30％‑60％；环氧树脂B，所述环氧树脂B的环氧当量为750‑850，添加量为10％‑20％；酚类固化剂，所述酚类固化剂的羟基当量为300‑450，添加量为8％‑20％；环氧加成咪唑，添加量为1％‑3％；流平剂，添加量为0.5％‑2％；填料，添加量为10％‑20％；颜料，添加量为3％‑8％。环氧树脂的固化反应主要发生在环氧基上，由于环氧基受到醚键和苯环上大π键的影响，电子云分布发生较大偏移，产生偶极矩，造成环氧基上的氧原子存在较多的负电荷，其末端的碳原子则留有较多的正电荷，因而亲电试剂和亲核试剂都以加成反应的方式是环氧基开环聚合，最后生成网状结构高聚物。

Description

一种钢筋用涂料、配制方法及使用方法
技术领域
本发明涉及一种钢筋用涂料的配方、配制及使用方法，特别涉及一种钢筋用涂料、配制方法及使用方法。
背景技术
钢筋是各种建筑工程不可缺少的建筑材料。在沿海的港口码头、跨海大桥，以及采用钢筋混凝土的建筑或需要撒盐水除冰雪的机场及高速公路等设施环境中，由于钢筋混凝土中不可避免的会出现一些缝隙或空隙，当受到盐水或酸雨等侵蚀时会引起钢筋混凝土的钢筋锈蚀。锈蚀产生的氧化铁皮体积膨胀几十倍，导致混凝土开裂、保护层剥落，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，而因此会产生工程的灾难性事故。因此钢筋性能的稳定性已直接关系到建筑物的最终使用寿命。
目前，钢筋用涂料采用单一类型环氧树脂作为主要成分，存在分子链太长、粘度太大、流平差且与底材润湿性较差、弯曲开裂等情况；另外还存在一个技术问题，即钢筋用涂料中所选择的固化剂固化剂与环氧树脂类型不一致，要么固化剂链段太短、柔韧性不够，容易弯曲开裂；要么固化剂链段太长，涂料与底材的润湿性较差，附着力出现问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢筋用涂料、配制方法及使用方法，即，通过环氧树脂类型选择、固化剂类型选择及相应配比的研究，开发一种润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋弯曲不易开裂的钢筋用涂料，并开发此种涂料的配制方法及使用方法。
本发明的技术方案为：一种钢筋用涂料，包括以下配方：环氧树脂A，所述环氧树脂A的环氧当量为1500-1800，添加量为30％-60％；环氧树脂B，所述环氧树脂B的环氧当量为750-850，添加量为10％-20％；酚类固化剂，所述酚类固化剂的羟基当量为300-450，添加量为8％-20％；环氧加成咪唑，添加量为1％-3％；流平剂，添加量为0.5％-2％；填料，添加量为10％-20％；颜料，添加量为3％-8％。
环氧树脂的固化反应主要发生在环氧基上，由于环氧基受到醚键和苯环上大π键的影响，电子云分布发生较大偏移，产生偶极矩，造成环氧基上的氧原子存在较多的负电荷，其末端的碳原子则留有较多的正电荷，因而亲电试剂和亲核试剂都以加成反应的方式是环氧基开环聚合，最后生成网状结构高聚物。
环氧树脂A及环氧树脂B的环氧当量是衡量环氧树脂分子链长度的一种参数，若环氧树脂分子链太长，如环氧树脂的环氧当量高于2000时，最终配制而成的涂料因粘度大，不利于熔融挤出，且与底材润湿性较差；若环氧树脂的分子链太短，涂料流平性好，与底材的润湿性也好，但柔韧性不足，容易出现弯裂现象。
为验证单独使用环氧树脂A或单独使用环氧树脂B作为涂料配方时，使用所配制的涂料进行钢筋弯曲试验，均发现了开裂现象。因此，本发明选择了环氧树脂A及环氧树脂B协同的配方，且环氧当量分别为1500-1800、750-850，同时满足润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋不易弯裂的性能。
酚类固化剂的羟基当量是衡量酚类固化剂分子链长度的一种参数，若酚类固化剂链段太短，如羟基当量小于280，涂料会出现柔韧性不够、弯曲易开裂现象；若酚类固化剂链段太长，如羟基当量大于480，则涂料会出现与底材的润湿性较差、附着力不足现象，因此，本发明选择了酚类固化剂的羟基当量300-450，同时满足润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋不易弯裂的性能。
环氧加成咪唑作为固化促进剂，随着促进剂的加入，反应活性增加，胶化时间缩短，具体见附图1，横轴为环氧加成咪唑添加量(％)，纵轴为胶化时间(s)。
优选地，所述环氧树脂A与环氧树脂B的添加比例为4:1，具体试验对比数据如附图2。
通过选择了环氧树脂A及环氧树脂B协同的配方，且环氧当量分别为1500-1800、750-850，通过对比试验，当环氧树脂A与环氧树脂B的添加比例为4:1时，所配制的涂料在钢筋弯曲后不易开裂，实现同时满足涂料润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋不易弯裂的性能。
优选地，所述环氧树脂A与环氧树脂B均为双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂与所述酚类固化剂在固化过程无小分子物产生，不会在涂膜出现针孔等缺陷。另外，双酚A型环氧树脂大量羟基的存在更促进了对基材的附着力，而且双酚A型环氧树脂与酚类固化剂具有相似的化学结构，有更好的互溶性，不会产生因固化收缩而导致的结构破坏，与环氧树脂一起给涂膜以更好的致密性、耐热性、耐溶剂性和耐腐蚀性。同时酚类固化剂本身是树脂态的，主链上的结构也可以发生改变，从而保证了涂膜的柔韧性。
优选地，包括以下配方：环氧树脂A，所述环氧树脂A的环氧当量为1500-1800，添加量为50％；环氧树脂B，所述环氧树脂B的环氧当量为750-850，添加量为12.5％；酚类固化剂，所述酚类固化剂的羟基当量为300-450，添加量为14％；环氧加成咪唑，添加量为2％；流平剂，添加量为1％；填料，添加量为15.5％；颜料，添加量为5％。
本发明还提供一种钢筋用涂料的配制方法，包含以下步骤：将上述配方按比例在高速混合机中混合；将混合后的配方经双螺杆挤出机挤出并冷却，得到料片；将挤出的料片经咖啡磨打碎并过筛，得到粉末涂料，通过上述技术方案，保证涂料粒子的均匀性。
本发明还提供一种钢筋用涂料的使用方法，包含以下步骤：(1)钢筋表面进行除油后，进行喷砂处理，并预热，除油使钢筋表面干净，并进行喷砂粗糙化处理，使得涂料在钢筋表面附着力更强；(2)使用静电喷枪将上述粉末涂料喷涂到钢筋表面；(3)高温固化，得到喷涂钢筋。
优选地，所述高温固化温度为210℃-240℃，固化时间为45s-120s，所述固化温度是指钢筋表面的温度。
附图说明
图1是本发明环氧加成咪唑添加量对胶化时间的影响趋势图。
图2是本发明环氧树脂A用量/环氧树脂B用量对钢筋弯曲后开裂情况对比表。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
实施例1
本发明的技术方案为：一种钢筋用涂料，包括以下配方：环氧树脂A，所述环氧树脂A的环氧当量为1500，添加量为30％；环氧树脂B，所述环氧树脂B的环氧当量为850，添加量为20％；酚类固化剂，所述酚类固化剂的羟基当量为450，添加量为20％；环氧加成咪唑，添加量为3％；流平剂，添加量为2％；填料，添加量为20％；颜料，添加量为5％。
所述环氧树脂A与环氧树脂B均为双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂与所述酚类固化剂在固化过程无小分子物产生，不会在涂膜出现针孔等缺陷。另外，双酚A型环氧树脂大量羟基的存在更促进了对基材的附着力，而且双酚A型环氧树脂与酚类固化剂具有相似的化学结构，有更好的互溶性，不会产生因固化收缩而导致的结构破坏，与环氧树脂一起给涂膜以更好的致密性、耐热性、耐溶剂性和耐腐蚀性。同时酚类固化剂本身是树脂态的，主链上的结构也可以发生改变，从而保证了涂膜的柔韧性。
环氧树脂的固化反应主要发生在环氧基上，由于环氧基受到醚键和苯环上大π键的影响，电子云分布发生较大偏移，产生偶极矩，造成环氧基上的氧原子存在较多的负电荷，其末端的碳原子则留有较多的正电荷，因而亲电试剂和亲核试剂都以加成反应的方式是环氧基开环聚合，最后生成网状结构高聚物。
环氧树脂A及环氧树脂B的环氧当量是衡量环氧树脂分子链长度的一种参数，若环氧树脂分子链太长，如环氧树脂的环氧当量高于2000时，最终配制而成的涂料因粘度大，不利于熔融挤出，且与底材润湿性较差；若环氧树脂的分子链太短，涂料流平性好，与底材的润湿性也好，但柔韧性不足，容易出现弯裂现象。
为验证单独使用环氧树脂A或单独使用环氧树脂B作为涂料配方时，使用所配制的涂料进行钢筋弯曲试验，均发现了开裂现象。因此，本发明选择了环氧树脂A及环氧树脂B协同的配方，且环氧当量分别为1500、850，同时满足润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋不易弯裂的性能。
酚类固化剂的羟基当量是衡量酚类固化剂分子链长度的一种参数，若酚类固化剂链段太短，如羟基当量小于280，涂料会出现柔韧性不够、弯曲易开裂现象；若酚类固化剂链段太长，如羟基当量大于480，则涂料会出现与底材的润湿性较差、附着力不足现象，因此，本发明选择了酚类固化剂的羟基当量450，同时满足润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋不易弯裂的性能。
环氧加成咪唑作为固化促进剂，，添加量为2％，胶化时间为11s。
本发明还提供一种钢筋用涂料的配制方法，包含以下步骤：将上述配方按比例在高速混合机中混合；将混合后的配方经双螺杆挤出机挤出并冷却，得到料片；将挤出的料片经咖啡磨打碎并过筛，得到粉末涂料，通过上述技术方案，保证涂料粒子的均匀性。
本发明还提供一种钢筋用涂料的使用方法，包含以下步骤：(1)钢筋表面进行除油后，进行喷砂处理，并预热，除油使钢筋表面干净，并进行喷砂粗糙化处理，使得涂料在钢筋表面附着力更强；(2)使用静电喷枪将上述粉末涂料喷涂到钢筋表面；(3)高温固化，得到喷涂钢筋，所述高温固化温度为210℃，固化时间为80s，所述固化温度是指钢筋表面的温度。
实施例2
本发明的技术方案为：一种钢筋用涂料，包括以下配方：环氧树脂A，所述环氧树脂A的环氧当量为1500-1800，添加量为50％；环氧树脂B，所述环氧树脂B的环氧当量为750-850，添加量为12.5％；酚类固化剂，所述酚类固化剂的羟基当量为300-450，添加量为14％；环氧加成咪唑，添加量为2％；流平剂，添加量为1％；填料，添加量为15.5％；颜料，添加量为5％。
所述环氧树脂A与环氧树脂B均为双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂与所述酚类固化剂在固化过程无小分子物产生，不会在涂膜出现针孔等缺陷。另外，双酚A型环氧树脂大量羟基的存在更促进了对基材的附着力，而且双酚A型环氧树脂与酚类固化剂具有相似的化学结构，有更好的互溶性，不会产生因固化收缩而导致的结构破坏，与环氧树脂一起给涂膜以更好的致密性、耐热性、耐溶剂性和耐腐蚀性。同时酚类固化剂本身是树脂态的，主链上的结构也可以发生改变，从而保证了涂膜的柔韧性。
环氧树脂的固化反应主要发生在环氧基上，由于环氧基受到醚键和苯环上大π键的影响，电子云分布发生较大偏移，产生偶极矩，造成环氧基上的氧原子存在较多的负电荷，其末端的碳原子则留有较多的正电荷，因而亲电试剂和亲核试剂都以加成反应的方式是环氧基开环聚合，最后生成网状结构高聚物。
环氧树脂A及环氧树脂B的环氧当量是衡量环氧树脂分子链长度的一种参数，若环氧树脂分子链太长，如环氧树脂的环氧当量高于2000时，最终配制而成的涂料因粘度大，不利于熔融挤出，且与底材润湿性较差；若环氧树脂的分子链太短，涂料流平性好，与底材的润湿性也好，但柔韧性不足，容易出现弯裂现象。
为验证单独使用环氧树脂A或单独使用环氧树脂B作为涂料配方时，使用所配制的涂料进行钢筋弯曲试验，均发现了开裂现象。因此，本发明选择了环氧树脂A及环氧树脂B协同的配方，且环氧当量分别为1800、750，同时满足润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋不易弯裂的性能。
酚类固化剂的羟基当量是衡量酚类固化剂分子链长度的一种参数，若酚类固化剂链段太短，如羟基当量小于280，涂料会出现柔韧性不够、弯曲易开裂现象；若酚类固化剂链段太长，如羟基当量大于480，则涂料会出现与底材的润湿性较差、附着力不足现象，因此，本发明选择了酚类固化剂的羟基当量300，同时满足润湿性好、流平性强、韧性好、钢筋不易弯裂的性能。
环氧加成咪唑作为固化促进剂，添加量为2％，胶化时间为11s。
本发明还提供一种钢筋用涂料的配制方法，包含以下步骤：将上述配方按比例在高速混合机中混合；将混合后的配方经双螺杆挤出机挤出并冷却，得到料片；将挤出的料片经咖啡磨打碎并过筛，得到粉末涂料，通过上述技术方案，保证涂料粒子的均匀性。
本发明还提供一种钢筋用涂料的使用方法，包含以下步骤：(1)钢筋表面进行除油后，进行喷砂处理，并预热，除油使钢筋表面干净，并进行喷砂粗糙化处理，使得涂料在钢筋表面附着力更强；(2)使用静电喷枪将上述粉末涂料喷涂到钢筋表面；(3)高温固化，得到喷涂钢筋，所述高温固化温度为240℃，固化时间为45s，所述固化温度是指钢筋表面的温度。
本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢筋用涂料，其特征在于，包括以下配方：
环氧树脂A，所述环氧树脂A的环氧当量为1500-1800，添加量为30％-60％；
环氧树脂B，所述环氧树脂B的环氧当量为750-850，添加量为10％-20％；
酚类固化剂，所述酚类固化剂的羟基当量为300-450，添加量为8％-20％；
环氧加成咪唑，添加量为1％-3％；
流平剂，添加量为0.5％-2％；
填料，添加量为10％-20％；
颜料，添加量为3％-8％。
2.如权利要求1所述的一种钢筋用涂料，其特征在于，所述环氧树脂A与环氧树脂B的添加比例为4:1。
3.如权利要求1或2所述的一种钢筋用涂料，其特征在于，所述环氧树脂A与环氧树脂B均为双酚A型环氧树脂。
4.如权利要求3所述的一种钢筋用涂料，其特征在于，包括以下配方：
环氧树脂A，所述环氧树脂A的环氧当量为1500-1800，添加量为50％；
环氧树脂B，所述环氧树脂B的环氧当量为750-850，添加量为12.5％；
酚类固化剂，所述酚类固化剂的羟基当量为300-450，添加量为14％；
环氧加成咪唑，添加量为2％；
流平剂，添加量为1％；
填料，添加量为15.5％；
颜料，添加量为5％。
5.一种钢筋用涂料的配制方法，其特征在于，包含以下步骤：
将任一所述权利要求1-4中配方按比例在高速混合机中混合；
将混合后的配方经双螺杆挤出机挤出并冷却，得到料片；
将挤出的料片经咖啡磨打碎并过筛，得到粉末涂料。
6.一种钢筋用涂料的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)钢筋表面进行除油后，进行喷砂处理，并预热；
(2)使用静电喷枪将权利要求5所述的粉末涂料喷涂到钢筋表面；
(3)高温固化，得到喷涂钢筋。
7.如权利要求6所述的一种钢筋用涂料的使用方法，其特征在于，所述高温固化温度为210℃-240℃，固化时间为45s-120s。
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