CN111962391B - 一种高架桥防撞墙专用护甲及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种高架桥防撞墙专用护甲及其制备方法。所述护甲为将钢板进行热浸镀，然后表面喷涂可反光涂料；所述热浸镀所用合金为含有二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料的铝锌热浸镀合金；所述可反光涂料为：环氧树脂、羧甲基纤维素、十二烷基二甲基苄基氯化铵、云母粉、6‑氨基己酸。本发明制备的高架桥专用护甲能够抗汽车尾气侵蚀，增强防撞墙的结构强度，耐腐蚀性好；隔热能力好，能有效的防止高温高湿天气，高架桥防撞墙由于温差变化大而引起的裂缝、收缩、膨胀等。通过安装专用护甲，可防止防撞墙碳化、防止氯离子渗透、生物侵蚀等，同时，能够防止剥落，耐冲击性能好，提高了防撞墙的工程形象。

Description

一种高架桥防撞墙专用护甲及其制备方法
技术领域
本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种高架桥防撞墙专用护甲及其制备方法。
背景技术
随着城市的发展，大量互通的高架桥、立交桥等也随之兴建，成为了城市独特的风景。防撞墙作为桥梁的两侧安全保障结构，其属于永久性结构。桥梁防撞墙作为桥梁的附属结构物，它不仅是重要的安全防护网，其线性、表面光洁度等也直接影响到桥梁的美观和质量。高架桥防撞墙是由钢筋混凝土浇筑而成，且含有微裂纹的特性，由于冻融、碳化作用等，极易造成防撞墙表面脱落漏筋、混凝土密实度下降，水分携带氯离子进入混凝土内部导致钢筋锈蚀，钢筋锈蚀的膨胀力造成混凝土进一步破坏，导致防撞墙残缺、松脱、出现纵向裂缝，不仅影响防撞墙的工程形象，甚至可能直接影响行车安全，造成安全隐患。
中国专利申请CN108395816A公开了一种水泥混凝土防撞墙防腐蚀涂料，其以树脂为基体，加入偶联剂等形成高聚物涂层，该类涂层易脱落，且防撞能力有限，同时，为了增加附着性，施工前需要对混凝土表面进行处理，使表面洁净、粗糙度要求均匀且对混凝土基础要求较高，且一层防腐层的保护效果欠佳，同时容易滋生霉菌等，使用年限受限。因此，研发一种耐腐蚀效果好，防护性强且持久耐用的专用护甲成为了亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高架桥防撞墙专用护甲。
本发明还提供了一种高架桥防撞墙专用护甲的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
本发明提供了一种高架桥防撞墙专用护甲，所述护甲为将钢板进行热浸镀，然后表面喷涂可反光涂料；所述热浸镀所用合金为含有二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料的铝锌热浸镀合金；所述铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58-60wt%、锌 35-42%、余量为二氧化铈和二氧化锡纳米复合材料；所述可反光涂料是由以下重量份原料组成：环氧树脂55-60份、羧甲基纤维素8-10份、 十二烷基二甲基苄基氯化铵0.8-1.0份、云母粉30-50份、6-氨基己酸0.3-0.45份。
本发明所使用的二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料采用以下方法制备而成：将硝酸铈和四氯化锡溶于醇溶剂中，加入酒石酸，室温下搅拌形成均一的乳浊液，然后将其加入反应釜中，升温至120-180℃，保温反应10h后，离心过滤，然后煅烧，得复合材料。
上述醇溶剂为85%乙醇水溶液；所述硝酸铈在醇溶剂中的质量浓度为25%；所述硝酸铈和四氯化锡的摩尔比为1：1.2-1.5；所述硝酸铈和酒石酸的摩尔比为1.05-1.28：1。
进一步的，所述煅烧为以5-10℃/min的升温速率升温至500-600℃，煅烧1.5-2h。
本发明还提供了一种高架桥防撞墙专用护甲的制备方法，包括以下步骤：
（1）将熔炉首先升温至100-120℃，将按比例配置的铝锌铸锭加入至熔炉中，然后将炉温升至700℃，保温2h后，然后降温至600℃，加入二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料，混合均匀后保温2h；
（2）将0.5钢板采用碱液清洗，除去表面杂质、油渍，然后用水清洗钢板15秒钟；
（3）将清洗干净的钢板利用助镀液助镀钢板5min，将助镀后的钢板在120℃下烘干；
（5）将烘干后的钢板浸入盛有热浸镀液的熔炉中浸镀，将热浸镀后的钢板淬火冷却，热浸镀钢板备用；
（6）将云母粉分散于乙醇水溶液中，然后加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和6-氨基己酸，搅拌均匀后，升温至30-35℃，保温搅拌45min，然后，加入环氧树脂、羧甲基纤维素，搅拌均匀即可，得可反光涂料；
（7）将冷却后的钢板表面喷涂一层可反光涂料，烘干后即可。
进一步的，所述助镀液通过以下重量份的原料组成：150gNH4Cl、120gZnCl2、50g聚乙二醇400及1000g水。
本发明的有益效果为：
（1）本发明制备的高架桥专用护甲能够抗汽车尾气侵蚀，增强防撞墙的结构强度，耐腐蚀性好；
（2）本发明制备的专用护甲，隔热能力好，能有效的防止高温高湿天气，高架桥防撞墙由于温差变化大而引起的裂缝、收缩、膨胀等。
（3）通过安装专用护甲，可防止防撞墙碳化、防止氯离子渗透、生物侵蚀等，同时，能够防止剥落，耐冲击性能好，提高了防撞墙的工程形象。
附图说明
图1为未安装专用护甲出现脱落的高架桥防撞墙。
图2为安装专用护甲后高架桥防撞墙夜间图。
图3为带有反光条的安装专用护甲后高架桥防撞墙。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。
下述实施例中所使用的二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料采用以下方法制备而成：将硝酸铈和四氯化锡溶于85%乙醇水溶液中，加入酒石酸，室温下搅拌形成均一的乳浊液，然后将其加入反应釜中，升温至120-180℃，保温反应10h后，离心过滤，然后以10℃/min的升温速率升温至500-600℃，煅烧2h，得复合材料；所述硝酸铈在醇溶剂中的质量浓度为25%；所述硝酸铈和四氯化锡的摩尔比为1：1.2；所述硝酸铈和酒石酸的摩尔比为1.2：1。
实施例1
铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58wt%、锌 38%、余量为二氧化铈和二氧化锡纳米复合材料；
可反光涂料配方为：环氧树脂55份、羧甲基纤维素8份、 十二烷基二甲基苄基氯化铵1.0份、云母粉38份、6-氨基己酸0.45份；
制备方法如下：
（1）将熔炉首先升温至100-120℃，将按比例配置的铝锌铸锭加入至熔炉中，然后将炉温升至700℃，保温2h后，然后降温至600℃，加入二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料，混合均匀后保温2h；
（2）将0.5钢板采用70℃的12%氢氧化钠溶液清洗，除去表面杂质、油渍，然后用水清洗钢板15秒钟，如果表面有铁锈，则采用稀盐酸进行清洗，然后水清洗钢板出去酸液；
（3）将清洗干净的钢板利用助镀液助镀钢板5min，将助镀后的钢板在120℃下烘干；
所述助镀液通过以下重量份的原料组成：150gNH4Cl、120gZnCl2、50g聚乙二醇400及1000g水；
（5）将烘干后的钢板浸入盛有热浸镀液的熔炉中浸镀，将热浸镀后的钢板淬火冷却，热浸镀钢板备用；
（6）将云母粉分散于乙醇水溶液中，然后加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和6-氨基己酸，搅拌均匀后，升温至30-35℃，保温搅拌45min，然后，加入环氧树脂、羧甲基纤维素，搅拌均匀即可，得可反光涂料；
（7）将冷却后的钢板表面喷涂一层可反光涂料（两面均进行喷涂），烘干后即可。
实施例2
铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝60wt%、锌 35%、余量为二氧化铈和二氧化锡纳米复合材料；
可反光涂料配方为：环氧树脂58份、羧甲基纤维素8份、 十二烷基二甲基苄基氯化铵0.8份、云母粉30份、6-氨基己酸0.4份；
制备方法同实施例1。
实施例3
铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58wt%、锌 35%、余量为二氧化铈和二氧化锡纳米复合材料；
可反光涂料配方为：环氧树脂60份、羧甲基纤维素10份、 十二烷基二甲基苄基氯化铵1.0份、云母粉50份、6-氨基己酸0.45份。
制备方法同实施例1。
对比例1
铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58wt%、锌 38%、余量为二氧化铈纳米材料（制备过程不加入锡盐）；
其他同实施例1。
对比例2
铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58wt%、锌 38%、余量为二氧化锡纳米材料（制备过程不加入铈盐）；
其他同实施例1。
对比例3
铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58wt%、锌 42%；
其他同实施例1。
对比例4
铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58wt%、锌 38%、余量为二氧化铈和二氧化锡纳米复合材料；
可反光涂料配方为：环氧树脂55份、羧甲基纤维素8份、 十二烷基二甲基苄基氯化铵1.0份、云母粉38份；
其他同实施例1。
对比例5
铝锌热浸镀合金及可反光涂料配方同实施例1。
制备方法如下：
步骤（1）-（5）同实施例1；
（6）将云母粉分散于乙醇水溶液中，然后加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和6-氨基己酸、环氧树脂、羧甲基纤维素，搅拌均匀即可，得可反光涂料；
（7）将冷却后的钢板表面喷涂一层可反光涂料，烘干后即可。
对比例6
铝锌热浸镀合金同实施例1，不喷涂可反光涂料。
效果实施例
（一）将实施例及对比例制备的护甲进行耐腐蚀性能检测，耐腐蚀性包括耐酸碱性、耐盐性，具体结果见表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（二）将实施例及对比例制备的护甲进行隔热试验检测，选择相同的但是不热浸镀、不喷涂的钢板作为空白对照，将钢板采用100w的热霸灯照射10min，照射距离均为40cm，采用红外线测温仪检测钢板两侧的温度，只保留整数位温度，具体结果见表2。
表2
Figure 698635DEST_PATH_IMAGE002
（三）将实施例1制备的护甲进行高架桥铺设，将防撞墙表面进行简单清理后，将刚才裁剪成合适尺寸，然后涂抹胶黏剂后，铺贴于防撞墙表面，接缝处采用铆钉进行固定后，采用反光条进行密封，铺贴前如图1所示，图2-3为铺贴后图片，从图中可以看出，铺设护甲后，防撞墙美观度大幅度提升。模拟道路环境，在25℃下，大雨冲刷，在钢板表面迅速形成水滴并滑落，且不脱落。
将实施例1及对比例得到的护甲经5%的氯化钠水溶液浸泡，然后检测不同时间浸泡后的接触角变化，接触角检测采用FAT125接触角测量仪进行测试，每个试样每次测量9个水滴，每滴水约为2μL，取平均值作为检测结果，具体结果如表3所示。
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE003

Claims (3)

1.一种高架桥防撞墙专用护甲，其特征在于，所述护甲为将钢板进行热浸镀，然后表面喷涂可反光涂料；所述热浸镀所用合金为含有二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料的铝锌热浸镀合金；所述铝锌热浸镀合金具体质量百分比为：铝58-60wt%、锌 35-42%、余量为二氧化铈和二氧化锡纳米复合材料；所述可反光涂料是由以下重量份原料组成：环氧树脂55-60份、羧甲基纤维素8-10份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.8-1.0份、云母粉30-50份、6-氨基己酸0.3-0.45份；
所述二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料采用以下方法制备而成：将硝酸铈和四氯化锡溶于醇溶剂中，加入酒石酸，室温下搅拌形成均一的乳浊液，然后将其加入反应釜中，升温至120-180℃，保温反应10h后，离心过滤，然后煅烧，得复合材料；
所述醇溶剂为85%乙醇水溶液；所述硝酸铈在醇溶剂中的质量浓度为25%；所述硝酸铈和四氯化锡的摩尔比为1：1.2-1.5；所述硝酸铈和酒石酸的摩尔比为1.05-1.28：1；
所述煅烧为以5-10℃/min的升温速率升温至500-600℃，煅烧1.5-2h。
2.一种如权利要求1所述的高架桥防撞墙专用护甲的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将熔炉首先升温至100-120℃，将按比例配置的铝锌铸锭加入至熔炉中，然后将炉温升至700℃，保温2h后，然后降温至600℃，加入二氧化铈/二氧化锡纳米复合材料，混合均匀后保温2h；
（2）将0.5钢板采用碱液清洗，除去表面杂质、油渍，然后用水清洗钢板15秒钟；
（3）将清洗干净的钢板利用助镀液助镀钢板5min，将助镀后的钢板在120℃下烘干；
（5）将烘干后的钢板浸入盛有热浸镀液的熔炉中浸镀，将热浸镀后的钢板淬火冷却，热浸镀钢板备用；
（6）将云母粉分散于乙醇水溶液中，然后加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和6-氨基己酸，搅拌均匀后，升温至30-35℃，保温搅拌45min，然后，加入环氧树脂、羧甲基纤维素，搅拌均匀即可，得可反光涂料；
（7）将冷却后的钢板表面喷涂一层可反光涂料，烘干后即可。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助镀液通过以下重量份的原料组成：150gNH4Cl、120gZnCl2、50g聚乙二醇400及1000g水。
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