CN115260845A - 一种建筑施工承重结构防老化加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑施工承重结构防老化加工方法,对承重结构表面涂覆防锈涂层,所述防锈涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸‑苯丙复合乳液。对建筑施工承重结构的表面涂覆本发明所述涂层后,使得承重结构耐腐蚀性能显著提高,防止了承重结构因老化锈蚀而引起的强度恶化问题,提高了承重结构的安全性。
Description
技术领域
本发明属于建材防腐蚀技术领域,尤其涉及一种建筑施工承重结构防老化加工方法。
背景技术
腐蚀是建筑施工用钢结构常见材料损坏现象,我国每年因腐蚀造成的金属结构损失约占钢产量的10%~20%,由于腐蚀造成经济损失占国民经济产值的4%,钢结构腐蚀会给建筑施工带来安全隐患,钢结构表面腐蚀造成结构构件应力集中,加速腐蚀反应,使应力腐蚀形成,无明显变形征兆下突然发生脆性断裂,钢结构不重视采取防护必会加速锈蚀,引起建筑施工承重结构丧失承载能力,因此施工安全事故。
发明内容
本发明提供了一种建筑施工承重结构防老化加工方法,对承重结构表面涂覆防锈涂层,所述防锈涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,混合后搅拌悬浊液20~30min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h以上,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h以上,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,向所述混合物中加入硅酸钠溶液,搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,水浴恒温至65±5℃,保温4h以上,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h以上,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液。
进一步地,所述防锈涂层各原料按重量份数计为:碳酸钙10~12份,钾长石1~3份,改性氧化锌粉12~14份,焦磷酸钾4~5份,二氧化铈4~5份,改性三聚磷酸铝悬浊液8~10份,防冻剂0.2~0.3份,消泡剂0.3~0.4份,水20~26份,丙烯酸-苯丙复合乳液30~32份。
进一步地,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=1~3g:100~110g:200~250mL:0.6~0.8mL:40~50g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5%~6%。
进一步地,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.3~0.4g:0.4~0.5g:0.1~0.2g:100mL。
进一步地,所述步骤(1)中,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=18~20mL:1.2~1.8g:18~20mL;所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%~15%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=40~50g:1.2~1.8g;所述稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水。
进一步地,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=10~14:1:200。
进一步地,所述步骤(3)中,二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=20~24:200:25~30:10~15:6~10;所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3~4。
进一步地,所述涂覆防锈涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10~15min,然后在搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续快速搅拌8~10min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得防锈涂层乳液,用喷枪将所述防锈涂层乳液喷涂在承重结构表面,常温下干燥后,获得涂覆有防锈涂层的钢承重结构。
本发明的有益效果在于:对建筑施工承重结构的表面涂覆本发明所述涂层后,使得承重结构耐腐蚀性能显著提高,防止了承重结构因老化锈蚀而引起的强度恶化问题,提高了承重结构的安全性。
具体实施方式
下面结合实施例进行详细的说明:
实施例1
一种建筑施工承重结构防老化加工方法,对承重结构表面涂覆防锈涂层,所述防锈涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;各原料按重量份数计为:碳酸钙10份,钾长石1份,改性氧化锌粉12份,焦磷酸钾4份,二氧化铈4份,改性三聚磷酸铝悬浊液8份,防冻剂0.2份,消泡剂0.3份,水20份,丙烯酸-苯丙复合乳液30份。
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=1g:100g:200mL:0.6mL:40g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5%;混合后60r/min搅拌悬浊液20min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.3g:0.4g:0.1g:100mL;获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=18mL:1.2g:18mL;向所述混合物中加入硅酸钠溶液,所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=40g:1.2g;60r/min搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,所用稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水;水浴恒温至65±5℃,保温4h,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=10:1:200;将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,60r/min搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,所述二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=20:200:25:10:6;然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液(型号巴斯夫CN18)混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液,所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3。
所述涂覆防锈涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,600r/min快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10min,然后在40r/min的搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续600r/min快速搅拌8min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得防锈涂层乳液,用喷枪将所述防锈涂层乳液喷涂在45#碳钢板试样的表面,常温下干燥后,获得涂覆有防锈涂层的钢板,涂层厚度为100±10μm。
实施例2
一种建筑施工承重结构防老化加工方法,对承重结构表面涂覆防锈涂层,所述防锈涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;各原料按重量份数计为:碳酸钙11份,钾长石2份,改性氧化锌粉13份,焦磷酸钾4份,二氧化铈4份,改性三聚磷酸铝悬浊液9份,防冻剂0.2份,消泡剂0.3份,水22份,丙烯酸-苯丙复合乳液30份。
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=2g:100g:220mL:0.7mL:44g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5%;混合后60r/min搅拌悬浊液20min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.3g:0.4g:0.1g:100mL;获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=18mL:1.4g:18mL;向所述混合物中加入硅酸钠溶液,所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=43g:1.4g;60r/min搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,所用稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水;水浴恒温至65±5℃,保温4h,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=12:1:200;将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,60r/min搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,所述二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=22:200:27:12:8;然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液(型号巴斯夫CN18)混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液,所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3。
所述涂覆防锈涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,600r/min快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10min,然后在40r/min的搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续600r/min快速搅拌8min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得防锈涂层乳液,用喷枪将所述防锈涂层乳液喷涂在45#碳钢板试样的表面,常温下干燥后,获得涂覆有防锈涂层的钢板,涂层厚度为100±10μm。
实施例3
一种建筑施工承重结构防老化加工方法,对承重结构表面涂覆防锈涂层,所述防锈涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;各原料按重量份数计为:碳酸钙11份,钾长石2份,改性氧化锌粉13份,焦磷酸钾5份,二氧化铈5份,改性三聚磷酸铝悬浊液9份,防冻剂0.3份,消泡剂0.4份,水24份,丙烯酸-苯丙复合乳液32份。
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=2g:110g:240mL:0.8mL:47g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为6%;混合后60r/min搅拌悬浊液20min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.4g:0.5g:0.2g:100mL;获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=20mL:1.6g:20mL;向所述混合物中加入硅酸钠溶液,所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=48g:1.6g;60r/min搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,所用稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水;水浴恒温至65±5℃,保温4h,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=12:1:200;将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,60r/min搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,所述二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=22:200:28:14:8;然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液(型号巴斯夫CN18)混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液,所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3。
所述涂覆防锈涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,600r/min快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10min,然后在40r/min的搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续600r/min快速搅拌8min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得防锈涂层乳液,用喷枪将所述防锈涂层乳液喷涂在45#碳钢板试样的表面,常温下干燥后,获得涂覆有防锈涂层的钢板,涂层厚度为100±10μm。
实施例4
一种建筑施工承重结构防老化加工方法,对承重结构表面涂覆防锈涂层,所述防锈涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;各原料按重量份数计为:碳酸钙12份,钾长石3份,改性氧化锌粉14份,焦磷酸钾5份,二氧化铈5份,改性三聚磷酸铝悬浊液10份,防冻剂0.3份,消泡剂0.4份,水26份,丙烯酸-苯丙复合乳液32份。
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=3g:110g:250mL:0.8mL:50g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为6%;混合后60r/min搅拌悬浊液20min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.4g:0.5g:0.2g:100mL;获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=20mL:1.8g:20mL;向所述混合物中加入硅酸钠溶液,所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=50g:1.8g;60r/min搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,所用稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水;水浴恒温至65±5℃,保温4h,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=14:1:200;将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,60r/min搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,所述二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=24:200:30:15:10;然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液(型号巴斯夫CN18)混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液,所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3。
所述涂覆防锈涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,600r/min快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10min,然后在40r/min的搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续600r/min快速搅拌8min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得防锈涂层乳液,用喷枪将所述防锈涂层乳液喷涂在45#碳钢板试样的表面,常温下干燥后,获得涂覆有防锈涂层的钢板,涂层厚度为100±10μm。
对比例1
一种作为对照的加工工艺,对承重结构表面涂覆对照涂层,所述对照涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;各原料按重量份数计为:碳酸钙11份,钾长石2份,氧化锌粉13份,焦磷酸钾4份,二氧化铈4份,改性三聚磷酸铝悬浊液9份,防冻剂0.2份,消泡剂0.3份,水22份,丙烯酸-苯丙复合乳液30份。
其中,所述氧化锌粉为经过球磨粉碎后,过1500目筛网后的过筛粉末;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.3g:0.4g:0.1g:100mL;获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=18mL:1.4g:18mL;向所述混合物中加入硅酸钠溶液,所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=43g:1.4g;60r/min搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,所用稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水;水浴恒温至65±5℃,保温4h,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=12:1:200;将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,60r/min搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,所述二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=22:200:27:12:8;然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液(型号巴斯夫CN18)混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液,所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3。
所述涂覆对照涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,600r/min快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10min,然后在40r/min的搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续600r/min快速搅拌8min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得对照涂层乳液,用喷枪将所述对照涂层乳液喷涂在45#碳钢板试样的表面,常温下干燥后,获得涂覆有对照涂层的钢板,涂层厚度为100±10μm。
对比例2
一种作为对照的加工工艺,对承重结构表面涂覆对照涂层,所述对照涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;各原料按重量份数计为:碳酸钙11份,钾长石2份,改性氧化锌粉13份,焦磷酸钾4份,二氧化铈4份,改性三聚磷酸铝悬浊液9份,防冻剂0.2份,消泡剂0.3份,水22份,丙烯酸-苯丙复合乳液30份。
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=2g:100g:220mL:0.7mL:44g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5%;混合后60r/min搅拌悬浊液20min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌加入氯化钠溶液中搅拌均匀,所述三聚磷酸铝、氧化锌加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氯化钠溶液=0.3g:0.5g:100mL;获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=18mL:1.4g:18mL;向所述混合物中加入硅酸钠溶液,所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=43g:1.4g;60r/min搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,所用稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水;水浴恒温至65±5℃,保温4h,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=12:1:200;将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,60r/min搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,所述二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=22:200:27:12:8;然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液(型号巴斯夫CN18)混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液,所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3。
所述涂覆对照涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,600r/min快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10min,然后在40r/min的搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续600r/min快速搅拌8min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得对照涂层乳液,用喷枪将所述对照涂层乳液喷涂在45#碳钢板试样的表面,常温下干燥后,获得涂覆有本对比例对照涂层的钢板,涂层厚度为100±10μm。
对比例3
一种作为对照的加工工艺,对承重结构表面涂覆对照涂层,所述对照涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;各原料按重量份数计为:碳酸钙11份,钾长石2份,改性氧化锌粉13份,焦磷酸钾4份,二氧化铈4份,改性三聚磷酸铝悬浊液9份,防冻剂0.2份,消泡剂0.3份,水22份,丙烯酸-苯丙复合乳液30份。
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=2g:100g:220mL:0.7mL:44g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5%;混合后60r/min搅拌悬浊液20min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.3g:0.4g:0.1g:100mL;获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,60r/min搅拌均匀后,加入硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸浆料,所述二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:硅烷偶联剂KH550=22:200:27:8;然后将所述丙烯酸浆料与苯丙乳液(型号巴斯夫CN18)混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液,所述丙烯酸浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸浆料:苯丙乳液=1:3。
所述涂覆对照涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,600r/min快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10min,然后在40r/min的搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续600r/min快速搅拌8min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得对照涂层乳液,用喷枪将所述对照涂层乳液喷涂在45#碳钢板试样的表面,常温下干燥后,获得涂覆有本对比例所述对照涂层的钢板,涂层厚度为100±10μm。
实施例5
测试上述各实施例和对比例涂层的耐烟雾试验,试验方法为:将涂覆有涂层的钢板置于烟雾箱内进行测试,测试温度为35±2℃,氯化钠溶液的浓度为50g/L,每10小时观察一次涂层表面有无起泡或脱落的情况,记录各实施例和对比例试样涂层无起泡或脱落情况下耐烟雾腐蚀的时间,结果如表1所示。
表1
由表1可知,对建筑施工承重结构的表面涂覆本发明所述涂层后,使得承重结构耐腐蚀性能显著提高,防止了承重结构因老化锈蚀而引起的强度恶化问题,提高了承重结构的安全性。对比实施例2和对比例可知,对氧化锌粉末进行改性工艺、改性三聚磷酸铝悬浊液的制备工艺对涂层耐腐蚀性的影响较大,这可能是改性优化工艺提高了物质在涂料中的分散性与成膜物质之间的结合力所致,进而提高了涂层整体的致密性,提高了涂层防腐蚀性能。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,对承重结构表面涂覆防锈涂层,所述防锈涂层的原料包括碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液、防冻剂、消泡剂、水和丙烯酸-苯丙复合乳液;
其中,所述改性氧化锌粉的制备方法为:将氧化锌粉末经过球磨粉碎后,过1500目的筛网,收集过筛粉末,将过筛粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷在容器内混合,混合后搅拌悬浊液20~30min,然后水浴恒温至60±5℃,保温静置5h以上,然后固液分离,固相在115±5℃环境下干燥24h以上,获得改性氧化锌粉;
所述改性三聚磷酸铝悬浊液的制备方法为:将三聚磷酸铝和氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液中搅拌均匀,获得所述改性三聚磷酸铝悬浊液,所述氧化锌、氧化铈均为过1000刷网的粉末,所述氯化钠溶液为质量分数为3.5%的氯化钠水溶液;
所述丙烯酸-苯丙复合乳液的制备方法为:
(1)配置乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合物,向所述混合物中加入硅酸钠溶液,搅拌混合物均匀,然后向混合物中加入稀盐酸或氢氧化钠溶液将混合物pH调节至9,水浴恒温至65±5℃,保温4h以上,然后固液分离,固相用乙醇洗涤,烘干,获得二氧化硅粉末;
(2)将所述二氧化硅粉末与四氯化钛、二甲苯在容器内混合,将容器封闭,充入氩气,然后升温至105±2℃,保温4h以上,保温结束后空冷至常温,过滤,固相用乙醇洗涤,烘干,获得Si-Ti复合氧化物;
(3)将二甲苯、乙醇水溶液和丙烯酸混合,搅拌均匀后,加入所述Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550,混料均匀,获得丙烯酸悬浊浆料,然后将所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合,获得所述丙烯酸-苯丙复合乳液。
2.根据权利要求1所述的一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,所述防锈涂层各原料按重量份数计为:碳酸钙10~12份,钾长石1~3份,改性氧化锌粉12~14份,焦磷酸钾4~5份,二氧化铈4~5份,改性三聚磷酸铝悬浊液8~10份,防冻剂0.2~0.3份,消泡剂0.3~0.4份,水20~26份,丙烯酸-苯丙复合乳液30~32份。
3.根据权利要求2所述的一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,过筛氧化锌粉末、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、水、氯铱酸的乙醇溶液和聚甲基氢硅氧烷混合量比为过筛氧化锌粉末:端乙烯基聚二甲基硅氧烷:水:氯铱酸的乙醇溶液:聚甲基氢硅氧烷=1~3g:100~110g:200~250mL:0.6~0.8mL:40~50g;所述氯铱酸的乙醇溶液中氯铱酸的质量百分含量为5%~6%。
4.根据权利要求2所述的一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,所述三聚磷酸铝、氧化锌、氧化铈加入氯化钠溶液的量比为三聚磷酸铝:氧化锌:氧化铈:氯化钠溶液=0.3~0.4g:0.4~0.5g:0.1~0.2g:100mL。
5.根据权利要求2所述的一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,所述步骤(1)中,乙醇、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和水的混合量比为乙醇:γ-氨丙基三甲氧基硅烷:水=18~20mL:1.2~1.8g:18~20mL;所述硅酸钠溶液中硅酸钠的质量百分含量为13%~15%,所述硅酸钠溶液的加入量与所述γ-氨丙基三甲氧基硅烷比为硅酸钠溶液:γ-氨丙基三甲氧基硅烷=40~50g:1.2~1.8g;所述稀盐酸中溶质的质量百分含量为5%;所述氢氧化钠溶液中溶质的质量百分含量为5%,溶剂为水。
6.根据权利要求2所述的一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,所述二氧化硅粉末、四氯化钛、二甲苯混合量比为二氧化硅粉末:四氯化钛:二甲苯=10~14:1:200。
7.根据权利要求2所述的一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,所述步骤(3)中,二甲苯、乙醇水溶液、丙烯酸、Si-Ti复合氧化物和硅烷偶联剂KH550的质量比二甲苯:乙醇水溶液:丙烯酸:Si-Ti复合氧化物:硅烷偶联剂KH550=20~24:200:25~30:10~15:6~10;所述丙烯酸悬浊浆料与苯丙乳液混合质量比丙烯酸悬浊浆料:苯丙乳液=1:3~4。
8.根据权利要求2所述的一种建筑施工承重结构防老化加工方法,其特征在于,所述涂覆防锈涂层的方法为:按所述重量份数称取各原料,然后将所述碳酸钙、钾长石、改性氧化锌粉、焦磷酸钾、二氧化铈、改性三聚磷酸铝悬浊液和水混合,快速搅拌均匀,然后加入所述防冻剂、消泡剂,快速搅拌10~15min,然后在搅拌状态下加入丙烯酸-苯丙复合乳液,加料完成后继续快速搅拌8~10min,再置于均质机2500r/min的速度研磨30min,研磨完成后获得防锈涂层乳液,用喷枪将所述防锈涂层乳液喷涂在承重结构表面,常温下干燥后,获得涂覆有防锈涂层的钢承重结构。
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