CN117089263A - 一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法 - Google Patents
一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117089263A CN117089263A CN202311052808.XA CN202311052808A CN117089263A CN 117089263 A CN117089263 A CN 117089263A CN 202311052808 A CN202311052808 A CN 202311052808A CN 117089263 A CN117089263 A CN 117089263A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- epoxy
- parts
- toughening
- coating
- reinforcing agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920006334 epoxy coating Polymers 0.000 title claims abstract description 51
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 13
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 23
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 34
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 34
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N Allyl chloride Chemical compound ClCC=C OSDWBNJEKMUWAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-3-methyloxirane Chemical compound CC1OC1Cl LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 12
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- HASCQPSFPAKVEK-UHFFFAOYSA-N dimethyl(phenyl)phosphine Chemical compound CP(C)C1=CC=CC=C1 HASCQPSFPAKVEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- DHBXNPKRAUYBTH-UHFFFAOYSA-N 1,1-ethanedithiol Chemical compound CC(S)S DHBXNPKRAUYBTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical group [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- VYMPLPIFKRHAAC-UHFFFAOYSA-N 1,2-ethanedithiol Chemical compound SCCS VYMPLPIFKRHAAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001481296 Malus spectabilis Species 0.000 description 1
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 1
- GJEAMHAFPYZYDE-UHFFFAOYSA-N [C].[S] Chemical group [C].[S] GJEAMHAFPYZYDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法，属于复合建材技术领域。其包括裸绞线和其表面的环氧涂层，该环氧涂层按照重量份计包括：双酚A型环氧树脂100份、增韧强化剂9‑14份、碳化硅微粉1.2‑1.6份、氧化铝微粉2‑3份、活性稀释剂15‑20份和潜伏性固化剂8.5‑10份；增韧强化剂链中的氮氧结构与氧化铝和裸绞线形成螯合强化，提升涂层的附着强度和耐磨性，增韧强化剂结构中的硅烷结构可有效改善碳化硅的分散性，起到均匀的润滑抗磨作用，且增韧强化剂结构中引入的少量环氧基可参与基体的交联，使得增韧强化剂与环氧树脂基体产生微交联效果，相较于市面常见的外加增韧剂，可同步起到增韧和强化双效果。
Description
技术领域
本发明属于复合建材技术领域，具体地，涉及一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法。
背景技术
体外预应力加固技术是一种主动加固技术，不仅可以应用于新建桥梁工程，更适用于旧桥的加固与维修，该种加固方法正广泛的应用于旧桥加固工程中。体外预应力结构布置灵活，安全可靠，特别是无粘结体外预应力在后期结构运营过程中可以实现对钢绞线进行二次张拉或换索，是其他结构形式所无法比拟的。体外预应力技术以其施工方便、节省材料、降低造价、方便检修且可以大幅有效的提高桥梁承载力等优点，在新时期的桥梁建设及加固过程中发挥了强大的作用。
无粘结体外预应力加固采用带护套和防腐涂层的钢绞线对构件进行加固，目前，钢绞线常采用镀锌、镀铜、包铝或者涂覆环氧涂层进行防腐，其中，镀层和包铝工艺污染大、成本高，逐渐退出市场；环氧涂覆防腐工艺简单，过程污染小，效率高，具有深远的开发前景。现有技术中，一般采用双酚A型环氧树脂进行防腐处理，其具有良好的耐腐蚀性和力学强度，但其涂层脆性偏较大，耐磨性能不足，在安装、张拉和换锁施工过程中，极易出现刮擦、磨损、划伤，导致护套防护失效，进而要求钢绞线的防腐层的防护性能提出更高的要求；根据现有技术公开，向环氧树脂中复配一定量的增韧剂可改善脆性问题，复配无机刚性粒子可改善耐磨性，但是，这些添加剂的加入会是涂层的粘接性能恶化，且无机刚性粒子与环氧基体的界面性能差异大，在环氧基体中形成缺陷，当用量过大时会加剧涂层的脆性，现有技术中均是在增韧剂和无机刚性粒子的种类和用量上不断优化。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环氧涂层无粘结钢绞线，包括裸绞线和其表面的环氧涂层，该环氧涂层按照重量份计包括：
双酚A型环氧树脂100份、增韧强化剂9-14份、碳化硅微粉1.2-1.6份、氧化铝微粉2-3份、活性稀释剂15-20份和潜伏性固化剂8.5-10份；
所述增韧强化剂由以下方法制备：
步骤A1：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺和丙酮混溶，冰水控制温度在10-20℃，施加300-420rpm机械搅拌，缓慢加入烯丙基氯，控制加入反应时间为1.5-2.2h，反应结束抽滤脱除不溶物，再对滤液减压旋蒸，脱除丙酮，得到中间体a；
进一步地，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氯、三乙胺和丙酮的用量比为0.1mol：0.22-0.24mol：15-20mL：65-80mL，三乙胺作为缚酸剂，促进烯丙基氯与γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的氨基取代反应，引入双支状双键修饰，具体反应过程如下：
步骤A2：将中间体a、乙二硫醇、乙醇和二氧六环混合，室温下施加120-180rpm搅拌20-30min，之后通入氮气保护，加入二甲基苯基膦，升温至45-55℃，施加240-360rpm机械搅拌，辅以200-300W/m2紫外辐照，恒温搅拌辐照反应1.2-1.6h，反应结束减压旋蒸脱除包括二氧六环为主的低沸物，得到中间体b；
进一步地，乙二硫醇、中间体a、乙醇、二甲基苯基膦和二氧六环的用量比为0.1mol：15-25mmol：2-3mL：10-15mg：25-30mL，乙醇和二甲基苯基膦作为催化剂，乙二硫醇自身缩聚并和中间体a中的双键加成，形成含多硫结构的低聚物，具体反应过程如下：
步骤A3：将中间体b和四氢呋喃混合，通入氮气保护，升温至60-70℃，施加180-240rpm机械搅拌，同时缓慢加入环氧氯丙烷和甲醇钠，控制总加入反应时间为3-4h，反应结束减压旋蒸脱除过量的环氧氯丙烷和四氢呋喃，再对旋蒸底物水洗、真空干燥，得到增韧强化剂；
进一步地，中间体b、环氧氯丙烷、甲醇钠和四氢呋喃的用量比为10g：40-50mmol：8-12mg：45-55mL，环氧氯丙烷在甲醇钠的催化下与中间体b分子结构中的叔胺结构反应，引入环氧基改性，具体反应过程如下：
进一步地，碳化硅微粉和氧化铝微粉的细度不低于150目。
进一步地，活性稀释剂为稀释剂AGE。
进一步地，潜伏性固化剂为固化剂QNP1-4110。
一种环氧涂层无粘结钢绞线的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将双酚A型环氧树脂和活性稀释剂在氮气保护下开稀，再加入增韧强化剂、碳化硅微粉和氧化铝微粉高速搅拌混匀，最后加入潜伏性固化剂混合，真空脱泡处理，得到复配环氧涂料；
步骤S2：采用浸涂法将复配环氧涂料挂涂在裸绞线表面，流平沥干后在110-120℃烘制固化20-30min，在裸绞线表面形成环氧涂层，制得环氧涂层无粘结钢绞线。
本发明的有益效果：
本发明采用环氧基涂料对裸绞线进行防腐封装，以物化稳定性良好的双酚A型树脂为基材，通过自主研发的增韧强化剂与碳化硅和氧化铝复配，获得具有优异综合性能的环氧涂层；该增韧强化剂是一种以硫碳链为主的低分子量线性嵌段聚合物，与环氧树脂具有良好的相容性，固化后嵌入在交联网络中起到增韧效果；增韧强化剂链中的氮氧结构与氧化铝和裸绞线具有螯合性，使得三者强力结合，氧化铝作为涂层中的锚固点，增韧强化剂作为连接材料，有利于提升涂层的附着强度，另外，增韧强化剂与氧化铝和裸绞线形成的强化结构具有优异的耐磨性；增韧强化剂结构中的硅烷结构可有效改善碳化硅在环氧基体中的分散性，均匀发挥碳化硅的抗磨性，而碳化硅与环氧基体仅通过内聚力结合，在受到外界冲击磨损时，硬质的碳化硅起到润滑作用，在受到强力外界冲击时，碳化硅分散冲击力，防止涂层撕裂脱离；此外，增韧强化剂结构中引入的少量环氧基可参与基体的交联，使得增韧强化剂与环氧树脂基体产生微交联效果，相较于市面常见的外加增韧剂，可同步起到增韧和强化双效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例制备环氧涂层无粘结钢绞线，具体实施过程如下：
1)制备增韧强化剂
1.1、取γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺和丙酮投料搅拌混溶，采用冰水浴控制温度在20℃左右恒温，施加420rpm机械搅拌，再取烯丙基氯在30min内缓慢加入，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制烯丙基氯的总加入反应时间为1.5h，反应中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氯、三乙胺和丙酮的用量比为0.1mol：0.24mol：20mL：80mL，反应结束抽滤脱除不溶物，再对滤液减压旋蒸脱除以丙酮为主的低沸物，得到中间体a。
1.2、取中间体a、乙二硫醇、乙醇和二氧六环投料混合，室温下施加180rpm搅拌20min，之后通入氮气保护，加入二甲基苯基膦，升温至55℃，施加360rpm机械搅拌，辅以300W/m2紫外辐照，恒温搅拌辐照反应1.2h，反应中，乙二硫醇、中间体a、乙醇、二甲基苯基膦和二氧六环的用量比为0.1mol：25mmol：3mL：15mg：30mL，反应结束减压旋蒸脱除以二氧六环为主的低沸物，得到中间体b。
1.3、取中间体b和四氢呋喃投料混合通入氮气保护，升温至70℃，施加240rpm机械搅拌，同时加入环氧氯丙烷和甲醇钠，控制两者加入时间为2h，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制总加入反应时间为3h，反应中，中间体b、环氧氯丙烷、甲醇钠和四氢呋喃的用量比为10g：50mmol：12mg：55mL，反应结束减压旋蒸脱除过量的环氧氯丙烷和四氢呋喃，之后向旋蒸底物中加入0.3质量的去离子水混洗并去除水相，重复水洗三次，真空干燥脱除水分，得到增韧强化剂。
2)制备具有环氧涂层的无粘结钢绞线
2.1、按照重量份计取：
双酚A型环氧树脂100份，实施例中均采用E-51型树脂，由济宁棠邑化工有限公司提供；
增韧强化剂9份，本实施例制备；
碳化硅微粉1.3份，实施例中均采用河南四成研磨科技有限公司提供的粉材，细度约为150目；
氧化铝微粉2.4份，实施例中均采用河南四成研磨科技有限公司提供的粉材，细度约为180目；
活性稀释剂20份，实施例中均采用稀释剂AGE，由广州晟固化工有限公司提供；
潜伏性固化剂9.2份，实施例中均采用固化剂QNP1-4110，由上海物竞化工科技有限公司。
2.2、按照如上配比，先将双酚A型环氧树脂和活性稀释剂在氮气保护下投料，以60rpm搅拌30min开稀，再加入增韧强化剂、碳化硅微粉和氧化铝微粉，以1200rpm高速搅拌混合5min，之后加入潜伏性固化剂，继续以60rpm搅拌1h，真空脱泡处理30min，得到复配环氧涂料。
2.3、采用浸涂法将复配环氧涂料挂涂在裸绞线表面，流平沥干后在120℃烘制固化20min，在裸绞线表面形成环氧涂层，制得环氧涂层无粘结钢绞线。
实施例2
本实施例制备环氧涂层无粘结钢绞线，具体实施过程如下：
1)制备增韧强化剂
1.1、取γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺和丙酮投料搅拌混溶，采用冰水浴控制温度在10℃左右恒温，施加300rpm机械搅拌，再取烯丙基氯在40min内缓慢加入，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制烯丙基氯的总加入反应时间为2.2h，反应中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氯、三乙胺和丙酮的用量比为0.1mol：0.22mol：15mL：65mL，反应结束抽滤脱除不溶物，再对滤液减压旋蒸脱除以丙酮为主的低沸物，得到中间体a。
1.2、取中间体a、乙二硫醇、乙醇和二氧六环投料混合，室温下施加120rpm搅拌30min，之后通入氮气保护，加入二甲基苯基膦，升温至45℃，施加240rpm机械搅拌，辅以200W/m2紫外辐照，恒温搅拌辐照反应1.6h，反应中，乙二硫醇、中间体a、乙醇、二甲基苯基膦和二氧六环的用量比为0.1mol：15mmol：2mL：10mg：25mL，反应结束减压旋蒸脱除以二氧六环为主的低沸物，得到中间体b。
1.3、取中间体b和四氢呋喃投料混合通入氮气保护，升温至60℃，施加180rpm机械搅拌，同时加入环氧氯丙烷和甲醇钠，控制两者加入时间为3h，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制总加入反应时间为4h，反应中，中间体b、环氧氯丙烷、甲醇钠和四氢呋喃的用量比为10g：40mmol：8mg：45mL，反应结束减压旋蒸脱除过量的环氧氯丙烷和四氢呋喃，之后向旋蒸底物中加入0.3质量的去离子水混洗并去除水相，重复水洗三次，真空干燥脱除水分，得到增韧强化剂。
2)制备具有环氧涂层的无粘结钢绞线
2.1、按照重量份计取：
双酚A型环氧树脂100份；增韧强化剂14份，本实施例制备；碳化硅微粉1.6份；氧化铝微粉2份；活性稀释剂17份；潜伏性固化剂10份。
2.2、按照如上配比，先将双酚A型环氧树脂和活性稀释剂在氮气保护下投料，以60rpm搅拌30min开稀，再加入增韧强化剂、碳化硅微粉和氧化铝微粉，以1200rpm高速搅拌混合7min，之后加入潜伏性固化剂，继续以60rpm搅拌1h，真空脱泡处理30min，得到复配环氧涂料。
2.3、采用浸涂法将复配环氧涂料挂涂在裸绞线表面，流平沥干后在110℃烘制固化30min，在裸绞线表面形成环氧涂层，制得环氧涂层无粘结钢绞线。
实施例3
本实施例制备环氧涂层无粘结钢绞线，具体实施过程如下：
1)制备增韧强化剂
1.1、取γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺和丙酮投料搅拌混溶，采用冰水浴控制温度在15℃左右恒温，施加360rpm机械搅拌，再取烯丙基氯在40min内缓慢加入，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制烯丙基氯的总加入反应时间为1.8h，反应中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氯、三乙胺和丙酮的用量比为0.1mol：0.23mol：18mL：75mL，反应结束抽滤脱除不溶物，再对滤液减压旋蒸脱除以丙酮为主的低沸物，得到中间体a。
1.2、取中间体a、乙二硫醇、乙醇和二氧六环投料混合，室温下施加180rpm搅拌25min，之后通入氮气保护，加入二甲基苯基膦，升温至50℃，施加300rpm机械搅拌，辅以260W/m2紫外辐照，恒温搅拌辐照反应1.5h，反应中，乙二硫醇、中间体a、乙醇、二甲基苯基膦和二氧六环的用量比为0.1mol：20mmol：3mL：12mg：30mL，反应结束减压旋蒸脱除以二氧六环为主的低沸物，得到中间体b。
1.3、取中间体b和四氢呋喃投料混合通入氮气保护，升温至65℃，施加240rpm机械搅拌，同时加入环氧氯丙烷和甲醇钠，控制两者加入时间为2.5h，完全加入后继续恒温搅拌反应，控制总加入反应时间为3.5h，反应中，中间体b、环氧氯丙烷、甲醇钠和四氢呋喃的用量比为10g：50mmol：10mg：50mL，反应结束减压旋蒸脱除过量的环氧氯丙烷和四氢呋喃，之后向旋蒸底物中加入0.3质量的去离子水混洗并去除水相，重复水洗三次，真空干燥脱除水分，得到增韧强化剂。
2)制备具有环氧涂层的无粘结钢绞线
2.1、按照重量份计取：
双酚A型环氧树脂100份；增韧强化剂12份，本实施例制备；碳化硅微粉1.2份；氧化铝微粉3份；活性稀释剂15份；潜伏性固化剂8.5份。
2.2、按照如上配比，先将双酚A型环氧树脂和活性稀释剂在氮气保护下投料，以60rpm搅拌30min开稀，再加入增韧强化剂、碳化硅微粉和氧化铝微粉，以1200rpm高速搅拌混合8min，之后加入潜伏性固化剂，继续以60rpm搅拌1h，真空脱泡处理30min，得到复配环氧涂料。
2.3、采用浸涂法将复配环氧涂料挂涂在裸绞线表面，流平沥干后在120℃烘制固化26min，在裸绞线表面形成环氧涂层，制得环氧涂层无粘结钢绞线。
对比例
本对比例采用市售CMP-410活性增韧剂复配环氧涂料，其具体配方为：
双酚A型环氧树脂100份、CMP-410活性增韧剂16份、碳化硅微粉1.2份、氧化铝微粉3份、活性稀释剂18份和潜伏性固化剂9份；具体制备方法同实施例3。
为验证环氧涂层的相关性能，采用82MnA钢片为基材，采用500目金相砂纸对表面进行十字打磨，再用丙酮擦洗干燥，得到基片；
取实施例1-实施例3以及对比例制成的复配环氧涂料，采用刮涂法再表面涂覆厚度为0.15mm的涂料，按照各自固化工艺进行固化，得到样片；
参照GB/T5210-2006标准对环氧涂层的附着力进行测试；
参照GB/T1732-2020标准，采用刻度为100cm的导管，对环氧涂层的耐冲击性进行测试；
参照GB/T1768-2006标准对环氧涂层的耐磨性进行测试，测试条件为750g/1000r；
参照GB/T1771-2007标准对环氧涂层的耐盐雾性进行测试，测试时间为1000h；
具体测试数据如表1所示：
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 附着力/MPa | 8.4 | 8.1 | 7.6 | 6.2 |
| 冲击性/cm | 60 | 75 | 70 | 65 |
| 耐磨性/mg | 11.3 | 10.4 | 8.6 | 22.9 |
| 耐盐雾性 | 无可见腐蚀 | 无可见腐蚀 | 无可见腐蚀 | 无可见腐蚀 |
由表1数据可知，实施例中复配环氧涂料固化后，涂层的与基片的附着力为7.6-8.4MPa，相较于与对比例有可见提升，耐冲击性为60-75cm，与对比例相近，均具有良好的冲击韧性，在受到外界冲击时，可保证涂层的连续性，耐磨性为8.6-11.3mg，远远低于对比例，表现出优异的耐磨性，即使外层保护套破损，在施工过程中也能有效减轻磨损导致的腐蚀失效，盐雾腐蚀性能指标均复合标准，涂层具有良好的稳定性。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种环氧涂层无粘结钢绞线，包括裸绞线和其表面的环氧涂层，其特征在于，环氧涂层按照重量份计包括：双酚A型环氧树脂100份、增韧强化剂9-14份、碳化硅微粉1.2-1.6份、氧化铝微粉2-3份、活性稀释剂15-20份和潜伏性固化剂8.5-10份；
所述增韧强化剂由以下方法制备：
步骤A1：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺和丙酮混溶，在10-20℃恒温，搅拌并缓慢加入烯丙基氯，控制加入反应时间为1.5-2.2h，反应结束抽滤、减压旋蒸，得到中间体a；
步骤A2：将中间体a、乙二硫醇、乙醇和二氧六环混合，室温下搅拌20-30min，通入氮气保护，再加入二甲基苯基膦，升温至45-55℃，搅拌并辅以200-300W/m2紫外辐照，恒温搅拌辐照反应1.2-1.6h，反应结束减压旋蒸，得到中间体b；
步骤A3：将中间体b和四氢呋喃混合，通入氮气保护，升温至60-70℃，搅拌并同时缓慢加入环氧氯丙烷和甲醇钠，控制总加入反应时间为3-4h，反应结束减压旋蒸，再对旋蒸底物水洗、真空干燥，得到增韧强化剂。
2.根据权利要求1所述的一种环氧涂层无粘结钢绞线，其特征在于，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烯丙基氯、三乙胺和丙酮的用量比为0.1mol：0.22-0.24mol：15-20mL：65-80mL。
3.根据权利要求2所述的一种环氧涂层无粘结钢绞线，其特征在于，乙二硫醇、中间体a、乙醇、二甲基苯基膦和二氧六环的用量比为0.1mol：15-25mmol：2-3mL：10-15mg：25-30mL。
4.根据权利要求3所述的一种环氧涂层无粘结钢绞线，其特征在于，中间体b、环氧氯丙烷、甲醇钠和四氢呋喃的用量比为10g：40-50mmol：8-12mg：45-55mL。
5.根据权利要求1所述的一种环氧涂层无粘结钢绞线，其特征在于，碳化硅微粉和氧化铝微粉的细度不低于150目。
6.根据权利要求1所述的一种环氧涂层无粘结钢绞线，其特征在于，活性稀释剂为稀释剂AGE。
7.根据权利要求1所述的一种环氧涂层无粘结钢绞线，其特征在于，潜伏性固化剂为固化剂QNP1-4110。
8.根据权利要求1所述的一种环氧涂层无粘结钢绞线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将双酚A型环氧树脂和活性稀释剂在氮气保护下开稀，再加入增韧强化剂、碳化硅微粉和氧化铝微粉高速搅拌混匀，最后加入潜伏性固化剂混合，真空脱泡处理，得到复配环氧涂料；
步骤S2：采用浸涂法将复配环氧涂料挂涂在裸绞线表面，流平沥干后在110-120℃烘制固化20-30min，在裸绞线表面形成环氧涂层，制得环氧涂层无粘结钢绞线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311052808.XA CN117089263B (zh) | 2023-08-21 | 2023-08-21 | 一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311052808.XA CN117089263B (zh) | 2023-08-21 | 2023-08-21 | 一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117089263A true CN117089263A (zh) | 2023-11-21 |
| CN117089263B CN117089263B (zh) | 2024-05-28 |
Family
ID=88782449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311052808.XA Active CN117089263B (zh) | 2023-08-21 | 2023-08-21 | 一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117089263B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101012361A (zh) * | 2007-02-16 | 2007-08-08 | 天津市津博发金属制品有限公司 | 用于预应力钢绞线防腐涂层的胶粘剂 |
| CN102807804A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-05 | 邬苏焕 | 抗冲击耐磨胶粘涂层及其制备方法 |
| CN104327675A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-04 | 北京天山新材料技术有限公司 | 耐高温耐磨环氧胶粘涂层及制备方法 |
| CN105176317A (zh) * | 2015-10-27 | 2015-12-23 | 武汉双键开姆密封材料有限公司 | 一种易操作高强耐磨涂层及其制备方法 |
| CN114539959A (zh) * | 2022-03-27 | 2022-05-27 | 徐海燕 | 一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法 |
| CN115449324A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-09 | 朋诺惠利电子材料(厦门)有限公司 | 一种高强度单组分环氧胶粘剂组合物及其制备方法 |
| CN116376491A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-07-04 | 山东凯恩新材料科技有限公司 | 一种高韧性环氧密封胶及其制备方法 |
-
2023
- 2023-08-21 CN CN202311052808.XA patent/CN117089263B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101012361A (zh) * | 2007-02-16 | 2007-08-08 | 天津市津博发金属制品有限公司 | 用于预应力钢绞线防腐涂层的胶粘剂 |
| CN102807804A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-12-05 | 邬苏焕 | 抗冲击耐磨胶粘涂层及其制备方法 |
| CN104327675A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-04 | 北京天山新材料技术有限公司 | 耐高温耐磨环氧胶粘涂层及制备方法 |
| CN105176317A (zh) * | 2015-10-27 | 2015-12-23 | 武汉双键开姆密封材料有限公司 | 一种易操作高强耐磨涂层及其制备方法 |
| CN114539959A (zh) * | 2022-03-27 | 2022-05-27 | 徐海燕 | 一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法 |
| CN115449324A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-09 | 朋诺惠利电子材料(厦门)有限公司 | 一种高强度单组分环氧胶粘剂组合物及其制备方法 |
| CN116376491A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-07-04 | 山东凯恩新材料科技有限公司 | 一种高韧性环氧密封胶及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117089263B (zh) | 2024-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111154377B (zh) | 一种陶瓷基亚微米高温防腐耐磨复合涂料及其制备方法和应用 | |
| CN107814915B (zh) | 一种涂料的改性剂，改性环氧树脂涂料及其制备方法和应用 | |
| CN113337184B (zh) | 一种防腐涂料及其制备方法 | |
| CN113698842A (zh) | 一种无溶剂重防腐涂料及制备工艺 | |
| CN117089263B (zh) | 一种环氧涂层无粘结钢绞线及其制备方法 | |
| CN114085052B (zh) | 一种基于高石粉含量机制砂的超疏水混凝土及其制备方法 | |
| CN105419571B (zh) | 一种重防腐涂层材料 | |
| CN115926580B (zh) | 一种轻型幕墙铝板及其制备方法 | |
| CN112608660B (zh) | 一种低表面处理环氧玻璃鳞片涂料及其制备方法 | |
| CN113773019A (zh) | 一种防潮抗渗透的环氧地坪砂浆及其制备方法 | |
| CN112341906A (zh) | 一种高强度耐腐蚀钛合金及其制备方法 | |
| CN111205599A (zh) | 一种高强度高透光环氧树脂组合物及其制备方法 | |
| CN116903329B (zh) | 一种高强度抗腐蚀混凝土管桩及其制备方法 | |
| CN117303836B (zh) | 防腐涂料用界面砂浆及其制备方法 | |
| CN115160929B (zh) | 一种耐蚀钢绞线及其制备方法 | |
| CN117659918B (zh) | 一种耐湿热环氧加固胶及其制备方法 | |
| CN117466571B (zh) | 一种超耐磨岩板及其制备方法 | |
| CN115044173B (zh) | 一种耐腐蚀的高弹复合纤维及其制备方法 | |
| CN115725209B (zh) | 一种纳米复合涂料及其制备方法 | |
| CN113354372A (zh) | 一种水下高分子灌浆浆料制备工艺 | |
| CN116024560A (zh) | 一种针对镀铜微细钢纤维成品的化学表面处理方法 | |
| CN106398476A (zh) | 一种水轮机叶片改性环氧树脂涂层防腐蚀防磨蚀方法 | |
| CN112759741A (zh) | 一种高稳定性水性环氧树脂及其制备方法 | |
| CN116694277A (zh) | 一种修补剂及其制备方法和应用 | |
| CN112646123A (zh) | 一种低粘度水性环氧树脂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |