CN1292307A

CN1292307A - 在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法

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Publication number: CN1292307A
Application number: CN 99121763
Authority: CN
Inventors: 林忠烈; 尹正云; 李勇权
Original assignee: GUKTOH CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: GUKTOH CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 1999-10-11
Filing date: 1999-10-11
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2019-10-11
Also published as: CN1207109C

Abstract

本发明为一种在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法。这种方法是将聚脲或聚亚胺酯与聚脲杂化物涂覆于混凝土管子上而形成保护涂层,以提高成品混凝土管子表面的化学耐性和耐久性。本发明方法最好包括用底漆对混凝土管子作预处理。在该预处理后,高压下碰撞混合而生成的聚脲或聚亚胺酯与聚脲杂化物树脂被喷涂于混凝土管子上,借此可进一步增强之于水泥灰浆的胶粘强度。

Description

在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法

本发明涉及为改进混凝土管子物理性质而在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法，尤其是，本发明涉及这样一种在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法：将高压下碰撞混合而生成的聚脲或聚亚胺脂与聚脲的杂化物喷涂于混凝土管子上而形成保护涂层，以提高成品混凝土管子表面的化学耐性和耐久性。

通常，混凝土管子是这样制成的：在毛坯混凝土管子表面缠绕铁线，在绕线的混凝土管子上以5kgf／cm²～20kgf／cm²注入由水泥、沙子和水按适当配比混合成的混凝土砂浆，然后用蒸汽对注了砂浆的混凝土管子养生10～42小时。

根据这种方法制成的已有混凝土管子的缺点是：由于制成的混凝土管子没有保护涂层，混凝土砂浆之于初制的混凝土管子的胶粘强度很差，而且化学耐性，耐水性等物理性质也较差，影响使用寿命。这一缺点造成混凝土管子出现裂纹，导致漏水现象，更有甚者出现腐蚀问题。

鉴于此，在已有技术中，在混凝土管上加由环氧树脂和煤焦油混配成煤焦混环氧树脂层，以改善混凝土管子的耐水性和化学耐性。但是，当含有水汽的混凝土管子被涂覆煤焦油环氧树脂层时，煤焦油环氧树脂层之于混凝土管子的胶粘强度较差，而且还需要用专有干燥设备长时间进行干燥。再者，由煤焦油环氧树脂构成的涂层会变成黑颜色。故此，当混凝土管子长期暴露在太阳光下时，煤焦油环氧树脂涂层会发生淤塞现象，从而降低耐水性和化学耐性。为防止这一现象发生，需要用明亮颜色的油漆在煤焦油环氧树脂涂层外形成太阳光防护膜。

本发明目的就在于提供一种能节省形成时间的在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法，其不使用专有干燥设备在瞬间于混凝土表面涂覆聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂，从而在混凝土管子上形成保护层，所制成的混凝土管子在化学耐性和耐磨性有所改善。

本发明另一目的在于提供一种能够增强保护涂层之于混凝土管子的胶粘强度的在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法，其采用底漆以增加之于混凝土管子的保护层的胶粘强度。

本发明目的还在于提供将合成树脂涂覆于混凝土管子上的方法，其包括将聚脲或聚亚胺脂杂化物树脂喷涂于混凝土管子表面形成保护涂层。该聚脲或聚亚胺脂杂化物树脂包括和异氰酸盐与含有含活性氢物质的多羟基化合物反应生成的胺聚醚，似预聚物。

进一步，本发明包括：在往混凝土管子表面涂覆聚脲或聚亚胺脂与聚脲树脂以形成保护涂层之前，用底漆对混凝土表面进行预处理。

本发明方法实际采用的底漆例如可包括：单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆，双组分溶剂型环氧树脂底漆，双组分含水可溶性环氧树脂底漆，双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆，以及其它类似物。

本发明目的是以下述发明实现的：

根据本发明在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法，制成的混凝土管子用喷枪涂覆聚脲(polyurea)或聚亚胺脂(polyurethane)与聚胺杂化物树脂而形成保护涂层，其中，聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂为双组分树脂，该双组分树脂包括由异氰酸脂(isocyanate)和含有含活性氢物质的多羟基化合物反应生成的似预聚物(quasi-prepolymer，第1组分)、和胺聚醚(amine-terminated polyether，第2组分)。

本发明方法实际使用的聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物如下所述：

通常，氨基甲酸乙酯聚合物(urethane polymer)是通过多羟基化合物或基本多羟基化合物(polyol-based)与异氰酸脂发生化合反应而生成的。在该反应中，一般要添加适量的催化剂和适量的熟化剂。平时，脲聚合物是通过聚胺或基本聚胺(polyamine-based)与异氰酸脂化合反应而生成的。在后者的反应中，不象胺与异氰酸脂的反应那样需要催化剂，其进行得快。通常，作为涂覆物质的氨基甲酸乙脂聚合物具有优良的耐水性和化学耐性、光泽特性，故此广泛用于涂覆物质。通常，胺聚合物比氨基甲酸乙脂具有更良好的耐磨性。这是由于添加的碳酰类(carbonyl group)的碳一氮键出现于脲键而带来的性质。再者，脲聚合物比较氨基甲酸乙脂聚合物具有良好耐热性和具有良好的空间稳定性。但是，聚胺(polymer)比多羟基化合物(polyol)价格高、而可喷涂脲聚合物比对应的氨基甲酸乙脂聚合物价更高。故此，由于价格因素限制，脲聚合物使用受到限制。

根据本发明方法的涂覆于混凝土管子上的聚合物含有氨基甲酸乙脂键和脲键，氨基甲酸乙脂键是在似预聚物的制备中生成的。

似预聚物是通过聚异氰酸酯与低于化学计算量的多羟基化合物(polyol)反应而生成的。多羟基化合物的所有羟基都和聚异氰酸酯的异氰酸酯发生反应。氨基甲酸乙酯键和没反应的异氰酸酯共存于似预聚物中，故没有反应的异氰酸酯类在后续过程中迅速与胺发生反应生成实质上的均匀涂料聚合物。

本发明采用的聚异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯(diphenylmethanediisocynate，MDI)。

使用于生成似预聚物反应中的多羟基化合物是均具有1000～4000分子量的聚丙二醇(polypropylenglycel)或乙二醇聚亚丁基酯(polytetrame thylene glycol)。

本发明实际采用的涂料聚合物中的脲成份是通过含有没反应的异氰酸酯的似预聚物与胺聚醚反应而生成的。脲键是由聚醚中的胺与似预聚物中没反应的聚异氰酸脂反应而生成的。如上所述，异氰酸酯和胺的反应非常快，实际上能获均匀的混合。这一较佳的混合方法是碰撞混合。

但是，混合速度很慢，足以将之喷涂于混凝土表面，混合不会引起在粗糙表面产生流淌现象。而且，由于脲键的存在这种混合显示了良好的化学耐性和耐磨性。

通过与似预聚物的没发生反应的异氰酸脂生成脲键的脲聚醚是具有1000～5000分子量的多氧二胺丙烯(polyoxypropylenediamine)。

作为第一组分的似预聚物和作为第2组分的胺聚醚在1500～4000psi压力下碰撞混合后，喷涂于混凝土管子上面。

以下的实施例仅仅用作开示目的，并不限定本发明的范围。

本发明方法基本上包括以下步骤：

通过二苯甲烷二异氰酸脂(MDI)与低于化学计算量的、分子量为1000～4000的多羟基化合物反应而生成似预聚物；

通过胺聚醚与未反应的异氰酸脂类反应生成脲键，使该似预聚物与胺聚醚碰撞混合后生成均匀的聚脲或聚亚胺酯与聚脲杂化物树脂；

将上述均匀树脂喷涂于混凝土管子上；

对此均匀树脂进行处理，完成对混凝土管子的涂覆。

实施例1

(1)似预聚物(第1组分)的配制

按重量计60份MDI(韩国Kumho化学公司产)和按重量计40份PPG(韩国多羟基化合物公司产)在80℃～90℃温度下反应2小时半，生成似预聚物。PPG分子量是2000。

(2)胺聚醚(第2组分)配制

第2组分包括60份的分子量为3000的多氧二胺丙烯(polyoxypropylenediamine)和作为增链剂的40份的分子量约为450的多氧二胺丙烯。

(3)第1和第2组分的混合、涂覆。

第1和第2组分以1∶1之配比在2000psi压力下进行碰撞混合直至得到均匀混合物。该物合物在2300psi压力下喷涂于混凝土管子上面，干燥20秒。涂层厚度约2mm。

表1显示了按实施例1进行了涂覆的混凝土管子的化学耐性试验结果。

表1

化学品	没进行聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂涂覆处理	进行了聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂涂覆处理
5%氰氧化钠	A	A
10%氰氧化钠	A	A
25%氰氧化钠	B	A
50氰氧化物	B	B
5%硫酸	A	A
10%硫酸	B	A
25%硫酸	表面颜色发生变化	B
50硫酸	D	C

A：没伤损 B：表面有些变化 C：表面有些伤损 D：不能使用

表1中，化学耐性试验结果是进行了涂覆的混凝土管子暴露于25℃温度下的化学品中一星期后获得的。

由表1可见，氢氧化钠或硫酸的浓度越高越增加伤损程度。而且，还可以表明：在同一化学品浓度下，按着本发明进行了聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂涂覆处理比较不进行树脂涂覆处理的已有技术，具有良好的化学耐性。

在使用“耐磨试验Tabor H18轮”进行的耐磨试验中，根据本发明制成的混凝土管子的伤损程度是50mg／1000周，而根据已有技术制成的混凝土管子的伤损程度是200mg／1000周，这表明按着本发明进行了涂覆的混凝土管子具有良好的耐磨性。

通常，本发明最好包括在涂覆聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物之前用底漆对混凝土管子表面作预处理。通过底漆处理可进一步增强涂覆树脂和混凝土管子之间的胶粘强度和避免在混凝土管子表面出现针孔等缺陷。本发明中实际使用的底漆包括单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆，双组分溶剂型环氧树脂底漆、双组分含水可溶性底漆、双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆。

单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆是湿汽养护型单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆，其特点是之于混凝土、铁板、PC板、灰泥等底面具有良好胶粘性。单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆包括酯族或芳族异氰酸酯、聚醚、多元醇(polyols)等溶剂及其它添加剂。

单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆具有如是构成：重量比3～15％的TDI-80，重量比10～20％的GP-3000、重量比10～30％的PP-2000、重量比35～70％的溶剂。所说TDI-80是甲苯异氰酸酯(tolylenediisocyanate)、由2，3-同分异构体80％和2，4-同分异构体20％构成。所说GP-3000是乙二醇聚亚丁基酯(polytetramethylene glycol)分子量约为3000。所说PP-2000是乙二醇多氧丙烯(polypropyleneglycol)分子量约为2000。

表2显示了由韩国国都化学株式会社生产的UP-990的物理特性，其是实际使用于本发明中的单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆的一例。

表2

项目	物理特性
外观	浅黄色透明涂体
粘度(cps/25℃)	小于100
比重	0.97～0.02
实验时间(hrs/20℃)	1～2
消耗量(kg/m)	0.1～0.2

双组分溶剂型环氧底漆包括作为基底的分子量为200～5000的环氧树脂和作为熟化剂的分子量为3000～5000的酰胺树脂。所说基底包括起增强之于混凝土管子的胶粘性作用的双酚A型液体环氧树脂，和起降低干燥时间及赋与塑性作用的双酚A型固体环氧树脂。

作为双组分溶剂环氧底漆之基底用于本发明的环氧树脂构成如下：重量比10～30％的YD-128，重量比10～30％的YD-01、重量比40～70％的溶剂。所说YD-128是一种分子量为350～400的双酚A型液体环氧树脂、由韩国国都化学株式会社生产。和YD-128混配的YD-011是一种分子量为900～1000的双酚A型固体环氧树脂，由韩国国都化学株式会社生产。所说溶剂是二甲苯或丁胴(methyl ethyl ketone)。所说基底粘度为10～100cps／25℃，比重为0．94～0．98ml。

双组分溶剂型环氧底漆的熟化剂是由酰胺树脂和由二胺间二甲苯(meta-xylenediamine)的Manich反应获得的改性二胺间二甲苯(modified meta-xylenediamine，MXDA)所混配而构成的。所说酰胺树脂是通过二分子聚合物酸与脂族胺(aliphatic amine)的加成反应制得的，其作用在于赋予塑性。改性二胺间二甲苯的作用在于防止合成树脂之于混凝土的粘性降低。用于本发明的熟化剂一具体构成如是：重量比10～30％的G-5022、重量比10～30％的KH-500、重量比40～70％的溶剂。所说G-5022是一种分子量为3000～5000的酰胺树脂，由韩国国都化学株式会社生产。所说KH-500也是由同一厂家所生产的一种改性二胺间二甲苯(MXDA)、它是通过二胺间二甲苯与苯酚树脂(由苯酚和甲醛水溶液反应生成)的加成反应制成。改性二胺间二甲苯可以下述结构式表示：

在双组分可溶性环氧底漆中，基底和熟化剂的配比是4∶1。该双组分溶剂型环氧底漆具有良好的之于基底的胶粘性和由于其低粘度而具有良好的的施工性能。

表3显示了本发明实施例中使用的双组分溶剂型环氧底漆的物理特性。

表3

项目	物理特性
粘度(cps/25℃)实验时间(分)干燥时间(分)粘合力(横切)	10～100100～150200～270100/100

表3中，横切实验熟化条件是时间2小时，温度80℃。

双组分含水可溶性环氧底漆中包括-作为底物的环氧乳化树脂，它是通过对环氧树脂(分子量为200～3000)进行乳化而生成的，该环氧树脂包含两个带非离子乳化剂水溶液的环氧族。更进一步该双组分含水可溶环氧树脂底漆还包括作为熟化剂的含水可溶化合物(分子量为1000～10000)，它是通过一种聚烯氧化物(polyalkyleneoxide，分子量为200～3000)和至少具有一个胺基的胺相应反而生成的。使用于熟化剂中的上述聚烯氧化物最好是聚氧乙烯(polyethyleneglycol)。

所说双组分含水可溶性环氧底漆构成如是：重量比25～50％的作为基底的EM-101-50、重量比5～15％的作为熟化剂的KH-700、重量比35～70％的水。EM-101-50和KH-700都是由韩国国都化学株式会社生产的。

表4显示了本发明实施例中使用的这种双组分含水可溶性环氧底漆物理特性。

表4

项目	物理特性
外观	稍白粘滞液体
比重(g/me)	1.05～0.02
粘度(cps/25℃)	5～1000
固含量(%)	20～50

双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆的基底是一种由聚醚多羟基化合物(polyether polyol)与甲代亚苯基聚氨脂(tolylene diisocyanate)反应生成物构成的化合物。该基本化合物添加有调节粘度用的溶剂。另外，该双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆还包括作为熟化剂的由聚醚多羟基化合物和3，3′-二氯-4，4′-二氯基二苯甲烷(3，3′-dichloro-4，4′-diaminodipheny lmethane)及溶剂组成的混合物。用于该基底的多羟基化合物最好是分子量为1000～4000的聚丙二醇(polypropyleneglycol)。熟化剂中的多羟基化合物最好是分子量为400～1000的聚丙二醇。该双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆优点在于：实验时间长，干燥时间短，尤其是其有良好的之于混凝土管子的胶粘强度。

表5显示了本发明实施例中使用的该双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆的物理特性。

表5

项目	物理特性
外观	黄褐色透明液体
粘度(cps/25℃)	10～1000
实验时间(分)	100～200
干燥时间(分)	50～100
粘合力(横切)	100/100

表5所示底漆物理特性是在底物与熟化剂配比为4∶1的配比情况下获得的。

实施例2

先将上述每种底漆涂于混凝土管子上达0．3mm厚，然后将聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂脂按实施例1所述条件涂覆于混凝土管子上面。表6显示了对聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂保护涂层粘合力测试结果。表6显示了对聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物树脂保护层粘合力测试结果。表6的试验1中，，聚脲或聚亚胺酯与聚脲杂化物树脂是在没用底漆对混凝土管子作预处理情况下涂覆于混凝土管子上面的。另一方面，表6的试验2～5中，聚脲或聚亚胺酯与聚脲杂化物树脂则都是涂覆于用底漆作了预处理的混凝土管子上面的。

表6

试验No．	底漆	粘合力(kg/cm²)	伤损状态
1	没有	7～8	混凝土基底破裂
2	单组分溶剂型氨基甲酸乙酯	23～25	混凝土基底破裂
3	双组分溶剂型环氧	22～24	混凝土基底破裂
4	双组分含水可溶性环氧	26～29	混凝土基底破裂
5	双组分可溶性氨基甲酸乙酯	20～22	混裂土基底破裂

表6中，粘合力是按ASTMD4541-95(美国材料试验学会标准)测试的。依据表6结果，可以认为用底漆对混凝土管子作预处理一般是能够增强混凝土管子保护涂层的粘合力的。但是，由试验1可见，既使不使用底漆而仅仅用聚脲或聚亚胺脂与聚脲杂化物涂覆混凝土管子也显示了良好的之于混凝土管子的粘合力。

虽然，本发明最佳实施例被开示，并达到本发明目的，但是在不脱离如权利要求中所开示的本发明范围和精髓的情况下，对于本发明技术进行各种改良、补充、和置换等也是可能的。

Claims

1、一种在混凝土管子上涂覆合成树脂的方法，包括如下步骤：

将上述均匀树脂喷涂于混凝土管子上；

对此均匀树脂进行处理，完成对混凝土管子的涂覆。

2、按权利要求1所说方法，其中；所说多羟基化合物是由含有聚丙二醇和乙二醇聚亚丁基酯类中选出的。

3、按权利要求1所说方法，其中：似预聚物中的二苯甲烷二异氰酸(MDI)占似预聚物重量的30～70％。

4、按权利要求1所说的方法，其中：所说脲聚醚是具有1000～5000分子量的多氧二胺丙烯。

5、按权利要求1所说方法，其中：所说似预聚物和胺聚醚的混合是在1500～4000psi压力下进行的。

6、按权利要求1所说方法，其中：在往混凝土管子上喷涂均匀树脂之前，首先进行旨在增强合成树脂之于混凝土管子胶粘强度的用底漆对混凝土管子进行预处理的步骤。

7、按权利要求6所说方法，其中：所说底漆是由单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆、双组分溶剂型环氧底漆、双组分含水可溶环氧底漆、双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆之中选出的。

8、按权利要求7所说方法，其中：所说单组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆是由通过甲苯异氰酸脂(TDI)和分子量为1000以上的聚醚多羟基化合物(polyether polyol)的反应而获得产物构成的。

9、按权利要求7所说方法，其中：所说双组分溶剂型环氧底漆包含作为基底的分子量为200～500的环氧树脂和作为熟化剂的分子量为3000～5000的酰胺树脂。

10、按权利要求9所说方法，其中：作为基底的环氧树脂是分子量为350～400的双酚A型液体树脂和分子量为900～1000的双酚A型固体树脂的混合物。

11、按权利要求9所说方法，其中：所说熟化剂含有具有下列结构式并可以防止由于混凝土管子出现水汽而降低合成树脂胶粘强度的改性二胺间二甲苯。

12、按权利要求7所说方法，其中：所说双组分含水可溶底漆包含作为基底的环氧乳化树脂，其是通过加水和乳化剂形成分子量为200～3000的环氧树脂进而再对该环氧树脂进行乳化而生成的，

还包含作为熟化剂的分子量为1000～10000的含水化合物，其是通过一种分子量为200～3000的聚烯氧化物与至少具有一个胺基的胺相反应而生成的。

13、按权利要求7所说方法，其中：所说双组分溶剂型氨基甲酸乙酯底漆包含：

一种作为基底的通过分子量为1000～4000的聚丙二醇与甲代亚苯基聚氨脂反应获得的产物，

一种作为熟化剂的通过分子量为1000～4000的聚丙二醇与3、3′-二氯-4、4′-二氨基二苯甲烷反应获得的产物。