海洋港口工程混凝土防腐涂料的制作方法

2021-02-02 16:02:37|

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本发明涉及海洋港口工程防腐技术领域，具体领域为海洋港口工程混凝土防腐涂料。

背景技术：

近年来，随沿海地区经济建设的推进，大批海洋工程陆续涌现，目前我国已建设有200多个海上石油平台，与此同时，跨海、临海大桥工程数量呈上升趋势，港口码头作为重要的交通基础设施在我国国民经济发展中起到很大作用，然而，海港工程与一般工程相比，所处海水环境较为恶劣，海水对钢筋混凝土结构的腐蚀破坏速度快，使钢筋混凝土结构的使用安全性受到严重威胁，我国海岸线超过20000km，由南至北气候条件差异性较大，导致我国海水的含盐量从北至南逐渐降低，海洋港口工程主要的破坏形式为氯盐引起的锈蚀破坏，海水中的氯离子能渗入混凝土中从而使钢筋受到腐蚀，钢筋是建筑物的主要承力构件，其受到锈蚀后使钢筋混凝土整体承载能力严重降低。

一般情况条件下，钢筋在混凝土的高碱性环境中呈钝态，不受腐蚀，但由于海洋港口工程长期遭受海水浸没、海水冲刷、氯离子及氧离子浸没等影响，随混凝土的劣化和环境腐蚀介质的侵入，使钢筋产生电化学腐蚀，混凝土涨裂，进而导致结构被整体破坏，海洋港口工程的防腐尤为重要。

现有海洋港口工程防腐措施包括基本措施和补充措施，其中基本措施为通过提高混凝土本身的质量，使其在使用过程中保持低渗透性，限制环境侵蚀介质渗透到混凝土中，有效防止钢筋被腐蚀；补充措施为通过涂层来保护钢筋混凝土结构不受腐蚀，防腐涂层对环境中的腐蚀介质具有隔绝作用，能有效防止海水中的氯离子通过混凝土空隙渗透到钢筋周围。

现有常见防腐涂层为以环氧树脂为主要成膜物质环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团，以脂肪、脂环族或芳香族等为骨架，并能通过环氧基团反应形成的热固性高分子低聚物，环氧树脂防腐涂料具有高附着力、高强度、固化方便及优异的防腐性能，但环氧树脂分子中因还有醚键，导致树脂分子在紫外线照射下易降解断链，使涂层的户外耐候性较差，易失光和粉化，并且环氧树脂固化后内应力较大，涂膜质脆易开裂，针对以上缺点提出一种海洋港口工程混凝土防腐涂料。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供海洋港口工程混凝土防腐涂料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：海洋港口工程混凝土防腐涂料，其原材料组成和相应重量份数为：环氧树脂70～90份、聚硅氧烷7～9份、膨胀剂5～15份、聚酰胺固化剂12～30份、铝粉浆16～20份、乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂7～9份。

优选的，海洋港口工程混凝土防腐涂料，其原材料组成和相应重量份数为：环氧树脂75～85份、聚硅氧烷7.5～8.5份、膨胀剂8～12份、聚酰胺固化剂20～22份、铝粉浆17～19份、乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂7.5～8.5份。

优选的，海洋港口工程混凝土防腐涂料，其原材料组成和相应重量份数为：环氧树脂80份、聚硅氧烷8份、膨胀剂10份、聚酰胺固化剂21份、铝粉浆18份、乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂8份。

优选的，海洋港口工程混凝土防腐涂料，所述膨胀剂由硅酸铝、氯化铝和硫酸钙组成，所述硅酸铝、所述氯化铝和所述硫酸钙的质量比为3:5:2。

优选的，海洋港口工程混凝土防腐涂料，所述膨胀剂的制备方法为通过将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按相应比例添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料。

优选的，海洋港口工程混凝土防腐涂料，所述膨胀剂粉料粒径为50～80目。

优选的，海洋港口工程混凝土防腐涂料，所述铝粉浆为浮型铝粉浆。

优选的，海洋港口工程混凝土防腐涂料，其制备方法为：

1)将环氧树脂和聚硅氧烷按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀剂、聚酰胺固化剂、铝粉浆和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

本发明的有益效果是：海洋港口工程混凝土防腐涂料，以环氧树脂为主要成膜物质，使防腐涂料本身具有高附着力、高强度、固化方便及提供优异的防腐性能，在此基础上，添加聚硅氧烷，使防腐涂料本生内应力降低，耐高温性能和柔韧性有所提升，从而有效提高防腐涂料的耐候性，以及消除其质脆易开裂的缺点，同时聚硅氧烷使防腐涂料可在混凝土表面形成疏水膜，阻止水汽及其他腐蚀介质的入侵，延长混凝土内部被腐蚀的时间，防腐涂料中的膨胀剂由硅酸铝、氯化铝和硫酸钙组成，膨胀剂的加入可减小防腐涂料固化后的收缩率，保证涂刷防腐涂料的有效性，浮型铝粉浆的遮盖力较强，加入防腐涂料中，进一步延长混凝土内部被腐蚀的时间，聚酰胺固化剂和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂使防腐涂料的固化成膜条件较为宽泛，从而增加防腐涂料的使用范围。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

首先制备膨胀剂：

将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按质量比为3:5:2添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料，膨胀剂粉料粒径为50目。

然后制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料：

1)将环氧树脂70份和聚硅氧烷7份按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀剂5份、聚酰胺固化剂12份、铝粉浆16份和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂7份加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

实施例2：

首先制备膨胀剂：

将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按质量比为3:5:2添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料，膨胀剂粉料粒径为50目。

然后制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料：

1)将环氧树脂72份和聚硅氧烷7.2份按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀剂6份、聚酰胺固化剂16份、铝粉浆17份和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂7.2份加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

实施例3：

首先制备膨胀剂：

将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按质量比为3:5:2添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料，膨胀剂粉料粒径为60目。

然后制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料：

1)将环氧树脂75份和聚硅氧烷7.5份按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀剂8份、聚酰胺固化剂20份、铝粉浆17份和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂7.5份加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

实施例4：

首先制备膨胀剂：

将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按质量比为3:5:2添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料，膨胀剂粉料粒径为60目。

然后制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料：

1)将环氧树脂80份和聚硅氧烷8份按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀10份、聚酰胺固化剂21份、铝粉浆18份和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂8份加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

实施例5：

首先制备膨胀剂：

将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按质量比为3:5:2添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料，膨胀剂粉料粒径为70目。

然后制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料：

1)将环氧树脂82份和聚硅氧烷8.2份按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀剂12份、聚酰胺固化剂24份、铝粉浆19份和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂8.2份加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

实施例6：

首先制备膨胀剂：

将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按质量比为3:5:2添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料，膨胀剂粉料粒径为70目。

然后制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料：

1)将环氧树脂85份和聚硅氧烷8.5份按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀剂14份、聚酰胺固化剂27份、铝粉浆20份和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂8.5份加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

实施例7：

首先制备膨胀剂：

将硅酸铝、氯化铝和硫酸钙按质量比为3:5:2添加至研磨机中进行混合研磨，研磨得到膨胀剂粉料，膨胀剂粉料粒径为80目。

然后制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料：

1)将环氧树脂90份和聚硅氧烷9份按相应重量份数加入高速分散机中进行高速搅拌，混合均匀；

2)将步骤1)中混合均匀的物料及膨胀剂15份、聚酰胺固化剂30份、铝粉浆20份和乙二醇丁醚醋酸酯成膜助剂9份加入低速搅拌机中进行低速搅拌，混合均匀后即制备出海洋港口工程混凝土防腐涂料。

对实施例1至7制备的海洋港口工程混凝土防腐涂料及以现有环氧树脂防腐涂料(对比例)进行多项检测：

1、附着力

采用划圈附着力测试法

测试方法概述：用划圈法附着力测定仪进行附着力测试，按照圆滚线划痕范围内漆膜的完好程度评定附着力，结果分级表示。

试验步骤：在海洋港口工程通用的钢筋混凝土上涂刷实施例1至7及对比例防腐涂料，漆膜实干后，在恒温恒湿环境下测定附着力。先检查测定仪的针头保持锐利，调整回转半径，直至圆滚线与标准半径5.25mm相同。向后移动升降棒使转针尖端接触漆膜，按顺时针方向以80～100r/min速度均匀摇动摇柄，得到长度为(7.5±0.5)cm的圆滚线，用软毛刷除去划痕上的漆屑，4倍放大镜检查划痕并评级。

评级方法：附着力共分为7个等级，按顺序检查各部位漆膜的完好程度。从1级至7级附着力依次降低，每个实施例及对比例分别进行3次试验，取出现两次或以上级数作为最终结果，测试结果如下：

2、冲击强度

按gb1742进行测定

漆膜耐冲击性试验检测适用于油漆漆膜冲击强度测定，即重锤的质量与其落于样板上而不引起漆膜破坏分散最大高度乘积，单位kg.cm，每个实施例及对比例分别进行3次试验，取平均值。

3、耐候性

按gb1767进行测定

耐候性检测也称为可靠性检测，是指漆膜因受到阳光照射、温度变化及风吹雨淋等外界条件影响而出现粉化、褪色、变色龟裂等老化现象，

在海洋港口工程通用的钢筋混凝土上涂刷实施例1至7及对比例防腐涂料，漆膜实干后，曝露在太阳辐射下同时浸于海水中，观测并记录防腐涂料30天的变化情况，实施例1至7与原始状态相比均无变化，对比例在28天检测时出现轻微粉化现象，其抗冲击强度与初始状态相比，下降20％。

4、柔韧性

按gb1731进行测定

漆膜随底材一起变形而不发生损坏的能力，称为柔韧性，以样板在不同直径的轴棒上弯曲而不引起漆膜破坏的最小轴棒直径表示该漆膜柔韧性。

5、固化收缩率