钢筋混凝土防护用复合涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钢筋混凝土防护用复合涂料及其制备方法和应用，所述复合涂料包括：无溶剂渗透性底漆，包括环氧树脂、活性稀释剂、环氧固化剂和单宁酸；无溶剂高固含石墨烯面漆，包括环氧树脂、活性稀释剂、石墨烯、防锈颜料、填料、润湿分散剂、防沉剂和环氧固化剂；以及由所述复合涂料形成的复合涂层，其包括由无溶剂渗透性底漆、无溶剂高固含石墨烯面漆形成的底漆层、面漆层。本发明专利技术提供的复合涂料的制法简单，可大批量生产，形成的复合涂层能够有效降低水分子和其他腐蚀介质向混凝土内部扩散的渗透速率，适用于如桥梁、海工平台、铁路路基、输电铁塔基座等混凝土、钢筋混凝土基体进行防护，对于延长钢筋混凝土的服役寿命具有重要意义。

Composite coating for reinforced concrete protection, preparation method and application thereof

The invention discloses a reinforced concrete protective coating and preparation method and application thereof, comprising the composite coating without solvent permeable primer, including epoxy resin, reactive diluent, epoxy curing agent and tannic acid; solvent free high solid graphene topcoat, including epoxy resin, reactive diluent, graphene, anti rust pigment, filler, dispersing agent, anti settling agent and epoxy curing agent; and composite coatings by the composite coating formed, comprising a solvent permeable primer, solvent-free high solid paint primer layer formed of graphene, topcoat. Preparation method of composite coating provided by the invention is simple and suitable for mass production, the formation of the composite coating can effectively reduce the water molecules and other corrosive medium to the permeation rate of concrete internal diffusion, suitable for offshore platforms, such as bridges, railway subgrade, tower base concrete, reinforced concrete matrix for protection, has the significance for prolonging the service life of reinforced concrete.

【技术实现步骤摘要】
钢筋混凝土防护用复合涂料及其制备方法和应用
本专利技术具体涉及一种钢筋混凝土防护用复合涂料、钢筋混凝土防护用复合涂层及其制备方法和应用，属钢筋混凝土防护

技术介绍
混凝土是由胶凝材料水泥、砂子、石子和水，及掺和材料、外加剂等按一定的比例拌和而成。凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂。为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。这种配有钢筋的混凝土，称为钢筋混凝土。混凝土结构因太阳光照射、风沙雨淋和自然老化导致其疏松多孔，腐蚀介质会逐渐渗透进入混凝土引起内部钢筋腐蚀，钢筋锈蚀进一步导致混凝土耐久性不足而过早失效破坏，带来严重的安全隐患和经济损失。如何提高钢筋混凝土的耐久性能，延长钢筋混凝土的服役寿命，是土木工程界和腐蚀防护工作者普遍关注的难题。研究表明，有足够的水分参与是混凝土发生过早耐久性劣化的必要条件，而对钢筋混凝土进行防水处理是提高混凝土耐久性的有效措施。因此，开发一种简单有效并且可以带锈涂装的钢筋混凝土防护涂料，降低水分和其他腐蚀介质向混凝土内部扩散的渗透速率，对于延长钢筋混凝土的服役寿命具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种钢筋混凝土防护用复合涂料及其制备方法和应用，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种钢筋混凝土防护用复合涂料，其包括：无溶剂渗透性底漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、环氧固化剂和单宁酸；无溶剂高固含石墨烯面漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、石墨烯、防锈颜料、填料、润湿分散剂、防沉剂和环氧固化剂。进一步的，所述石墨烯包括单层石墨烯和/或多层石墨烯等，且不限于此。进一步的，所述无溶剂渗透性底漆的细度小于5μm。进一步的，所述无溶剂高固含石墨烯面漆的细度小于30μm。本专利技术实施例还提供了制备所述钢筋混凝土防护用复合涂料的方法，包括：至少将环氧树脂、活性稀释剂、单宁酸混合均匀并研磨至细度小于5μm，再加入环氧固化剂，形成无溶剂渗透性底漆；以及，至少将石墨烯粉体、润湿分散剂、活性稀释剂与环氧树脂混合均匀并研磨至细度小于30μm，再添加颜料和防锈颜料，之后继续研磨至细度小于30μm，再依次加入防沉剂和环氧固化剂，形成无溶剂高固含石墨烯面漆。本专利技术实施例还提供了一种钢筋混凝土防护用复合涂层，包括底漆层和覆设在底漆层上的面漆层，所述底漆层、面漆层分别由所述的钢筋混凝土防护用复合涂料中的无溶剂渗透性底漆、无溶剂高固含石墨烯面漆形成。优选的，所述钢筋混凝土防护用复合涂层的固含量为95.6wt％～98.2wt％。本专利技术实施例还提供了所述的钢筋混凝土防护用复合涂料或所述的钢筋混凝土防护用复合涂层于混凝土或钢筋混凝土防护领域的用途。与现有技术相比，本专利技术提供的钢筋混凝土防护用复合涂料的制备方法简单，可大批量生产，在涂覆使用后，所形成的复合涂层能够有效降低水分子和其他腐蚀介质向混凝土内部扩散的渗透速率，适用于对例如桥梁、海工平台、铁路路基、输电铁塔基座等混凝土、钢筋混凝土基体进行防护，对于延长钢筋混凝土的服役寿命具有重要意义。附图说明图1是采用本专利技术实施例1的复合防护涂层在钢筋混凝土上固化成膜后的照片。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供的一种钢筋混凝土防护用复合涂料包括：无溶剂渗透性底漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、环氧固化剂和单宁酸；无溶剂高固含石墨烯面漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、石墨烯、防锈颜料、填料、润湿分散剂、防沉剂和环氧固化剂。进一步的，所述石墨烯包括单层石墨烯和/或多层石墨烯等。进一步的，所述石墨烯的直径为10～50μm，优选为20～30μm，尤其优选为25μm左右。进一步的，所述无溶剂高固含石墨烯面漆中石墨烯的含量为0.2wt％～1.5wt％，优选为0.3wt％～1.2wt％，尤其优选为0.8wt％左右。在一些较佳实施方案中，，所述无溶剂渗透性底漆包含50～70wt％环氧树脂、10～30wt％活性稀释剂、1～10wt％单宁酸以及环氧固化剂。在一些较佳实施方案中，所述无溶剂高固含石墨烯面漆包含30～50wt％环氧树脂、5～25wt％活性稀释剂、0.1～2.0wt％石墨烯、5～20％防锈颜料、5～20wt％填料、0.1～0.5wt％润湿分散剂、0.1～3.0wt％防沉剂以及环氧固化剂进一步的，所述环氧树脂包括E20，E44和E51中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。进一步的，所述润湿分散剂包括环己酮、苯甲醇中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。进一步，所述环氧固化剂包括改性胺固化剂等，当然也可以采用业界已知的其它类型的合适环氧固化剂。进一步，所述活性稀释剂优选采用环氧丙烷十二烷基醚(AGE)等。其中，AGE属于C12～14烷基缩水甘油醚，分子内含醚键和环氧基，为低粘度、无色无味的单官能基稀释剂，在涂料固化中，其可以直接与胺类固化剂固化成膜，不增加VOC排放。进一步，所述防沉剂包括聚乙烯蜡、气硅或膨润土中的一种或两种以上的组合，且不限于此。进一步的，所述无溶剂高固含石墨烯面漆中填料的含量为5～20wt％，优选为5～15wt％，尤其优选为14wt％左右。进一步的，所述填料包括钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡或云母粉中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。进一步的，所述无溶剂高固含石墨烯面漆中防锈颜料的含量为5～20wt％，优选为5～15wt％，尤其优选为10wt％左右。进一步的，所述防锈颜料包括磷酸锌、多聚硫酸铝、锌粉、铝粉中的一种或两种以上的组合，且不限于此。优选的，所述无溶剂渗透性底漆的细度小于5μm。进一步的，所述无溶剂渗透性底漆在室温(25℃左右)的固化时间约为24～36h。优选的，所述无溶剂高固含石墨烯面漆的细度小于30μm。其中，所述无溶剂渗透性底漆可以密封钢筋混凝土中的微小空隙，有效提高混凝土与涂层之间的结合力，而所述无溶剂高固含石墨烯面漆可以形成致密的涂层，显著降低腐蚀性介质向混凝土内部的扩散速率，进而可以通过该两种涂层的配合，实现对钢筋混凝土的综合防护。又及，若非特别说明，所述钢筋混凝土防护用复合涂料中的各原料均可通过商购等途径获取。本专利技术实施例的一个方面提供的一种制备所述钢筋混凝土防护用复合涂料的方法包括：至少将环氧树脂、活性稀释剂、单宁酸混合均匀并研磨至细度小于5μm，再加入环氧固化剂，形成无溶剂渗透性底漆；以及，至少将石墨烯粉体、润湿分散剂、活性稀释剂与环氧树脂混合均匀并研磨至细度小于30μm，再添加颜料和防锈颜料，之后继续研磨至细度小于30μm，再依次加入防沉剂和环氧固化剂，形成无溶剂高固含石墨烯面漆。在本专利技术的一较为具体的实施方案中，所述钢筋混凝土防护用复合涂料的方法可以包括如下步骤：(1)将环氧树脂、活性稀释剂AGE、单宁酸混合搅拌均匀，再研磨至细度＜5μm，加入环氧固化剂固化成膜，获得无溶剂渗透性底漆；(2)将石墨烯粉体、润湿分散剂、活性稀释剂AGE混合到环氧树脂中，研磨至细度小于30μm，并添加颜料和防锈颜料，继续研磨至细度小于3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢筋混凝土防护用复合涂料，其特征在于包括：无溶剂渗透性底漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、环氧固化剂和单宁酸；无溶剂高固含石墨烯面漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、石墨烯、防锈颜料、填料、润湿分散剂、防沉剂和环氧固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土防护用复合涂料，其特征在于包括：无溶剂渗透性底漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、环氧固化剂和单宁酸；无溶剂高固含石墨烯面漆，包含环氧树脂、活性稀释剂、石墨烯、防锈颜料、填料、润湿分散剂、防沉剂和环氧固化剂。2.根据权利要求1所述钢筋混凝土防护用复合涂料，其特征在于：所述石墨烯包括单层石墨烯和/或多层石墨烯；和/或，所述石墨烯的直径为10～50μm，优选为20～30μm；和/或，所述无溶剂高固含石墨烯面漆中石墨烯的含量为0.2wt％～1.5wt％，优选为0.3wt％～1.2wt％；优选的，所述无溶剂高固含石墨烯面漆，包含30～50wt％环氧树脂、5～25wt％活性稀释剂、0.1～2.0wt％石墨烯、5～20％防锈颜料、5～20wt％填料、0.1～0.5wt％润湿分散剂、0.1～3.0wt％防沉剂以及环氧固化剂；和/或，所述无溶剂渗透性底漆包含30～65wt％环氧树脂、10～35wt％活性稀释剂、3～10wt％单宁酸以及环氧固化剂。3.根据权利要求1所述钢筋混凝土防护用复合涂料，其特征在于：所述润湿分散剂包括环己酮、苯甲醇中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述环氧树脂包括E20，E44和E51中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述环氧固化剂包括改性胺固化剂；和/或，所述活性稀释剂包括环氧丙烷十二烷基醚；和/或，所述防沉剂包括聚乙烯蜡、气硅或膨润土中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述钢筋混凝土防护用复合涂料，其特征在于：所述无溶剂高固含石墨烯面漆中填料的含量为5～20wt％，优选为5～15wt％；和/或，所述填料包括钛白粉、滑石粉、沉淀硫酸钡或云母粉中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述无溶剂高固含石墨烯面漆中防锈颜料的含量为5～20wt％，优选为5～15wt％；和/或，所述防锈颜料包括磷酸锌、多聚硫酸铝、锌粉、铝粉中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1所述钢筋混凝土防护用复合涂料，其特征在于：所述无溶剂渗透性底漆的细度小于5μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立平，刘栓，蒲吉斌，李晓刚，薛群基，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33