一种海工混凝土高性能防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种海工混凝土高性能防腐涂料及其制备方法。该海工混凝土高性能防腐涂料的原料组成包括：44‑57wt％水泥、2‑8wt％细砂、1.5‑8wt％水、0.5‑2wt％萘系减水剂、2‑7wt％橡胶粉和30‑45％wt乳液；所述乳液选自硅丙橡胶乳液、丁苯橡胶乳液和丙烯酸酯乳液中的至少一种。本发明专利技术的而聚合物水泥基防腐涂料兼具功能高分子材料和无机材料特点，具有高韧性、高抗渗性、高密实性、高涂膜强度、好的粘结性、优异的耐候性和耐酸碱性、抗老化能力突出、强抗冻性以及施工简便等特点。

A high performance anticorrosive coating for marine concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种海工混凝土高性能防腐涂料及其制备方法
本专利技术属于聚合物水泥基复合材料技术和防腐涂料
，更具体地，涉及一种海工混凝土高性能防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
水泥和有机高分子的复合材料已经在建筑防水领域得到了广泛的应用。特别是近年来随着国内建筑业蓬勃发展，对建造过程中使用的水泥基材料的抗渗防水性和耐久性要求不断提高。对于海工混凝土材料的性质而言，其防腐性能是首要考虑因素。但是海洋环境相当复杂，腐蚀原因多种多样，既有化学腐蚀，也有物理腐蚀的参与；例如氯离子具有很强的穿透性，它通过吸附作用附着于混凝土表面，然后通过混凝土中水泥与细砂之间的微弱空隙向混凝土结构内部穿透，形成了电化学腐蚀，严重破坏了混凝土结构，尤其是在飞溅区和潮差区的腐蚀尤为严重。目前主要的海工混凝土防腐措施是涂敷一层防腐蚀水性涂料或涂刷一层油性涂料，它具有低表面处理、固化时间短、固化后的涂层较坚硬等优点。但是它更有污染海洋环境抗紫外线能力弱、寿命短、耐候性差以及抗冲击性能弱等严重缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种高性能聚合物水泥基防腐涂料，具有优良的耐酸耐碱耐海水腐蚀性、高抗渗性、耐候性强和高韧性。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种海工混凝土高性能防腐涂料，该海工混凝土高性能防腐涂料的原料组成包括：44-57wt％水泥、2-8wt％细砂、1.5-8wt％水、0.5-2wt％萘系减水剂、2-7wt％橡胶粉和30-45％wt乳液；所述乳液选自硅丙橡胶乳液、氯丁胶乳、丁苯橡胶乳液和丙烯酸酯乳液中的至少一种。作为优选方案，所述海工混凝土高性能防腐涂料的原料组成包括：48-53wt％水泥、4-6wt％细砂、3-6wt％水、0.8-1.2wt％萘系减水剂、3.5-4.5wt％橡胶粉和35-40wt％乳液。在进一步优选的固液比下，涂料既不会因固体料太多而导致成型时产生涂料开裂现象，也不会因液料太多而出现挂浆现象。同时，相对于本专利技术，涂料的抗渗性、粘结性和抗拉强度高，施工性能好，有利于市场化发展。作为优选方案，所述水泥为普通硅酸盐水泥和/或硫铝酸盐水泥。作为优选方案，所述细砂的粒径为230-363目。作为优选方案，所述橡胶粉的粒径为20-100目。如20目、40目、60目等。作为优选方案，所述萘系减水剂中的硫酸钠的含量为3-10wt％。作为优选方案，所述萘系减水剂选自FDN-I萘系高效减水剂和YZ-1萘系高效减水剂中的至少一种。作为进一步的优选方案，所述萘系减水剂可选用上海云哲新材料科技有限公司生产的型号为FDN-C的萘系减水剂，其硫酸钠含量为7-9％。作为优选方案，所述硅丙橡胶乳液的固含量为48-55wt％，所述氯丁胶乳的固含量为48-55wt％，所述丁苯橡胶乳液的固含量为48-55wt％，所述丙烯酸酯乳液的固含量为48-55wt％。满足上述固含量的有益之处在于，在该固含量下，乳液不会破乳失效，并易于水泥等无机相混合，提高流动性。本专利技术的第二方面提供上述的海工混凝土高性能防腐涂料的制备方法，该制备方法包括：将水泥、细砂、橡胶粉混合搅拌均匀，再加入水、萘系减水剂、乳液混合搅拌均匀，得到所述海工混凝土高性能防腐涂料。作为优选方案，水泥、细砂、橡胶粉的混合搅拌时间为1-2min，加入水、萘系减水剂、乳液后的混合搅拌时间为3-5min。本专利技术的成膜机理是：将固体料混合搅拌均匀后加入液料再一次搅拌均匀，使聚合物乳液逐渐包裹住水泥颗粒。其中，乳液流动的过程中水泥吸收乳液中的水分，发生水泥水化反应而固化；同时，随着乳液水分被水泥吸收和自身的挥发，乳液中高分子微粒将相互粘结在一起，形成连续的高分子弹性薄膜，并与水泥水化产物共同形成连续的互交互穿网络空间结构；在保持优异刚性的条件下，提高了涂料的韧性，减少了水化物间的空隙。所以此机理兼具挥发固化和反应固化的双重特点。本专利技术的高性能防腐涂料在使用时，分2-3次涂敷，并且后道涂覆应在前道涂层实干后进行，这样可以使得涂层相对更加密实，减少气孔的产生，缩小气孔的体积，提高了涂层的物理和力学性能。本专利技术与传统的防腐涂料相比，具有以下主要的优点：本专利技术的而聚合物水泥基防腐涂料兼具功能高分子材料和无机材料特点，具有高韧性、高抗渗性、高密实性、高涂膜强度、好的粘结性、优异的耐候性和耐酸碱性、抗老化能力突出、强抗冻性以及施工简便等特点。使用不同的聚合物乳液配置的水泥防腐涂料可以非常高效的提高混凝土的防腐蚀性能及其他物理化学性能，实现更好的效果。1、本专利技术采用以聚合物乳液和水泥为主要材料的双组份涂料，兼具功能高分子材料和无机材料的优异性能；既保留了无机水泥材料硬度高，抗压能力强，抗老化性强和抵抗海水冲刷能力突出等特点，又具有粘附性强、柔韧性高、抗渗性能优异、抗氯离子穿透侵蚀性和抗断裂能力性强等高分子材料的特性。优化了防腐材料的物理、化学及力学性能，使涂料的防腐性能更加突出。2、本专利技术中各种乳液的加入提高了水泥材料本身的各种性能外，还节约了时间，提高了施工性能，有利于市场的广泛推广。高分子乳液的加入改变了传统水泥材料的结构，使得高分子乳液与无机水泥相互作用，形成一个镶嵌或互相缠绕的新型空间网络结构。其中，丙烯酸酯乳液具有弹性好、耐酸碱性优和耐候性佳等特点，并且其内含一定数量的活性官能团，能与水泥中Ca(OH)2键合成互穿网络结构，致使水泥基涂层的综合性能得到有效改善。而且经有机硅氧烷改性后的丙烯酸酯乳液，既具有丙烯酸酯乳液固有的优点，又因内含空间位阻较大的憎水基团-Si(OCH3)而具有优异的耐水性、耐酸碱性和耐候性等特点。这些结构特点延长了涂料的使用寿命，丰富了材料的性能，有利于市场化推广。3、本专利技术中满足一定性能的萘系减水剂可充分提高涂层拉伸强度和抗渗性，减少水的用量，对于涂料中的絮凝状大颗粒具有很强的分散作用。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例中，海工混凝土高性能防腐涂料的制备方法包括：将水泥、细砂、橡胶粉混合搅拌1-2min，再加入水、萘系减水剂、乳液混合搅拌3-5min，得到所述海工混凝土高性能防腐涂料。本专利技术实施例中，水泥为42.5普通硅酸盐水泥；细砂为230目砂子，来源于烟台卓润新型建材有限公司；橡胶粉的粒径为0-100目；萘系减水剂为上海云哲新材料科技有限公司生产的型号为FDN-C的萘系减水剂，其硫酸钠含量为7-9％；硅丙橡胶乳液为北京蒙泰伟业建材有限公司BF-400(固含量为48-55wt％)；氯丁胶乳为北京蒙泰伟业建材有限公司511A(固含量为48-55wt％)；丁苯橡胶乳液为北京蒙泰伟业建材有限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海工混凝土高性能防腐涂料，其特征在于，该海工混凝土高性能防腐涂料的原料组成包括：/n44-57wt％水泥、2-8wt％细砂、1.5-8wt％水、0.5-2wt％萘系减水剂、2-7wt％橡胶粉和30-45％wt乳液；/n所述乳液选自硅丙橡胶乳液、氯丁胶乳、丁苯橡胶乳液和丙烯酸酯乳液中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种海工混凝土高性能防腐涂料，其特征在于，该海工混凝土高性能防腐涂料的原料组成包括：
44-57wt％水泥、2-8wt％细砂、1.5-8wt％水、0.5-2wt％萘系减水剂、2-7wt％橡胶粉和30-45％wt乳液；
所述乳液选自硅丙橡胶乳液、氯丁胶乳、丁苯橡胶乳液和丙烯酸酯乳液中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的海工混凝土高性能防腐涂料，其中，所述海工混凝土高性能防腐涂料的原料组成包括：
48-53wt％水泥、4-6wt％细砂、3-6wt％水、0.8-1.2wt％萘系减水剂、3.5-4.5wt％橡胶粉和35-40wt％乳液。


3.根据权利要求1所述的海工混凝土高性能防腐涂料，其中，所述水泥为普通硅酸盐水泥和/或硫铝酸盐水泥。


4.根据权利要求1所述的海工混凝土高性能防腐涂料，其中，所述细砂的粒径为230-363目。


5.根据权利要求1所述的海工混凝土高性能防腐涂料，其中，所述橡胶粉的粒径为20-100目。
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【专利技术属性】
技术研发人员：谭晓明，王世闰，张荣堂，刘杰胜，张浩，涂妮，张传成，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42