一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术为一种高韧性有机‑无机复合海洋防腐涂料及其制备方法，该涂料各组分的重量配比为：25％～35％重量比的偏高岭土；35％～50％重量比的水玻璃；4％～5％重量比的氢氧化钠颗粒；4％～5％重量比的去离子水；3％～18％重量比的环氧树脂；0.4％～4％重量比的501稀释剂；0.5％～5％重量比的TX500固化剂；1.5％～9％和1％～7％重量比的聚醚胺固化剂D400和D2000；0.05％～0.2％重量比的萘系高效减水剂；且高韧性树脂掺量为偏高岭土地质聚合物的10～30％，高韧性树脂为环氧树脂、501稀释剂、TX500固化剂、聚醚胺固化剂D400和D2000，剩余组分为偏高岭土地质聚合物。该涂料具有耐腐蚀、耐收缩、长寿命的特点。

A high toughness organic-inorganic composite marine anticorrosive coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料，属于海洋防腐涂料
，主要应用于海洋混凝土结构防腐

技术介绍
在港口、码头、石油钻井平台等海洋和近海构筑物中，混凝土结构腐蚀破坏严重，由此产生巨大的经济损失。表面防腐涂层是海洋混凝土结构最常用的防护手段。但是，中国核心期刊“涂料工业”2018年11期发表的《混凝土防腐涂料的研究进展》一文中论述了混凝土的腐蚀机理以及多种混凝土涂层防腐蚀技术，大都不尽人意。《Areviewonsurfacetreatmentforconcrete–Part2:Performance》一文中提到常用的有机涂层都具有易老化问题，无法保证对海工混凝土长期的防护作用。偏高岭土基地聚物具有良好的防碳化、防硫酸盐腐蚀性质，而《地聚物改性研究进展》一文又指出地质聚合物脆性较大，易干缩开裂。因此，地聚物作为涂料会导致海水入侵混凝土结构，加速钢筋混凝土腐蚀。《水溶性树脂改性地质聚合物材料的性能研究》一文研究表明，树脂可以一定程度上提高地聚物的力学性质，但对于其韧性和抗干缩性质没有明显改善，且普通树脂不溶于水、黏度高、刚度大，会降低地聚物流动性、增加孔隙、与无机材料相容性不良，故尚没有研究将树脂-地聚物复合材料用于海工混凝土防腐涂层。为了克服这些难点，本专利技术利用高韧性环氧树脂，胺类固化环氧树脂中的环氧基在地聚物浆体碱性环境下开环，与已有的羟基和地聚物中的羟基反应，有机树脂与无机地聚物连结成网状结构，提高相容性。并且利用高韧性环氧树脂填充地聚物中的已有孔隙，对微裂缝起到桥连作用，提高荷载下的吸能作用，从而降低孔隙、提高韧性。本专利技术创造性的提出利用高韧性环氧树脂与偏高岭土基地聚物制备一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料，能够实现防腐涂料的有效防腐、耐久、不易老化。本专利技术采用的制备方法具有产物分散性均匀、防腐性能优良、耐老化等特点，具有广阔的市场应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于用高韧性树脂与地聚物合成一种高韧性有机-无机复合材料，提供一种具有耐腐蚀、耐收缩、长寿命的海工混凝土防腐涂料的制备方法。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料，该涂料各组分的重量配比为：25％～35％重量比的偏高岭土；35％～50％重量比的水玻璃；4％～5％重量比的氢氧化钠颗粒；4％～5％重量比的去离子水；3％～18％重量比的环氧树脂；0.4％～4％重量比的501稀释剂；0.5％～5％重量比的TX500固化剂；1.5％～9％和1％～7％重量比的聚醚胺固化剂D400和D2000；0.05％～0.2％重量比的萘系高效减水剂；且高韧性树脂掺量为偏高岭土地质聚合物的10～30％，高韧性树脂为环氧树脂、501稀释剂、TX500固化剂、聚醚胺固化剂D400和D2000，剩余组分为偏高岭土地质聚合物。优选地，涂料各组分的重量份数为：偏高岭土100.0份；水玻璃136.0份；氢氧化钠颗粒13.7份；去离子水13.7份；环氧树脂11.5～37.4份；501稀释剂0.8～6.0份；TX500固化剂2.8～9.7份；聚醚胺固化剂D4005.0～17.0份和D20002.8～12.0份；萘系高效减水剂0.5份。优选地，涂料各组分的重量份数为：偏高岭土100.0份；水玻璃136.0份；氢氧化钠颗粒13.7份；去离子水13.7份；环氧树脂12～37份；501稀释剂1.0～5.8份；TX500固化剂3.0～9.5份；聚醚胺固化剂D4005.0～17.0份和D20003.0～11.5份；萘系高效减水剂0.5份。所述偏高岭土为1250～6000目，其主要化学成分Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO等；水玻璃模数为1～3.2，固含量35％～45％，波美度42～50度。进一步优选，偏高岭土为1250目，该细度的偏高岭土地质聚合反应活性最高，地聚物凝胶产量最高；水玻璃模数为2，固含量为42％，波美度为48.8度，该浓度的水玻璃最有利于偏高岭土基地聚物的合成。所述环氧树脂具有抗腐蚀性、易老化的特点，如E51、E44环氧树脂等，进一步优选为国产E-51双酚A型环氧树脂。该类树脂在碱性环境下的羟基与地聚物前驱体的羟基聚合形成三维网状结构，保证复合材料的高韧性和耐久性；固化剂为TX500固化剂、D400和D2000聚醚胺固化剂，该固化剂的组合使用保证环氧树脂具备高韧性。所述减水剂为萘系高效减水剂，该减水剂在碱性环境下能够有效提高环氧树脂-地聚物复合材料浆体的流动性。一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)将上述各组分分成三组：第一组为偏高岭土和萘系高效减水剂；第二组为水玻璃溶液、氢氧化钠颗粒以及去离子水；第三组为环氧树脂，501稀释剂，TX-500固化剂，聚醚胺固化剂D400与D2000；(2)将第二组的氢氧化钠颗粒缓慢加入到去离子水中并不断搅拌，得到50％氢氧化钠溶液，冷却至室温，将50％氢氧化钠溶液加入到水玻璃溶液中，搅拌均匀，制成复合碱激发剂，备用，保证氢氧化钠充分溶解，氢氧化钠与水玻璃充分混合，提高地聚物凝胶合成效率；水玻璃溶液与氢氧化钠溶液的体积配合比为水玻璃溶液：氢氧化钠溶液＝5:1；(3)将第一组的偏高岭土和萘系高效减水剂与复合碱激发剂混合搅拌均匀不少于5min，制成地聚物浆体，保证地聚物的充分反应时间和流动度；(4)将盛有第三组中环氧树脂的烧杯夹持固定于搅拌器上，设定搅拌器以低速运转用以搅拌树脂，期间缓慢向环氧树脂中加入501稀释剂、TX-500固化剂、聚醚胺固化剂D400与D2000；接着设定搅拌器以高速运转，充分搅拌以保证混合均匀，得到高韧性树脂；(5)将步骤(3)中制好的地聚物浆体与步骤(4)中制好的高韧性树脂混合搅拌均匀不少于5min，保证树脂与地聚物发生充分聚合反应，得到高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料。本专利技术还保护一种高韧性有机-无机复合海工混凝土防腐涂料的喷涂工艺。一种高韧性有机-无机复合海工混凝土防腐涂料采用高压无气喷涂工艺，按照先上下后左右的顺序，涂2～4道，每道涂层厚度90～150mm。高压无气喷气机压力为210kg/cm2，喷嘴直径为φ1.8mm，保证涂料在混凝土表面形成均匀的保护层，有效防止氯离子渗透和硫酸盐腐蚀。本专利技术的主要特点：本专利技术所述的双酚A环氧树脂，分子链中含有许多的环氧基、羟基等活性团，在胺类固化剂D400和D2000作用下可以交联为体型结构，具备比普通环氧树脂更高的韧性，反应机理如下(以伯胺为例)：第一步，伯胺与环氧树脂中的环氧基反应使之开环生成仲胺：第二步，仲胺继续与环氧基反应生成叔胺：第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料，该涂料各组分的重量配比为：/n25％～35％重量比的偏高岭土；/n35％～50％重量比的水玻璃；/n4％～5％重量比的氢氧化钠颗粒；/n4％～5％重量比的去离子水；/n3％～18％重量比的环氧树脂；/n0.4％～4％重量比的501稀释剂；/n0.5％～5％重量比的TX500固化剂；/n1.5％～9％和1％～7％重量比的聚醚胺固化剂D400和D2000；/n0.05％～0.2％重量比的萘系高效减水剂；/n且高韧性树脂掺量为偏高岭土地质聚合物的10～30％，高韧性树脂为环氧树脂、501稀释剂、TX500固化剂、聚醚胺固化剂D400和D2000，剩余组分为偏高岭土地质聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种高韧性有机-无机复合海洋防腐涂料，该涂料各组分的重量配比为：
25％～35％重量比的偏高岭土；
35％～50％重量比的水玻璃；
4％～5％重量比的氢氧化钠颗粒；
4％～5％重量比的去离子水；
3％～18％重量比的环氧树脂；
0.4％～4％重量比的501稀释剂；
0.5％～5％重量比的TX500固化剂；
1.5％～9％和1％～7％重量比的聚醚胺固化剂D400和D2000；
0.05％～0.2％重量比的萘系高效减水剂；
且高韧性树脂掺量为偏高岭土地质聚合物的10～30％，高韧性树脂为环氧树脂、501稀释剂、TX500固化剂、聚醚胺固化剂D400和D2000，剩余组分为偏高岭土地质聚合物。


2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，涂料各组分的重量份数为：
偏高岭土100.0份；
水玻璃136.0份；
氢氧化钠颗粒13.7份；
去离子水13.7份；
环氧树脂11.5～37.4份；
501稀释剂0.8～6.0份；
TX500固化剂2.8～9.7份；
聚醚胺固化剂D4005.0～17.0份和D20002.8～12.0份；
萘系高效减水剂0.5份。


3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，涂料各组分的重量份数为：
偏高岭土100.0份；
水玻璃136.0份；
氢氧化钠颗粒13.7份；
去离子水13.7份；
环氧树脂12～37份；
501稀释剂1.0～5.8份；
TX500固化剂3.0～9.5份；
聚醚胺固化剂D4005.0～17.0份和D20003.0～11.5份；
萘系高效减水剂0.5份。


4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述偏高岭土为1250～6000目；水玻璃模数为1～3.2，固含量35％～45％，波美度42～50度；所述环氧树脂为E51或E44环氧树脂。


5.根据权利要求1所述的涂料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张默，刘雄飞，徐红岩，吴尧尧，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12