一种水性钢筋防腐剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于防腐涂料技术领域。更具体地，涉及一种水性钢筋防腐剂的制备方法及其应用。在制备产品时，具体制备步骤包括：CNT和纳米二氧化钛的复合：将碳纳米管分散于1，3

【技术实现步骤摘要】
一种水性钢筋防腐剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于防腐涂料
更具体地，涉及一种水性钢筋防腐剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]水性防腐剂是在1950年左右，伴随着建筑乳胶涂料的产生而出现的。水性防腐剂研究的最初目的是为了得到更加优异的性能，比如易清理，减少火灾隐患等。如今，水性防腐剂的应用已经远远超过溶剂型涂料，随着VOC含量要求越来越严格，这种趋势也会愈演愈烈。
[0003]依据聚合物树脂的分类，目前应用于钢筋腐蚀防护的水性涂料主要包括：水性丙烯酸防腐涂料、水性环氧防腐涂料、水性聚氨酯防腐涂料和水性无机富锌涂料。
[0004]其中，环氧树脂易与很多不同的官能团反应，环氧防腐涂层的制备主要采用环氧树脂和伯胺或是仲胺的化学反应。环氧树脂对于金属基材具有优异的耐腐蚀性能和附着力，力学性能高，因此超过50％的环氧树脂用生产防腐涂料，尤其是金属，例如钢筋的重度防腐涂料的主要产品之一。
[0005]防腐涂料中的水性环氧树脂通过接枝亲水基团和极性乳化基团实现环氧树脂的水性化。水性环氧树脂的优异性能大幅度降低材料成本和应用领域。但是，专利技术人研究发现，由于水性化以后，涂料树脂对于水分和空气的耐受能力出现明显下降，经分析认为，可能是由于一方面，涂料改性后其对水分和空气的阻隔能力下降，另一方面，在实际使用过程中，涂料表层容易开裂，水分和空气容易随裂缝向内部扩散渗透，从而由于局部防护失效逐步蔓延至更多的区域。
[0006]基于此，如何有效提高水性环氧树脂体系对钢筋等金属的防腐性能，是限制该产品进一步发展的瓶颈问题之一。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是克服现有水性环氧树脂涂料在实际应用过程中，由于一方面，涂料改性后其对水分和空气的阻隔能力下降，另一方面，在实际使用过程中，涂料表层容易开裂，水分和空气容易随裂缝向内部扩散渗透，从而由于局部防护失效逐步蔓延至更多的区域的缺陷和不足，提供一种水性钢筋防腐剂的制备方法及其应用。
[0008]本专利技术的目的是提供一种水性钢筋防腐剂的制备方法。
[0009]本专利技术另一目的是提供一种水性钢筋防腐剂的应用方法。
[0010]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0011]一种水性钢筋防腐剂的制备方法，具体制备步骤包括：
[0012]CNT和纳米二氧化钛的复合：
[0013]将碳纳米管分散于1，3
‑
丁二醇中，再加入钛酸酯和油酸，加热回流反应后，过滤，洗涤和干燥，得复合CNT；
[0014]基体树脂的制备：
[0015]以丁烯酸、亚油酸和环氧树脂为原料，反应后，再与丙烯酸单体反应，得丙烯酸改性环氧树脂，并以此为基体树脂；
[0016]产品配制：
[0017]将基体树脂、复合CNT、去离子水、润湿剂、流平剂混合均匀，再加入固化剂，即得产品。
[0018]上述技术方案通过在涂料体系中，引入表面包覆有纳米二氧化钛颗粒的CNT，并且选用丙烯酸改性得到的环氧树脂作为基体树脂；一方面，在纳米二氧化钛的作用下，CNT可以在水性改性后的环氧树脂体系中均匀分散；另一方面，表面包覆了颗粒状的纳米二氧化钛后，其可以在环氧树脂交联固化过程中，形成更多的锚定点位，从而提升CNT与环氧树脂交联网络体系的结合力，并且对其树脂的交联网络结构形成了致密的填充，如此，不仅可以有效避免水分或孔隙沿交联网络的空隙向内部扩散渗透，与此同时，还可以避免在后续使用过程中，涂料的开裂引起水分和空气的向内扩散，延长了产品的使用寿命；
[0019]具体的，上述方案通过利用1，3
‑
丁二醇和油酸的脱水缩合过程产生的水分子，激发钛酸酯的水解过程，水解产物则被CNT吸附固定，从而使得纳米二氧化钛在CNT表面均匀吸附固定成为了可能。
[0020]进一步的，所述产品配制还包括：
[0021]将基体树脂、复合CNT、去离子水、润湿剂、流平剂混合后，砂磨至涂料细度达到150
‑
200nm。
[0022]进一步的，所述碳纳米管选择长径比为10：1
‑
12：1的碳纳米管。
[0023]上述技术方案通过进一步选择合适长径比的碳纳米管作为基材，在实际使用过程中，其可以有效的在环氧树脂的三维交联网络结构中分散，并且相邻的碳纳米管可以获得不同的填充角度，依次可以在三维交联网络结构的作用下，使得相邻的碳纳米管之间形成空间上的投影交叉或重叠，从而可以在立体上，获得对涂料更为优异的补强效果，防止其开裂导致防腐失效。
[0024]进一步的，所述CNT和纳米二氧化钛的复合过程中，还包括，在加入钛酸酯和油酸后，加入乳化剂OP
‑
10。
[0025]进一步的，所述产品配制过程中，所述复合CNT的用量为所述基体树脂用量的10
‑
12％。
[0026]进一步的，所述固化剂选自乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺中的任意一种。
[0027]一种水性钢筋防腐剂的应用方法，具体应用步骤包括：
[0028]将防腐剂搅拌分散均匀，备用；
[0029]将钢筋表面除杂后，加热升温至45
‑
55℃，将所述备用的防腐剂涂覆于钢筋表面，静置，干燥固化，即完成产品的应用。
[0030]上述技术方案通过在具体涂料的应用过程中，通过对钢筋进行预热处理，如此，可以强化涂料在钢筋表面的润湿过程，并且可以使得粘附于钢筋表面的涂料加速固化，从而更有利于在钢筋表面形成牢固的涂料粘合界面，防止涂料和钢筋脱附引起的防腐失效。
[0031]进一步的，所述涂覆选用刷涂、浸涂、滚涂或喷涂中的任意一种。
[0032]进一步的，所述加热升温在惰性气体保护状态下进行。
具体实施方式
[0033]以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。
[0034]除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0035]实施例1
[0036]CNT和纳米二氧化钛的复合：
[0037]按质量比为1：10将碳纳米管分散于1，3
‑
丁二醇中，以超声频率为80kHz超声分散20min后，再加入碳纳米管质量10％的钛酸四丁酯以及1，3
‑
丁二醇质量5％的油酸，以及1，3
‑
丁二醇质量0.3％的乳化剂OP
‑
10，并将物料转移至带回流冷凝管的反应器中，于温度为80℃条件下，加热回流反应6h后，过滤，收集滤饼，并用无水乙醇洗涤滤饼3次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为90℃条件下干燥至恒重，得复合CNT；
[0038]所述碳纳米管选择长径比为10：1的碳纳米管；
[0039]基体树脂的制备：
[0040]按重量份数计，依次取5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性钢筋防腐剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：CNT和纳米二氧化钛的复合：将碳纳米管分散于1，3
‑
丁二醇中，再加入钛酸酯和油酸，加热回流反应后，过滤，洗涤和干燥，得复合CNT；基体树脂的制备：以丁烯酸、亚油酸和环氧树脂为原料，反应后，再与丙烯酸单体反应，得丙烯酸改性环氧树脂，并以此为基体树脂；产品配制：将基体树脂、复合CNT、去离子水、润湿剂、流平剂混合均匀，再加入固化剂，即得产品。2.根据权利要求1所述的一种水性钢筋防腐剂的制备方法，其特征在于，所述产品配制还包括：将基体树脂、复合CNT、去离子水、润湿剂、流平剂混合后，砂磨至涂料细度达到150
‑
200nm。3.根据权利要求1所述的一种水性钢筋防腐剂的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管选择长径比为10：1
‑
12：1的碳纳米管。4.根据权利要求1所述的一种水性钢筋防腐剂的制备方法，其特征在于，所述CNT和纳米二氧化钛的复合过程中，还包括，在加入钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴景浪，房成，赵尚贤，郭炜，
申请(专利权)人：黄山钛可磨工业介质有限公司，
类型：发明
国别省市：