CN101967362B - 一种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种钢结构件上防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶及其制备方法，该密封胶包括A组分和B组分，A组分为环氧树脂E51、环氧丙烷丁基醚660、苄基缩水甘油醚692和锌粉，B组分为固化剂、导电态聚苯胺和锌粉。按本发明所述配方和方法制备成防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶。这种密封胶可以常温固化，室温下粘度最低可达到30秒，粘结强度最高可达到0.6MPa，剪切强度最高可达到15MPa，模拟样品在盐雾加速试验1000h后继续在室内放置4000h，缝隙部位没有任何腐蚀破坏现象发生。这种密封胶成本低廉、工艺简单，具有良好的良好物理密封性能和优异的阴极保护性能。

Description

一种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于钢结构件防缝隙腐蚀技术领域，具体涉及一种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶及其制备方法。 

背景技术

缝隙腐蚀是发生在钢结构件缝隙中常见的腐蚀破坏现象。它是局部腐蚀的一种形式。金属与金属或金属与非金属相接触，例如金属与铆钉、螺栓、垫圈、阀座、沉积物、海生物等相接触，会形成缝隙。钢结构件在海水或者氯化物等介质中会发生缝隙腐蚀。其结果是破坏结合接处的完整性，导致材料性能下降。从而导致一些重点工程，如桥梁、船坞等大型钢结构件的服役安全性，受到了严重影响。 

目前钢结构件缝隙腐蚀的控制措施主要有以下几种： 

1)合理设计。在设计和制造工艺上应尽可能避免造成缝隙结构。例如，尽量用焊接取代铆接或螺栓连接，采用连续焊取代点焊，并且在接触腐蚀介质的一侧避免孔洞和缝隙。设计容器时，应保证容器在排空时无残留溶液存在。连接部件的法兰盘垫圈要采用非吸水性材料(如聚四氟乙烯等)； 

2)合理选择耐蚀性材料。选择合适的耐缝隙腐蚀材料是控制缝隙腐蚀的有效方法之一。例如，含Cr，Mo，Ni，N量较高的不锈钢和镍基合金，钛及钛合金，某些铜合金等具有较好的抗缝隙腐蚀性能。选材时既要考虑耐蚀性能，同时还要注意经济因素。例如，Ti-Pd合金 具有优异的抗热浓氯化物介质缝隙腐蚀性能，但因其价格昂贵难以推广使用，钛合金表面渗Pd则可解决这一问题。 

3)采取电化学保护措施。例如，对不锈钢等钝化性金属材料，将其电位降低到保护电位以下，而高于Flade电位区间，这样既保证不产生点蚀，也不引起缝隙腐蚀。 

目前钢结构件的缝隙腐蚀控制措施中还没有采用到电化学活性密封胶进行密封防护的方法。目前一般的物理屏蔽功能的密封胶如环氧树脂等对钢结构件上的缝隙结构也仅仅能起到物理密封的作用，固化后较脆，抗疲劳、剪切和弯曲性能较差，粘结强度不高。这种物理屏蔽功能的密封胶一般流动性较差，固化性能不佳，不能很好的填充钢结构件的缝隙结构；并且这种物理屏蔽功能的密封胶耐候性差，易发生开裂，剥落，等种种失效现象。更为严重的是，一旦这种物理密封防护措施失效会导致加速腐蚀，使一些重点工程，如桥梁、船坞等大型钢结构件的服役安全性，受到了严重影响。 

考虑到经济上的因素，以及目前一般的密封胶如环氧树脂等对钢结构件上的缝隙腐蚀方面的缺点，我们通过对一般密封胶进行重新设计和筛选，添加了一些高性能的新型原料，选择了合适的制备工艺，制备了一种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶，并对实施这种密封胶的模拟缝隙腐蚀的样品进行了长时间的盐雾加速试验，由此确定了最佳的配方和工艺，得到了很好地满足钢结构件防缝隙腐蚀要求的电化学活性防腐蚀密封胶。 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可在常温下固化粘结，且工艺简单可行、成本低廉，固化后的机械性能和腐蚀防护性能优良的防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶及其制备方法。 

本发明的设计原则是为了保证密封胶的整体性能，如固化前的流动性和填充能力、固化后抗疲劳、剪切和弯曲性能、粘结强度、耐腐蚀性能等，而且能够常温固化，同时考虑成本因素。 

本发明的技术方案是，一种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶，该密封胶主要成分为A组分和B组分； 

所述A组分的主成分：环氧树脂E51质量百分比为  6～9％ 

                   环氧丙烷丁基醚660质量百分比为  1％ 

                   苄基缩水甘油醚692质量百分比为  1％ 

                   Zn粉质量百分比为         89～92％； 

所述B组分的主成分：固化剂质量百分比为       9～12％ 

                   Zn粉质量百分比为         80～83％ 

                   导电态聚苯胺质量百分比为 8％。 

进一步，所述Zn粉的标称粒度范围为800～2000目，所述导电态聚苯胺的粒径范围是20～40μm。 

进一步，所述固化剂为腰果壳油，胺值在330～350mgKOH/g。 

本发明的另一目的在于提供上述防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶的制备方法，具体包括以下步骤： 

1.制备A组分：按比例分别称取环氧树脂E51、环氧丙烷丁基醚660和苄基缩水甘油醚692混合，机械搅拌15～20分钟，待混合充分后缓缓加入锌粉，边搅拌便加入，机械搅拌20～30分钟，直至锌粉全部变成糊状，得到组分A； 

2.制备A组分：按比例分别称取固化剂和导电态聚苯胺混合，机械搅拌15～20分钟，待混合充分后缓缓加入锌粉，边搅拌便加入，机械搅拌20～30分钟，直至锌粉全部变成糊状，得到组分B； 

3.将上述步骤中得到A组分2份与1份B组分混合，机械搅拌 

20～30分钟，即得到这种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶。 

本发明的优点在于： 

1)本发明的防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶有着良好的电化学性能，具有阴极保护和物理密封双重效果。A组分和B组分混合后具有较低的粘度和较高的流动性，能有效填补容易发生缝隙腐蚀的缝隙结构。固化后的密封胶还具有一定的韧性、抗疲劳、抗弯曲、抗剪切特性。 

2)本发明的防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶的推广，能减少钢结构件防腐蚀工程施工的工序，缩短施工时间，同时显著降低防腐蚀工程的成本。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案作进一步说明。 

实施例1 

1试验材料：12块Q235冷轧板，形状为2mm×45mm×90mm。 

2密封胶制备：称取E51环氧树脂12g，660环氧丙烷丁基醚2g，692苄基缩水甘油醚2g混合，机械搅拌15分钟，将粒度范围为800目的Zn粉178g缓缓加入，机械搅拌20分钟后，得到配制的A组分200g；称取胺值在330mgKOH/g的腰果壳油固化剂9g和粒径范围是20μm的导电态聚苯胺8g混合，机械搅拌15分钟，将粒度范围为800目的Zn粉83g缓缓加入，机械搅拌20分钟后，得到配制的B组分100g。 

3制备用于模拟缝隙腐蚀的样品：先将2块冷轧板贴在一起，下 面长度的30mm用宽胶布紧密地缠住，然后把上面掰开30°的角度，做成一个侧面为Y型的样品，然后把两侧用另外两块冷轧板平行的盖住，再用宽胶带整个紧密地缠住，上面开口，形成一个楔形模拟钢结构件缝隙。总共需要制备3个这样的样品。 

4实施防缝隙腐蚀： 

1)将步骤2中制得的两组分混合，充分搅拌灌入步骤3中制得样品，充满三分之一即可。 

2)固化：将灌装好后的样品竖直放置24h。 

5密封胶电化学性能检测：这种密封胶不同于一般的密封胶，它还具有阴极保护的功能。因此将它的一些重要性能检测结果如下： 

1)室温潮湿处放置试验：在室内潮湿处放置5000h，发现缝隙部位仍紧密粘合，无腐蚀任何腐蚀现象发生；而其它没有实施这种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶的部位，则产生了一些锈迹。此外，多次敲击和弯曲试验后后的样品，没有发现开裂。以上表明种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶在室温潮湿处具有良好的耐缝隙腐蚀性能和机械性能。 

2)盐雾加速腐蚀试验：1000h盐雾加速试验后，发现除缝隙部位仍紧密粘合，无腐蚀任何腐蚀现象发生之外，其它没有实施这种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶的部位则被完全腐蚀。此外，多次敲击和弯曲试验后后的样品，没有发现开裂。以上表明这种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶具有良好的耐盐雾加速缝隙腐蚀性能和机械性能。 

3)盐雾加速腐蚀试验后室内放置：1000h盐雾加速试验后，在室温半阳光处放置4000h，发现除缝隙部位仍紧密粘合，无腐蚀任何腐蚀现象发生，其它没有实施这种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶的部位，则维持盐雾腐蚀试验后的腐蚀形貌。以上表明这种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶具有良好的阴极保护性能。 

6密封常规性能检测： 

实施例2 

1试验材料：同实施例1。 

2密封胶制备：称取E51环氧树脂15g，660环氧丙烷丁基醚2g，692苄基缩水甘油醚2g混合，机械搅拌18分钟，将粒度范围为900目的Zn粉180g缓缓加入，机械搅拌25分钟后，得到配制的A组分200g；称取胺值在340mgKOH/g的腰果壳油固化剂11g和粒径范围是30μm的导电态聚苯胺8g混合，机械搅拌20分钟，将粒度范围为900 目的Zn粉82g缓缓加入，机械搅拌30分钟后，得到配制的B组分100g。 

3～6方法及结果同实施例1。 

实施例3 

1试验材料：同实施例1。 

2密封胶制备：称取E51环氧树脂18g，660环氧丙烷丁基醚2g，692苄基缩水甘油醚2g混合，机械搅拌20分钟，将粒度范围为1000目的Zn粉184g缓缓加入，机械搅拌25分钟后，得到配制的A组分200g；称取胺值在340mgKOH/g的腰果壳油固化剂12g和粒径范围是40μm的导电态聚苯胺8g混合，机械搅拌20分钟，将粒度范围为1000目的Zn粉80g缓缓加入，机械搅拌30分钟后，得到配制的B组分100g。 

3～6方法及结果同实施例1。 

Claims (4)

1.一种防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶，其特征在于，该密封

胶主要成分为2份A组分和1份B组分；

所述A组分的主成分：环氧树脂E51质量百分比为      6～9％

                   环氧丙烷丁基醚660质量百分比为1％

                   苄基缩水甘油醚692质量百分比为1％

                   Zn粉质量百分比为             89～92％；

所述B组分的主成分：固化剂质量百分比为           9～12％

                   Zn粉质量百分比为             80～83％

                   导电态聚苯胺质量百分比为     8％。

2.根据权利要求1所述的防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶，其特征在于，所述Zn粉的标称粒度范围为800～2000目，所述导电态聚苯胺的粒径范围是20～40μm。

3.根据权利要求1所述的防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶，其特征在于，所述固化剂为腰果壳油，胺值在330～350mgKOH/g。

4.根据权利要求1所述的防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1.制备A组分：按比例分别称取环氧树脂E51、环氧丙烷丁基醚660和苄基缩水甘油醚692混合后，机械搅拌15～20分钟，待混合充分后缓缓加入锌粉，边搅拌边加入，机械搅拌20～30分钟，直至锌粉全部变成糊状，得到组分A；

2.制备B组分：按比例分别称取固化剂和聚苯胺混合后，机械搅拌15～20分钟，待混合充分后缓缓加入锌粉，边搅拌边加入，机械搅拌20～30分钟，直至锌粉全部变成糊状，得到组分B；

3.将上述步骤中得到A组分2份与1份B组分混合，机械搅拌20～30分钟，即得到防缝隙腐蚀专用电化学活性密封胶。