CN116589907B - 一种耐久性混凝土表面防护涂层 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑防护材料的技术领域，具体公开了一种耐久性混凝土表面防护涂层。耐久性混凝土表面防护涂层包括环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层；环氧封闭底漆由A1组分和B1组分组成；A1组分包括：分散剂、消泡剂、氧化铁红、环氧树脂、二甲苯、氨基改性富勒烯；B1组分包括：酚醛胺固化剂、酚醛改性胺、二甲苯；环氧云铁中间漆由A2组分和B2组分组成；A2组分包括：环氧树脂、云母氧化铁、铝粉、聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球、丁醇、分散剂、水杨酸苯酯、双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF；B2组分包括：酚醛改性胺、丁醇。本申请的耐久性混凝土表面防护涂层具有优良的耐候性和力学性能。
Description
技术领域
本申请涉及建筑防护材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种耐久性混凝土表面防护涂层。
背景技术
为了提高建筑物的使用寿命，混凝土建筑物表面可以涂防护涂层。例如，随着交通事业的不断发展，桥梁越来越多，例如城市交通中，为了缓解交通压力，经常建设立交桥梁。桥梁结构中通常包括混凝土构件。然而，桥梁中混凝土构件的耐久性通常较差，例如，在长时间重载交通、雨水冲刷、受冻害等条件下，容易出现开裂、凹陷等现象。为了提高混凝土桥梁的耐久性，在桥梁结构建设完成后，通常会在混凝土桥梁表面涂防护涂层。该防护涂层通常包括底漆层、中间漆层和面漆层三层，从而提高混凝土桥梁的防腐、抗开裂性能，从而提高其耐久性。
然而，目前的混凝土表面的涂层的耐候性、防水性能以及力学性能仍然较差，使得涂层的耐久性较差，影响混凝土建筑物的使用寿命。
发明内容
为了提高混凝土表面防护涂层的耐候性、防水性能以及力学性能，从而提高防护涂层的耐久性，提高混凝土建筑物的使用寿命，本申请提供一种耐久性混凝土表面防护涂层，采用如下技术方案：
一种耐久性混凝土表面防护涂层，所述耐久性混凝土表面防护涂层包括环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层，所述环氧封闭底漆层是由环氧封闭底漆形成，所述环氧云铁中间漆层是由环氧云铁中间漆形成，所述氟碳面漆层是由氟碳面漆形成；所述环氧封闭底漆由质量比为3:2的A1组分和B1组分组成；所述A1组分包括以下重量份的原料：分散剂0.1-0.3份、消泡剂0.05-0.2份、氧化铁红5-12份、环氧树脂25-40份、二甲苯20-30份、氨基改性富勒烯4-7份；所述B1组分包括以下重量份的原料：酚醛胺固化剂28-32份、酚醛改性胺15-18份、二甲苯8-12份；所述环氧云铁中间漆由质量比为3:（1-2）的A2组分和B2组分组成；所述A2组分包括以下重量份的原料：环氧树脂35-50份、云母氧化铁10-22份、铝粉5-7份、聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球3-6份、丁醇16-60份、分散剂1-2份、水杨酸苯酯4-8份、双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF 10-13份；所述B2组分包括以下重量份的原料：酚醛改性胺25-60份、丁醇10-50份。
通过采用上述技术方案，本申请的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下达到2mm；附着力达到6.8MPa；耐人工加速老化性能达到5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比达到96%；耐盐水性达到600h无异常。由此可见，通过各漆层之间的相互协同作用、各原料之间的相互协同作用，显著提高了耐久性混凝土表面防护涂层的耐久性，符合市场需求。
本申请的耐久性混凝土表面防护涂层包括环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层，环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层均具有优良的附着力和耐候性。其中，环氧封闭底漆层渗透性优良，并且氨基改性富勒烯的加入能够提高环氧封闭底漆层的渗透性和附着力。此外，氨基改性富勒烯的加入有助于提高环氧封闭底漆层的抗氧化性能。环氧云铁中间漆层具有优良的封闭性能，并且双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF的加入，在固化时能够进行剥离，形成片层。双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵蒙脱土KSF与氨基改性富勒烯之间存在较大的相互作用力，使得环氧封闭底漆层和环氧云铁中间漆层之间作用力、附着力增大。此外，聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球的加入能够提高环氧云铁中间漆的粘结力，并且与氨基改性富勒烯相互协同，即使在湿润的混凝土表面，聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球也能够吸收水分，增大粘结力，从而使得耐久性混凝土表面防护涂层能够适用于湿润的混凝土表面。聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球的表面积较大，吸附性强，能够吸附水杨酸苯酯，提高环氧云铁中间漆层对紫外线的吸收能力，从而减少环氧封闭底漆层的粉化。氟碳面漆层具有优良的耐候性、耐热性、耐低温性、耐酸碱性，因此，能够进一步提高耐久性混凝土表面防护涂层的耐久性。
此外，环氧云铁中间漆中的双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，在固化时能够进行剥离，形成片层，能够提高太阳反射比；同时，聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球和氨基改性富勒烯不仅与双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF之间存在较强的相互作用力，并且能够进一步提高太阳反射比，从而减少耐久性混凝土表面防护涂层的温度变化，提高其耐温变性能。
可选的，所述氟碳面漆由质量比为1:（0.5-1）的A3组分和B3组分组成，所述A3组分包括以下重量份的原料：柔性氟碳树脂40-70份、纳米二氧化钛15-25份、碳化钽2-15份、聚丙烯微粉2-5份、填料5-12份、成膜助剂0.5-5份、二甲苯8-12份；所述B3组分包括以下重量份的原料：六亚甲基二异氰酸酯40-55份、二甲苯15-20份。
通过采用上述技术方案，通过加入碳化钽和聚丙烯微粉，能够提高氟碳面漆的稳定性和力学性能。
可选的，所述聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球包括以下重量份的原料：聚乙烯醇15-20份、水170-180份、羧甲基纤维素钠10-15份、0.5mol/L的盐酸10-15份、50%戊二醛8-10份。
可选的，所述聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球采用以下方法制备得到：将聚乙烯醇加入至水中，搅拌均匀，再加入羧甲基纤维素钠，搅拌至混合均匀，然后在搅拌条件下加入0.5mol/L的盐酸，得到混合液；将混合液滴加至戊二醛中，升温至35-40℃，搅拌2-3h，得到交联微球，经抽滤后，分别用十二烷基磺酸钠、丙酮、水、无水甲醇洗涤后，得到所述聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球。
可选的，所述双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF包括以下重量份的原料：双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵10-16份、蒙脱土KSF 14-30份。
可选的，所述双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF采用以下方法制备得到：将蒙脱土KSF加入至水中，制备得到23wt％的蒙脱土KSF和水的混合液；将双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵加入至水中，制备得到15wt％的双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵溶液；将混合液与双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵溶液混合均匀，升温至70-85℃，反应3-4h，离心过滤，直至将0.1mol/L的硝酸银溶液加入至滤液中不产生白色沉淀为止，然后将滤渣干燥，研磨至350-400目，得到双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF。
通过采用上述技术方案，使得双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF的制备过程简单，容易操作。
可选的，所述耐久性混凝土表面防护涂层还包括羧甲基纤维素-壳聚糖层，所述羧甲基纤维素-壳聚糖层位于所述环氧云铁中间漆层和所述氟碳面漆层之间；所述羧甲基纤维素-壳聚糖层是由羧甲基纤维素-壳聚糖形成；所述羧甲基纤维素-壳聚糖包括以下重量份的原料：2.5wt%的羧甲基纤维素溶液25-30份、36wt%盐酸0.5-1份、2.5wt%的壳聚糖醋酸溶液25-30份、甘油0.5-1份；所述羧甲基纤维素-壳聚糖采用以下方法制备得到：将盐酸在搅拌条件下加入羧甲基纤维素溶液，然后在搅拌条件下加入壳聚糖醋酸溶液，再加入甘油，搅拌5-6h，减压脱泡，得到所述羧甲基纤维素-壳聚糖。
通过采用上述技术方案，羧甲基纤维素-壳聚糖层的柔性较大，氟碳面漆层的柔性较小，通过试羧甲基纤维素-壳聚糖层位于环氧云铁中间漆层和氟碳面漆层之间，能够进一步提高耐久性混凝土表面防护涂层的柔性。
可选的，所述环氧封闭底漆采用以下方法制备得到：制备A1组分：将环氧树脂加入至二甲苯中，得到环氧树脂混合液；将分散剂、消泡剂、氧化铁红加入至环氧树脂混合液中，在1200-1600r/min的转速下加入氨基改性富勒烯，搅拌30-45min，得到A1组分；制备B1组分：将酚醛胺固化剂和酚醛改性胺加入至二甲苯中，搅拌至混合均匀，得到B1组分；使用时，将A1组分和B1组分混合均匀，得到所述环氧封闭底漆。
可选的，所述环氧云铁中间漆采用以下方法制备得到：制备A2组分：将环氧树脂加入至丁醇中，搅拌至混合均匀，然后加入双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，搅拌30-60min，得到混合料I；将水杨酸苯酯和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球混合均匀，得到混合料II；将云母氧化铁、铝粉、分散剂依次加入至混合料I中，高速分散均匀，再加入混合料II，搅拌至混合均匀，得到A2组分；制备B2组分：将酚醛改性胺加入至丁醇中，搅拌至混合均匀，得到B2组分；使用时，将A2组分和B2组分混合均匀，得到所述环氧云铁中间漆。
可选的，所述氟碳面漆采用以下方法制备得到：制备A3组分：将柔性氟碳树脂加入至二甲苯中，搅拌至混合均匀，然后在1200-1400r/min的搅拌条件下依次加入纳米二氧化钛、碳化钽、聚丙烯微粉和填料，继续搅拌15-25min后加入成膜助剂，继续搅拌10-15min，得到A3组分；制备B3组分：将六亚甲基二异氰酸酯加入至二甲苯中，在800r/min下搅拌20-30min，得到B3组分；使用时，将A3组分和B3组分混合均匀，得到所述氟碳面漆。
可选地，所述成膜助剂包括改性丙烯酸树脂、疏水硅氧烷、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或几种。
可选地，所述填料选自陶瓷微珠、炭黑和膨润土中的一种或多种。
综上所述，本申请至少具有以下有益效果：
1、本申请的耐久性混凝土表面防护涂层，通过环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层之间的相互协同作用，使得耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下达到2mm；附着力达到6.8MPa；耐人工加速老化性能达到5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比达到96%；耐盐水性达到600h无异常；
2、本申请的耐久性混凝土表面防护涂层，通过环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层、羧甲基纤维素-壳聚糖层以及氟碳面漆层之间的相互协同作用，使得耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性-50℃下达到2mm；附着力达到7.3MPa；耐人工加速老化性能达到5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比达到97%；耐盐水性达到600h无异常，羧甲基纤维素-壳聚糖层能够进一步提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力和耐候性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，其采用以下方法制备得到：将18kg聚乙烯醇加入至180kg水中，搅拌至混合均匀，再加入12kg羧甲基纤维素钠，搅拌至混合均匀，然后在搅拌条件下加入10kg 0.5mol/L的盐酸，得到混合液；将混合液滴加至10kg 50%戊二醛中，升温至35℃，搅拌3h，得到交联微球，经抽滤后，依次分别用十二烷基磺酸钠、丙酮、水、无水甲醇洗涤后，得到聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球。
制备例2
一种双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，其采用以下方法制备得到：将23kg蒙脱土KSF加入至77kg水中，制备得到23wt％的蒙脱土KSF和水的混合液；将12kg双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵加入至水中，制备得到15wt％的双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵溶液；将混合液与双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵溶液混合均匀，升温至80℃，反应3h，离心过滤，直至将0.1mol/L的硝酸银溶液加入至滤液中不产生白色沉淀为止，然后将滤渣干燥，研磨至400目，得到双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF。
实施例
实施例1
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其包括环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层；其中，环氧封闭底漆层为紧密覆盖于桥梁表面的漆层，环氧云铁中间漆层为紧密覆盖于环氧封闭底漆层之上的漆层，氟碳面漆层为紧密覆盖于环氧云铁中间漆层之上的漆层；环氧封闭底漆层是由环氧封闭底漆形成，环氧云铁中间漆层是由环氧云铁中间漆形成，氟碳面漆层是由氟碳面漆形成。
耐久性混凝土表面防护涂层采用以下方法制备得到：
（1）环氧封闭底漆的制备：
制备A1组分：将30kg环氧树脂加入至30kg二甲苯中，得到环氧树脂混合液；将0.1kg分散剂、0.05kg消泡剂、8kg氧化铁红加入至环氧树脂混合液中，在1600r/min的转速下加入5kg氨基改性富勒烯，搅拌45min，得到A1组分；其中，环氧树脂为质量比为1:1的环氧树脂A和环氧树脂B，环氧树脂A选自广州市业增化工有限公司，型号为三木828，环氧树脂B选自广州亿珲盛化工有限公司，型号为901X75；分散剂为BYK-110；消泡剂为YCK-625消泡剂。
制备B1组分：将28kg酚醛胺固化剂和15kg酚醛改性胺加入至12kg二甲苯中，搅拌至混合均匀，得到B1组分；其中，酚醛胺固化剂选自卡德莱公司，型号为NX2016；酚醛改性胺选自莱州市百辰绝缘材料有限公司，型号为T31。
使用时，将30kg的A1组分和20kg的B1组分混合均匀，得到环氧封闭底漆。
（2）环氧云铁中间漆的制备：
制备A2组分：将40kg环氧树脂加入至55kg丁醇中，搅拌至混合均匀，然后加入12kg制备例2制备得到的双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，搅拌50min，得到混合料I；将4kg水杨酸苯酯和4kg制备例1制备得到的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球混合均匀，得到混合料II；将12kg云母氧化铁、6kg铝粉、1.5kg分散剂依次加入至混合料I中，1600r/min下搅拌至分散均匀，再加入混合料II，搅拌至混合均匀，得到A2组分；其中，环氧树脂为环氧树脂E44；云母氧化铁目数为400目；分散剂为分散剂5040；聚乙烯醇为聚乙烯醇1788。
制备B2组分：将45kg酚醛改性胺加入至50kg丁醇中，搅拌至混合均匀，得到B2组分；其中，酚醛改性胺选自莱州市百辰绝缘材料有限公司，型号为T31。
使用时，将30kg的A2组分和15kg的B2组分混合均匀，得到所述环氧云铁中间漆。
（3）氟碳面漆的制备：
制备A3组分：将55kg柔性氟碳树脂加入至12kg二甲苯中，搅拌至混合均匀，然后在1400r/min的搅拌条件下依次加入20kg纳米二氧化钛、3kg碳化钽、3kg聚丙烯微粉和6kg填料，继续搅拌25min后加入1.5kg成膜助剂，继续搅拌15min，得到A3组分；其中，柔性氟碳树脂为LF600X；碳化钽粒度为325目；聚丙烯微粉选自上海金塑玉塑胶原料有限公司；纳米二氧化钛为锐钛型5nm级别二氧化钛；填料为质量比为1:2的炭黑和膨润土；炭黑为100目的WS炭黑；膨润土为400目的钠基膨润土，且选自黑山县万程膨润土有限责任公司；成膜助剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
制备B3组分：将45kg六亚甲基二异氰酸酯加入至18kg二甲苯中，在800r/min下搅拌30min，得到B3组分。
使用时，将20kg A3组分和16kg B3组分混合均匀，得到所述氟碳面漆。
使用时，先在桥梁表面涂覆环氧封闭底漆，得到环氧封闭底漆层；再在环氧封闭底漆层表面涂覆环氧云铁中间漆，得到环氧云铁中间漆层；再在环氧云铁中间漆层表面涂覆氟碳面漆，得到氟碳面漆层；环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层形成耐久性混凝土表面防护涂层。
实施例2
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，在环氧云铁中间漆层和氟碳面漆层之间还包括羧甲基纤维素-壳聚糖层，羧甲基纤维素-壳聚糖层是由羧甲基纤维素-壳聚糖形成，羧甲基纤维素-壳聚糖采用以下方法制备得到：将0.6kg的36wt%盐酸在搅拌条件下加入28kg的2.5wt%羧甲基纤维素溶液，然后在搅拌条件下加入30kg的2.5wt%壳聚糖醋酸溶液，再加入0.7kg甘油，搅拌6h，减压脱泡，得到羧甲基纤维素-壳聚糖；使用时，将羧甲基纤维素-壳聚糖涂覆于环氧云铁中间漆层表面，形成羧甲基纤维素-壳聚糖层；在羧甲基纤维素-壳聚糖层表面涂覆氟碳面漆，形成氟碳面漆层，其余均和实施例1相同。
对比例
对比例1
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，A1组分的原料中不包括氨基改性富勒烯，其余均和实施例1相同。
对比例2
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，A2组分的原料中不包括聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，其余均和实施例1相同。
对比例3
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，其余均和实施例1相同。
对比例4
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，以等量的蒙脱土KSF替换双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，其余均和实施例1相同。
对比例5
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，其余均和实施例1相同。
对比例6
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，A1组分的原料中不包括氨基改性富勒烯，且A2组分的原料中不包括聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，其余均和实施例1相同。
对比例7
一种耐久性混凝土表面防护涂层，其和实施例1的区别之处在于，A1组分的原料中不包括氨基改性富勒烯，且A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，其余均和实施例1相同。
应用例
应用例1
一种施工工艺，包括以下步骤：
表面处理：采用高压淡水（压力不小于20MPa）、喷砂或手工打磨等方法将桥梁的混凝土表面的浮灰、浮浆，夹渣、苔藓以及疏松部位清理干净；局部受油污污染的混凝土表面，用碱液、洗涤剂或溶剂处理，并用淡水冲洗至中性；
涂覆环氧封闭底漆：先分别实施例1制备得到的A1组分和B1组分搅拌均匀，混合后再次搅拌均匀，放置熟化后，进行涂覆，先用刷涂法进行预先涂装，然后进行无气喷涂1道，停留时间不超过一周，得到的环氧封闭底漆层的干膜厚度小于50μm；
涂覆环氧云铁中间漆：采用机械搅拌装置搅拌均匀实施例1制备得到A2组分和B2组分，混合后再次采用机械搅拌装置搅拌均匀，然后无气喷涂1道涂覆环氧云铁中间漆，得到的环氧云铁中间漆层的干膜厚度为120μm；
涂覆氟碳面漆：先对环氧云铁中间漆层的局部流挂打磨平整，分别实施例1制备得到的A3组分和B3组分搅拌均匀，混合后再次搅拌均匀，放置熟化后，进行无气喷涂2道，得到的氟碳面漆层的干膜厚度为240μm。
应用例2
一种施工工艺，其和应用例1的区别之处在于，涂覆环氧云铁中间漆后，在形成的环氧云铁中间漆层表面先涂覆实施例2制备得到的羧甲基纤维素-壳聚糖，形成羧甲基纤维素-壳聚糖层，再在羧甲基纤维素-壳聚糖层表面涂覆氟碳面漆。
性能检测试验
将实施例1和对比例1制备得到的环氧封闭底漆进行以下性能检测：
依据GB/T 5210，测试环氧封闭底漆的附着力；
依据Q/CR 410-2020附录D，测试环氧封闭底漆的耐温变性（8个循环），检测结果如表1所示。
从表1可以看出，本申请实施例1制备得到的环氧封闭底漆的附着力大于等于6MPa，且耐温变性优良，在进行8个循环的耐温变测试后，涂层无破坏。对比例1制备得到的环氧封闭底漆的附着力大于等于3MPa，在进行8个循环的耐温变测试后，涂层出现剥落。相比于实施例1，对比例1中的A1组分的原料中不包括氨基改性富勒烯，通过对比可以看出，氨基改性富勒烯的加入能够提高环氧封闭底漆的附着力和耐温变性能。
将实施例1、对比例2-5制备得到的环氧云铁中间漆进行以下性能检测：
依据GB/T 1732，检测环氧云铁中间漆的耐冲击性；
依据GB/T 5210，通过拉开法，检测环氧云铁中间漆的附着力；
依据GB/T 1740，检测环氧云铁中间漆的耐湿热性，检测结果如表2所示。
从表2可以看出，本申请制备得到的环氧云铁中间漆具有优良的耐冲击性、附着力和耐湿热性，耐冲击性≥70cm；附着力大于等于7MPa；耐湿热性达到180h涂层无泡、无起皱、无剥落、无锈蚀。
将对比例2和实施例1进行对比，对比例2中A2组分的原料中不包括聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球；将对比例3和实施例1进行对比，对比例3中A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，均使得环氧云铁中间漆的耐冲击性、附着力和耐湿热性变差。由此可见，聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球、双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF的加入，均有助于提高环氧云铁中间漆的耐冲击性、附着力和耐湿热性。
将对比例4和实施例1进行对比，对比例4中以等量的蒙脱土KSF替换双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，使得环氧云铁中间漆的耐冲击性、附着力和耐湿热性变差。由此可见，以双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF能够提高环氧云铁中间漆的耐冲击性、附着力和耐湿热性。
将对比例5和实施例1进行对比，对比例5中A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，使得环氧云铁中间漆的耐冲击性、附着力和耐湿热性变差。结合对比例2和对比例3，可以看出，双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球之间相互协同，能够进一步提高环氧云铁中间漆的耐冲击性、附着力和耐湿热性。
将实施例1制备得到氟碳面漆进行以下性能检测：
依据GB/T 528，检测氟碳面漆的拉伸强度；
依据GB/T 528，检测氟碳面漆的断裂伸长率；
依据GB/T 6742，检测氟碳面漆的弯曲性能；
依据GB/T 1732，检测氟碳面漆的耐冲击性；
依据GB/T 1768，检测氟碳面漆的耐磨性（CS-10, 500r/500g）；
依据GB/T 5210，采用拉开法，检测氟碳面漆的附着力；
依据GB/T 1865，检测氟碳面漆的耐人工加速老化性；
依据GB/T 9274，检测氟碳面漆耐酸性（10wt%H2SO4）和耐碱性（10wt%NaOH），检测结果如表3所示。
从表3可以看出，本申请制备得到的氟碳面漆具有优良的力学性能、耐磨性能、耐酸碱性和抗老化性能，其中，拉伸强度达到13MPa；断裂伸长率达到100%；弯曲性能≤2mm；耐冲击性≥50cm；耐磨性≤0.03g；附着力≥7 MPa；耐酸性和耐碱性均达到360h漆膜无异常；耐人工加速老化性能达到5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化。
将实施例1-2和对比例1-7制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层进行以下性能检测：
依据GB/T 6742-2007，检测耐久性混凝土表面防护涂层在-50℃条件的低温柔性；
依据GB/T 5210-2006，检测耐久性混凝土表面防护涂层的附着力；
依据GB/T14522-2008，检测耐久性混凝土表面防护涂层的耐人工加速老化性；
依据JGJ/T 287-2014，检测耐久性混凝土表面防护涂层的太阳反射比；
依据GB/T 9274，检测耐久性混凝土表面防护涂层的耐盐水性（3wt% NaCl），检测结果如表4所示。
从表4可以看出，本申请的耐久性混凝土表面防护涂层具有优良的低温柔性、附着力、耐人工加速老化性能、反射太阳光能力以及耐盐水性能。其中，低温柔性在-50℃下达到2mm；附着力范围为6.8-7.3MPa；耐人工加速老化性能达到5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比的范围为96%-97%；耐盐水性达到600h无异常。可以看出，本申请的耐久性混凝土表面防护涂层，通过各原料之间的相互协同作用，各层之间的相互协同作用，显著提高其机械性能、耐候性和耐水性，有助于延长建筑物的使用寿命，符合市场需求。
将对比例1和实施例1进行对比，实施例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为6.8MPa；耐人工加速老化性能为5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为96%；耐盐水性为600h无异常。对比例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为3mm；附着力为4.8MPa；耐人工加速老化性能为3500h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为85%；耐盐水性为480h无异常。相比于实施例1，对比例1中A1组分的原料中不包括氨基改性富勒烯，使得耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能均降低，说明氨基改性富勒烯的加入有助于提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能。
将对比例2和实施例1进行对比，实施例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为6.8MPa；耐人工加速老化性能为5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为96%；耐盐水性为600h无异常。对比例2中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为3mm；附着力为4.9MPa；耐人工加速老化性能为4000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为86%；耐盐水性为480h无异常。相比于实施例1，对比例2中A2组分的原料中不包括聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，使得耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能均降低，说明聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球的加入有助于提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能。
将对比例3和实施例1进行对比，实施例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为6.8MPa；耐人工加速老化性能为5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为96%；耐盐水性为600h无异常。对比例3中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为3mm；附着力为3.8MPa；耐人工加速老化性能为3500h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为80%；耐盐水性为480h无异常。相比于实施例1，对比例3中A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，使得耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能均降低，说明双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF的加入有助于提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能。
将对比例4和实施例1进行对比，实施例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为6.8MPa；耐人工加速老化性能为5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为96%；耐盐水性为600h无异常。对比例4中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为4.6MPa；耐人工加速老化性能为3500h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为82%；耐盐水性为480h无异常。相比于实施例1，对比例4中以等量的蒙脱土KSF替换双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，使得耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能均降低，说明以双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵对蒙脱土KSF进行改性有助于提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能。
将对比例5和实施例1进行对比，实施例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为6.8MPa；耐人工加速老化性能为5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为96%；耐盐水性为600h无异常。对比例5中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为4mm；附着力为3.5MPa；耐人工加速老化性能为3000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为79%；耐盐水性为360h无异常。相比于实施例1，对比例5中A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，使得耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能均降低，再结合对比例2和对比例3，说明双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球之间存在相互协同作用，能够提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能。
将对比例6和实施例1进行对比，实施例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为6.8MPa；耐人工加速老化性能为5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为96%；耐盐水性为600h无异常。对比例6中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为4mm；附着力为3.6MPa；耐人工加速老化性能为3000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为76%；耐盐水性为360h无异常。相比于实施例1，对比例6中A1组分的原料中不包括氨基改性富勒烯，且A2组分的原料中不包括聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球，使得耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能均降低，再结合对比例1和对比例2，说明氨基改性富勒烯和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球之间存在相互协同作用，能够提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能。
将对比例7和实施例1进行对比，实施例1中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为2mm；附着力为6.8MPa；耐人工加速老化性能为5000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为96%；耐盐水性为600h无异常。对比例7中制备得到的耐久性混凝土表面防护涂层的低温柔性在-50℃下为4mm；附着力为2.9MPa；耐人工加速老化性能为3000h，漆膜不起泡、不剥落、不粉化；太阳反射比为69%；耐盐水性为360h无异常。相比于实施例1，对比例7中A1组分的原料中不包括氨基改性富勒烯，且A2组分的原料中不包括双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，使得耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能均降低，结合对比例1和对比例3，说明氨基改性富勒烯和双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF之间存在相互协同作用，能够提高耐久性混凝土表面防护涂层的附着力、耐候性、耐盐水性以及机械性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种耐久性混凝土表面防护涂层，其特征在于，所述耐久性混凝土表面防护涂层包括环氧封闭底漆层、环氧云铁中间漆层以及氟碳面漆层，所述环氧封闭底漆层是由环氧封闭底漆形成，所述环氧云铁中间漆层是由环氧云铁中间漆形成，所述氟碳面漆层是由氟碳面漆形成；
所述环氧封闭底漆由质量比为3:1-2的A1组分和B1组分组成；
所述A1组分包括以下重量份的原料：分散剂0.1-0.3份、消泡剂0.05-0.2份、氧化铁红5-12份、环氧树脂25-40份、二甲苯20-30份、氨基改性富勒烯4-7份；
所述B1组分包括以下重量份的原料：酚醛胺固化剂28-32份、酚醛改性胺15-18份、二甲苯8-12份；
所述环氧云铁中间漆由质量比为3:1-2的A2组分和B2组分组成；
所述A2组分包括以下重量份的原料：环氧树脂35-50份、云母氧化铁10-22份、铝粉5-7份、聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球3-6份、丁醇16-60份、分散剂1-2份、水杨酸苯酯4-8份、双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF 10-13份；
所述B2组分包括以下重量份的原料：酚醛改性胺25-60份、丁醇10-50份；
所述聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球包括以下重量份的原料：聚乙烯醇15-20份、水170-180份、羧甲基纤维素钠10-15份、0.5mol/L的盐酸10-15份、50％戊二醛8-10份；
所述聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球采用以下方法制备得到：
将聚乙烯醇加入至水中，搅拌均匀，再加入羧甲基纤维素钠，搅拌至混合均匀，然后在搅拌条件下加入0.5mol/L的盐酸，得到混合液；
将混合液滴加至戊二醛中，升温至35-40℃，搅拌2-3h，得到交联微球，经抽滤后，分别用十二烷基磺酸钠、丙酮、水、无水甲醇洗涤后，得到所述聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球；
所述双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF包括以下重量份的原料：双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵10-16份、蒙脱土KSF 14-30份；
所述双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF采用以下方法制备得到：
将蒙脱土KSF加入至水中，制备得到23wt％的蒙脱土KSF和水的混合液；
将双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵加入至水中，制备得到15wt％的双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵溶液；
将混合液与双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵溶液混合均匀，升温至70-85℃，反应3-4h，离心过滤，直至将0.1mol/L的硝酸银溶液加入至滤液中不产生白色沉淀为止，然后将滤渣干燥，研磨至350-400目，得到双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF。
2.根据权利要求1所述的一种耐久性混凝土表面防护涂层，其特征在于，所述氟碳面漆由质量比为1:0.5-1的A3组分和B3组分组成，所述A3组分包括以下重量份的原料：柔性氟碳树脂40-70份、纳米二氧化钛15-25份、碳化钽2-15份、聚丙烯微粉2-5份、填料5-12份、成膜助剂0.5-5份、二甲苯8-12份；
所述B3组分包括以下重量份的原料：六亚甲基二异氰酸酯40-55份、二甲苯15-20份。
3.根据权利要求1所述的一种耐久性混凝土表面防护涂层，其特征在于，所述耐久性混凝土表面防护涂层还包括羧甲基纤维素-壳聚糖层，所述羧甲基纤维素-壳聚糖层位于所述环氧云铁中间漆层和所述氟碳面漆层之间，所述羧甲基纤维素-壳聚糖层是由羧甲基纤维素-壳聚糖形成；
所述羧甲基纤维素-壳聚糖包括以下重量份的原料：2.5wt％的羧甲基纤维素溶液25-30份、36wt％盐酸0.5-1份、2.5wt％的壳聚糖醋酸溶液25-30份、甘油0.5-1份；
所述羧甲基纤维素-壳聚糖采用以下方法制备得到：将盐酸在搅拌条件下加入羧甲基纤维素溶液，然后在搅拌条件下加入壳聚糖醋酸溶液，再加入甘油，搅拌5-6h，减压脱泡，得到所述羧甲基纤维素-壳聚糖。
4.根据权利要求1所述的一种耐久性混凝土表面防护涂层，其特征在于，所述环氧封闭底漆采用以下方法制备得到：
制备A1组分：将环氧树脂加入至二甲苯中，得到环氧树脂混合液；
将分散剂、消泡剂、氧化铁红加入至环氧树脂混合液中，在1200-1600r/min的转速下加入氨基改性富勒烯，搅拌30-45min，得到A1组分；
制备B1组分：将酚醛胺固化剂和酚醛改性胺加入至二甲苯中，搅拌至混合均匀，得到B1组分；
使用时，将A1组分和B1组分混合均匀，得到所述环氧封闭底漆。
5.根据权利要求1所述的一种耐久性混凝土表面防护涂层，其特征在于，所述环氧云铁中间漆采用以下方法制备得到：
制备A2组分：将环氧树脂加入至丁醇中，搅拌至混合均匀，然后加入双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土KSF，搅拌30-60min，得到混合料I；
将水杨酸苯酯和聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球混合均匀，得到混合料II；
将云母氧化铁、铝粉、分散剂依次加入至混合料I中，高速分散均匀，再加入混合料II，搅拌至混合均匀，得到A2组分；
制备B2组分：将酚醛改性胺加入至丁醇中，搅拌至混合均匀，得到B2组分；
使用时，将A2组分和B2组分混合均匀，得到所述环氧云铁中间漆。
6.根据权利要求2所述的一种耐久性混凝土表面防护涂层，其特征在于，所述氟碳面漆采用以下方法制备得到：
制备A3组分：将柔性氟碳树脂加入至二甲苯中，搅拌至混合均匀，然后在1200-1400r/min的搅拌条件下依次加入纳米二氧化钛、碳化钽、聚丙烯微粉和填料，继续搅拌15-25min后加入成膜助剂，继续搅拌10-15min，得到A3组分；
制备B3组分：将六亚甲基二异氰酸酯加入至二甲苯中，在800r/min下搅拌20-30min，得到B3组分；
使用时，将A3组分和B3组分混合均匀，得到所述氟碳面漆。
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|---|---|---|---|---|
| JPH05147140A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-15 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 包装用フイルム |
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| CN101717090A (zh) * | 2009-12-07 | 2010-06-02 | 上海工程技术大学 | 超支化季铵盐改性有机蒙脱土及其制备方法 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠交联微球的制备及性能研究;谭真;张雷;张倩;;塑料工业(第03期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116589907A (zh) | 2023-08-15 |
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