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鋼筋粉末涂料的制備與涂裝工藝
2020年01月16日    閱讀量:63247    新聞來源:中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站  |  投稿

鋼筋粉末涂料的制備與涂裝工藝 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

摘要:在鋼筋表面噴涂一層熱熔結環氧粉末涂料可以延緩鋼筋銹蝕的時間,延長混凝土結構的使用壽命。





本文介紹了鋼筋涂裝用環氧粉末涂料的技術要求、研發過程及涂裝工藝,說明采用環氧涂層對鋼筋防腐蝕保護是切實可行的措施。




引言    



鋼筋是各種建筑工程不可缺少的建筑材料涂料在線coatingol.com。在沿海的港口碼頭、跨海大橋、采用鋼筋混凝土的建筑和需要撒鹽水出冰雪的機場及高速公路等設施環境中,由于鋼筋混凝土中不可避免的會出現一些縫隙或空隙,當受到鹽水或酸雨等侵蝕時會引起鋼筋混凝土的鋼筋銹蝕。



銹蝕產生的氧化鐵皮體積膨脹幾十倍,導致混凝土開裂、保護層剝落,使鋼筋直接暴露在大氣、水及其腐蝕介質中,腐蝕速度加快。



建筑物往往未達到設計使用年限就提前破壞,而因此會產生工程的災難性事故。因此鋼筋性能的穩定性已直接關系到建筑物的最終使用壽命。

根據建設部要求,由中國建筑科學研究院會同有關單位共同編制完成了建筑工業行業的涂層鋼筋產品標準《環氧樹脂涂層鋼筋》JG3042—1997。



該標準參考了美國ASTM A775M-95a及國標準化組織ISO14654(1995工作草案)等標準有關內容的基礎上,結合我國國情編制的。



該標準對涂層鋼筋產品的技術要求、品質檢測的試驗方法、產品的檢驗規則以及對制作涂層材料的性能等均做出了具體規定。





此外,鑒于我國現行的有關混凝土結構設計、施工規范尚未對涂層鋼筋應用中的有關要求作出規定,作為行業標準,該標準還對涂層鋼筋的設計與施工方法提出了原則要求,該標準已于1997年12月1日起實施。


1、實驗部分



1.1實驗原材料
環氧樹脂A:國都化工;環氧樹脂B:恒遠化工;環氧樹脂C:國都化工;酚類固化劑A:大慶慶魯;酚類固化劑B:大慶慶魯;酚類固化劑C:國都化工;酚類固化劑D:南海奉化;酚類固化劑E:南海奉化;促進劑:六安捷通達。


1.2粉末涂料的制備    按照配方準確稱取各成分原材料,放入混合機中高速混合,然后通過雙螺桿擠出機擠出冷卻,將冷卻后的料片經咖啡磨打碎后用篩網過篩得到成品粉末涂料。



然后將粉末涂料用靜電噴槍屠刀將噴砂處理的鋼筋底材上,固化冷卻后得到樣品鋼筋。




1.3測試與表征    用鋼筋彎曲機對樣品鋼筋按照4D要求進行彎曲,觀察彎曲表面涂層時候開裂。


1.4反應原理
   (1)雙酚A環氧樹脂結構介紹


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環氧樹脂的固化反應主要發生在環氧基上,由于環氧基受到醚鍵和苯環上大π鍵的影響,電子云分布發生較大偏移,產生偶極矩,造成環氧基上的氧原子存在較多的負電荷。



其末端的碳原子則留有較多的正電荷,因而親電試劑和親核試劑都以加成反應的方式是環氧基開環聚合,最后生成網狀結構高聚物。


(2)酚類固化劑結構介紹




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酚類固化劑是用雙酚A封閉的環氧樹脂通過擴鏈工藝制得的。它與環氧樹脂的固化機理較為復雜,它主要包含:酚羥基與環氧基的醚化反應、仲羥基與環氧基的醚化反應、叔胺催化環氧的自聚反應和2-甲基咪唑使環氧的開環的反應。


(3)雙氰胺固化劑結構介紹


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由于雙氰胺具有高熔點(207-209℃)且含有鈍化基團CN的化合物,它和環氧樹脂的反應至少要在>150℃下才能發生。



因此為了改進它的低反應性能,需要加入催化劑或促進劑如咪唑或加成咪唑以加速反應。



直接向雙氰胺中加入這類促進劑所得的混合物被稱為加速雙氰胺,而通過衍生引入取代基團所得到的雙氰胺為取代雙氰胺。




(4)酚類固化反應特點
此固化過程無小分子物產生,不會在涂膜出現針孔等缺陷。大量羥基的存在更促進了對基材的附著了。



而且二者具有相似的化學結構,有更好的互溶性,不會產生因固化收縮而導致的結構破壞,與環氧樹脂一起給涂膜以更好的致密性、耐熱性、耐溶劑性和耐腐蝕性。



同時固化劑本身是樹脂態的,主鏈上的結構也可以需求發生改變,從而保證了涂膜的柔韌性。


(5)雙氰胺固化反應特點
此固化過程的涂膜有更好的致密性、耐熱性、耐溶劑性和耐腐蝕性,但涂膜的交聯密度大,柔韌性對酚類固化較差。

基于以上特點,配方選擇酚類固化劑固化。




2、結果與討論


2.1環氧樹脂的選擇    考慮到鋼筋韌性的要求,排除剛性較強的酚醛樹脂的選擇。實驗選擇雙酚A型環氧樹脂A、環氧樹脂B、環氧樹脂C,具體指標見表1。




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從表1看出,單獨使用環氧樹脂A或者環氧樹脂B時,分子鏈太長,粘度太大,流平差與底材潤濕性較差,彎曲開裂;單獨使用環氧樹脂c時,流平好,與底材附著力好,但柔韌性不夠,彎曲開裂。

因此,下一步實驗選擇環氧樹脂間的搭配使用。




2.2 環氧樹脂搭配比例的確定    環氧樹脂A分子鏈較長,不利于熔融擠出,且與底材潤濕性較差,實驗選擇環氧樹脂B和環氧樹脂C搭配,具體實驗設計見表2。




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從表2看出,用量環氧樹脂B:環氧樹脂C=4:1時,既能滿足涂層的柔韌性要求,也能保證涂膜與底材良好的潤濕性,涂層柔韌性達到最佳。




2.3 酚類固化劑的選擇    實驗用環氧樹脂B和環氧樹脂C按4:1搭配使用,選擇酚類固化劑A固化劑B、固化劑C固化劑D、固化劑E進行實驗,結果見表3。




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從表3看出:若酚類固化劑鏈段太短,柔韌性不夠,彎曲開裂;若酚類固化劑鏈段太長,則涂層與底材的潤濕性較差,附著力出現問題。選擇固化劑C和固化劑D能使彎曲性能達到要求。




2.4促進劑用量的確定
為適應鋼筋噴涂線上快速固化的特點,促進劑的加入量尤為關鍵。為提高促進劑的分散性能,保證促進劑與基料的充分混溶,實驗選擇環氧加成咪唑K7101作為固化促進劑,每Kg物料中促進劑的加入量對膠化時間的影響見圖1。




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從圖1看出:隨著促進劑的加入,反應活性增加,膠化時間縮短。但22g k7101的加入量已經是催化極限。




2.5 最終實驗配方




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3、涂裝工藝



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涂裝環氧樹脂涂層鋼筋的生產工藝流程,見圖2。




3.1施工指南    噴砂處理:達到GB/T8923—1988規定的目視評定除銹等級Sa21/2級;

中頻加熱:加熱至鋼筋表面溫度220~230℃之間;

噴粉房:粉房內霧化要均一;噴槍排列不應太過緊密,以免回流電場增加蜘蛛網;

淬火時間:淬火時間應隨預熱溫度及鋼筋型號的不同做相應調整;但淬火時間不應太長,避免過度造成彎曲開裂。


3.2 參考固化窗




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圖3中預熱溫度為鋼筋表面實際溫度。實際后固化時間隨環境溫度及鋼筋型號做相應調整。




4、結論      
   (1)相比較酚醛環氧和雙氰胺類固化劑,選擇雙酚A環氧與酚類固化劑反應后的涂膜既有良好的致密性、耐熱性、耐溶劑性和耐腐蝕性,又能保證涂膜良好的柔韌性;

(2)雙酚 A環氧樹脂的選擇時,若鏈段太長,與底材潤濕性不好,影響涂層與底材的附著力需求,又能滿足涂層柔韌性的需求;

(3)促進劑的選擇時,考慮到均勻分散性,促進劑需要微粉化,物料需要充分混合;促進劑的加入量以最佳催化活性為宜;

(4)本鋼筋環氧粉末涂料通過國家建筑材料測試中心的檢測,符合GB/T25826—2010《鋼筋混凝土用環氧涂層鋼筋》的要求。

標簽:工業涂料原材料輔料與設備固化劑涂裝應用技術中心粉末涂料樹脂涂裝
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