海洋环境下混凝土结构用弹性氟碳涂料的研制
经过配方优化设计,研制了一种海洋环境下混凝土结构用弹性氟碳涂料。重点探讨了不同固化剂、不同R 值( —NCO/—OH物质的量比) 、分散剂等对弹性氟碳涂料性能的影响。
钢筋混凝土结构是以水泥的水化产物作为粘接剂来结合骨料或其他惰性材料和钢筋制成的一种多相多孔材料。
混凝土结构以其优越的性能成为当今社会应用范围最广的一种结构材料,被广泛应用于沿海工程中。
海洋性气候环境具有高湿热、盐雾、强紫外光照射等特点,这些因素极大地加剧了混凝土结构的塑性收缩、干燥收缩等,尤其是每日温度、湿度的交替变化,使得混凝土的应力不断累加,极易导致混凝土开裂。
内部有微裂缝或表面开裂的混凝土结构更易被外界腐蚀介质侵入,加速混凝土中钢筋的锈蚀,导致结构的耐久性降低,可靠度下降。
海洋腐蚀带来的经济损失十分严重,每年国家在工程的维修或重建上花费巨资。海洋环境下混凝土结构如何能保证在严重的腐蚀环境中长久使用是人们关注的一大焦点。
涂层防护技术被一致认为是提高混凝土结构耐久性的最有效的防腐措施之一,因此,研究涂层对混凝土结构的防护效果是十分必要的。
目前,应用于混凝土结构具有较好防护效果的涂层主要有氟碳涂料和聚脲类材料两大类。
氟碳涂料具有其他涂料无法比拟的耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品及优异的防污自清洁等性能,但其硬度较高弹性不足,抗开裂性较差。
聚脲类材料具有固化快、固化后强度高、伸长率好、防水耐磨损、耐冲击等众多优异性能,但其耐老化性能不足、施工过程中需要特殊的设备。
因此,如能将氟碳涂料和弹性涂料的优点相结合,使涂料既保留氟碳涂料优异的耐候性、防腐性能,同时又具有弹性涂料的高延伸率和抗开裂性,可以较好的解决目前混凝土结构用防护涂料耐老化性能不足、抗开裂性较差的难题。
本研究采用优质弹性氟碳树脂作为基料,耐候型柔性异氰酸酯为固化剂,辅以适合的颜填料、溶剂、助剂等,经过配方优化设计,研制了一种海洋环境下混凝土结构用弹性氟碳涂料。
重点探讨了不同固化剂、不同R 值( —NCO/—OH物质的量比) 、分散剂等助剂对弹性氟碳涂料性能的影响。
经测试,所研制的弹性氟碳涂料既具有氟碳涂料优异的耐候性、防腐性能,同时又具有弹性涂料的高延伸率和抗开裂性,满足海洋环境下混凝土结构的防护要求。
1 试验部分
1.1 试验原料
氟树脂JF-2X: 三爱富; 氟树脂LF-200: 旭硝子;氟树脂GK-570: 大金; 氟树脂TF-150: 进口; 固化剂N 75、N 3390: 科思创; 固化剂E405-80T: 旭化成; 钛白粉R-960: 科慕; 炭黑MA-100: 三菱; 分散剂BYK-110、BYK - 161: 毕克; 分散剂EFKA - 4010、EFKA -4071: 原埃夫卡; 流平剂BYK-331: 毕克; 二月桂酸二丁基锡: 北京化工三厂; 二甲苯: 江苏华伦化工。
1.2 试验仪器
Qnix-4500 测厚仪: 德国尼克斯; QXD 刮板细度计、QGS 干燥时间测定器、划格器、冲击器、柔韧性测试仪: 常州伟业涂料机械厂; YF-8103 型手提式测厚仪: 扬州市源峰试验机械厂;
1.3 试验配方
弹性氟碳涂料的参考配方如表1 所示。
1.4 制备工艺
按表1 所示配方,根据投料量来选择合适的容器,依次加入氟树脂TF-150、分散剂、流平剂、催干剂及部分二甲苯,以800 r /min 的速度搅拌10 ~ 15 min;
然后缓慢加入钛白粉及炭黑,投料结束后以1 200 ~1 500 r /mi....
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