用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层的制作方法

本发明涉及有机涂层
技术领域：
，特别是涉及水泥、混凝土制品/预制件并具有自清洁作用的有机防护涂层。
背景技术：
：目前水泥、混凝土在抗氯盐、硫酸盐侵蚀等方面仍有缺陷，往往花费较大代价而不能有效克服这一缺陷，这就使得在某些酸性环境或沿河、沿海工程中施工难度加大，成本大幅增加。众所周知，水泥混凝土材料对氯盐、硫酸盐的抗蚀能力弱，而某些有机树脂如不饱和聚酯树脂等本身有一定毒性或其降解的小分子对人体有害，不能胜任水泥制品的防腐材料。虽然环氧树脂无毒，但其在光照特别是紫外线照射下，会容易产生断键，局部降解形成宏观老化现象，严重影响其服役寿命。这大大限制了其在自然环境条件下的应用。在水泥混凝土防护养护存在困难，普通树脂材料无法胜任其防腐防护材料时，一种适应性强，环保无毒、多功能的水泥混凝土制品/预制件防护材料的发明迫在眉睫。技术实现要素：本发明的目的旨在提供一种用于水泥、混凝土制品/预制件的含纳米二氧化钛（p25）的“致密-多孔”双层水性环氧树脂防腐防护涂层。该涂层的主要优势在于：（1）致密层可以显著改善水泥混凝土的抗氯盐和硫酸盐侵蚀性能进而大幅度延长其服役寿命，使普通硅酸盐制品或早强水泥的预制件在某些特殊环境得以应用和推广；（2）致密层可以隔绝环境因素对水泥混凝土内部结构的破坏，防止内部微裂纹的产生和扩展；（3）纳米二氧化钛的存在可以使涂层具有紫外光屏蔽作用，在保护环氧树脂的基础上，还可利用紫外线光解小分子有机污染物。此外，该涂层还具有与水泥制品结合力强、环保无毒、价格低廉、操作简单的特点，适合推广应用。本发明一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层，其由“致密”内层和含有纳米二氧化硅的“多孔”外层构成。“致密”层按重量份计由下列组分组成：环氧树脂40-60份、眯唑啉类固化剂20-40份、石棉纤维5-10份、颜填料0-20份、缩水甘油醚2-5份、聚乙烯树脂0-5份；“多孔”层由按质量百分数计的下列组分组成：环氧树脂40-60份、眯唑啉类固化剂30-45份、纳米二氧化钛20-40份、颜填料0-20份、缩水甘油醚0-10份、纳米二氧化硅0-5份。本发明一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层，其中所述颜填料主要为：金红石型钛白粉和/或石英粉和/或绢云母粉和/或硫酸钡。本发明一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层，其中所述保护涂层厚度为：“致密”层为3-15mm，“多孔”层为10-50mm。一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层,其制作特征包括以下步骤：（1）分别制作“致密”层和“多孔”层，“多孔”层待“致密”层固化后喷涂到“致密”层上，（2）“致密”层是在丙酮溶剂溶剂中将环氧树脂、颜填料、缩水甘油醚、聚乙烯树脂先行搅拌均匀，再添加眯唑啉类固化剂边搅拌边抽真空至树脂中不再产生气泡，（3）“多孔”层是直接将环氧树脂、眯唑啉类固化剂、纳米二氧化钛、颜填料、缩水甘油醚、纳米二氧化硅逐渐加入并搅匀，（4）将“多孔”层喷涂在“致密”层上后放于真空烘箱（最好是抽真空，空气中也可）中固化，使气泡尽数浮于上表层。本发明一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层，具有以下优势：1.涂层可以有效避免水泥混凝土制品与使用环境中水分的直接接触，可以非常理想的做到完全抵抗氯盐离子和硫酸盐离子的侵蚀作用，大幅度提高制品的服役寿命，降低养护成本，抗氯离子性能通过gb/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》来进行，利用rcm方法确定混凝土氯离子渗透系数。直径为10cm高为5cm的圆柱样品，固化28天的混凝土制品泡水中24小时以确保完全被浸透，擦除表面的水固定于阳极为氢氧化钠溶液，阴极为氯化钠溶液的测试装置中，结果如下：样品氯离子渗透系数水泥混凝土制品20.18水泥混凝土制品+有机涂层0.34抗硫酸盐离子性能通过gb/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》来进行，10*10*10cm样品养护54天后，烘干48小时，用5%na2so4溶液浸泡，保持溶液的ph为6~8之间，浸泡结束后将溶液排空然后风干,风干结束后立即升温,温度升到80℃后,维持在(80±5)℃，每个干湿循环总时间为1天。分别对试件进行30天、60天、90天、的硫酸盐侵蚀后抗压强度测试，用剩余强度表征耐蚀性能，结果如下：样品硫酸盐抗蚀系数水泥混凝土制品77.65水泥混凝土制品+有机涂层99.112.涂层可以有效降解有机小分子，多孔性提供了更多纳米二氧化钛和和有机污染物的接触面积，涂层的降解性能通过降解20ppm的亚甲基蓝溶液来表征，测试结果显示基本1小时内就可完全降解20ppm的亚甲基蓝溶。3.该有机涂层无毒无害，可以保证不会出现环境污染，不会对人有害。附图说明以下结合附图对本发明作进一步详细说明。图1为本发明所述一种用于用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层的剖面图。图1中标号对应的名称分别为：1、水泥或混凝土制品；2、有机自清洁防护涂层的“致密”层；3、有机自清洁防护涂层的“多孔”层。具体实施方式下面将结合具体实施例来进一步说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。实施例1一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层，按重量份计，由以下组分制成：环氧树脂60份，眯唑啉类固化剂30份，石棉纤维8份，缩水甘油醚5份，聚乙烯树脂5份，纳米二氧化钛20份。其制备及使用的方法步骤如下：（1）以丙酮做溶剂，向丙酮中加入环氧树脂、石棉纤维、缩水甘油醚、聚乙烯树脂，然后放于超声波清洗机中超声10min，使石棉纤维充分分散，然后加入环氧树脂一半重量的眯唑啉类固化剂，在真空条件下搅拌均匀，得到有机保护层的“致密”层；（2）将水泥混凝土制品/预制件的表面擦拭干净，用毛刷将拍治好的“致密”保护层涂抹到水泥混凝土制品/预制件的表面，待其固化后得到水泥混凝土制品/预制件的“致密”保护层；（3）将纳米二氧化钛和环氧树脂按1：3的重量比混合并搅拌均匀，然后加入环氧树脂一半重量的眯唑啉类固化剂，充分搅拌后用喷射装置将其喷射到已经在水泥混凝土制品/预制件表面固化的“致密”层上，一次喷涂3mm左右，喷涂4次，待其完全固化后，得到水泥、混凝土制品/预制件的有机自清洁防护涂层。实施例2一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层，按重量份计，由以下组分制成：环氧树脂40份，眯唑啉类固化剂20份，石棉纤维5份，缩水甘油醚10份，聚乙烯树脂10份，金红石型钛白粉10份，纳米二氧化钛10份。其制备及使用的方法步骤如下：（1）以丙酮做溶剂，向丙酮中加入环氧树脂、石棉纤维、缩水甘油醚、聚乙烯树脂，然后放于超声波清洗机中超声10min，使石棉纤维充分分散，然后加入环氧树脂一半重量的眯唑啉类固化剂，在真空条件下搅拌均匀，得到有机保护层的“致密”层；（2）将水泥混凝土制品/预制件的表面擦拭干净，用毛刷将拍治好的“致密”保护层涂抹到水泥混凝土制品/预制件的表面，待其固化后得到水泥混凝土制品/预制件的“致密”保护层；（3）将纳米二氧化钛和环氧树脂按1：4的重量比混合并搅拌均匀，再加入聚乙烯树脂、缩水甘油醚、金红石型钛白粉搅拌均匀，然后加入环氧树脂一半重量的眯唑啉类固化剂，充分搅拌后用喷射装置将其喷射到已经在水泥混凝土制品/预制件表面固化的“致密”层上，一次喷涂3mm左右，喷涂4次，待其完全固化后，得到水泥、混凝土制品/预制件的有机自清洁防护涂层。实施例3一种用于水泥混凝土预制件的“致密-多孔”双层有机涂层，按重量份计，由以下组分制成：环氧树脂45份，眯唑啉类固化剂15份，石棉纤维5份，缩水甘油醚5份，聚乙烯树脂10份，金红石型钛白粉3份，石英粉5份，纳米二氧化钛15份。其制备及使用的方法步骤如下：（1）以丙酮做溶剂，向丙酮中加入环氧树脂、石棉纤维、缩水甘油醚、聚乙烯树脂，然后放于超声波清洗机中超声10min，使石棉纤维充分分散，然后加入环氧树脂三分之一重量的眯唑啉类固化剂，在真空条件下搅拌均匀，得到有机保护层的“致密”层；（2）将水泥混凝土制品/预制件的表面擦拭干净，用毛刷将拍治好的“致密”保护层涂抹到水泥混凝土制品/预制件的表面，待其固化后得到水泥混凝土制品/预制件的“致密”保护层；（3）将纳米二氧化钛和环氧树脂按1：3的重量比混合并搅拌均匀，再加入聚乙烯树脂、金红石型钛白粉、石英粉搅拌均匀，然后加入环氧树脂一半重量的眯唑啉类固化剂，充分搅拌后用喷射装置将其喷射到已经在水泥混凝土制品/预制件表面固化的“致密”层上，一次喷涂3mm左右，喷涂4次，待其完全固化后，得到水泥、混凝土制品/预制件的有机自清洁防护涂层。将实施例1-3的抗氯离子侵蚀性能进行测试，抗氯离子侵蚀性能测试过程为：将各涂层涂于水凝混凝土制品表面，将制品埋在海边相同的位置，放置1个月，三个月后，将涂层破坏去除露出制品表面，用少量水多次冲洗表面，用neld-cl420型氯离子含量快速测定仪测定溶液中的氯离子浓度。结果如下表所示，其中对比例为未涂覆有机保护涂层的空白水泥混凝土制品：时间实施例1实施例2实施例3对比例1个月0.003mol/l0.012mol/l0.007mol/l0.737mol/l3个月0.003mol/l0.010mol/l0.066mol/l0.909mol由上表可以看出，本发明实施例1-3的抗氯离子侵蚀性能均较好。将实施例1-3的自清洁性能进行测试，自清洁性能测试过程为：将各涂层涂于水凝混凝土制品表面，将制品放于同一湖泊的不同位置，放置1周、2周后观察表面情况，结果如下表所示，其中，对比例为未涂覆有机保护涂层的空白水泥混凝土制品：时间实施例1实施例2实施例3对比例1个月无藻类附着无藻类附着无藻类附着有少量藻类附着3个月无藻类附着无藻类附着无藻类附着有大量藻类附着由上表可以看出，本发明实施例1-3的自清洁性能均较好。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可以在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页12