一种耐候防腐钢绞线包覆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢绞线包覆材料，尤其是涉及一种耐候防腐钢绞线包覆材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在大中型桥梁中钢绞线是关键的承载构件，其防腐材料直接关系到构件的耐久性和安全性。许多工程因钢绞线锈蚀而破坏，维修费用大大超过建造费用，使用寿命远低于设计寿命，也给工程造成重大的安全隐患，至此对于钢绞线的耐候、防腐工作是十分重要。目前，普通的钢绞线包覆材料采用PE (HDPE即高密度基乙烯)，该材料仅能在短期内保护钢绞线不被锈蚀。一旦PE老化以后，就会发生开裂脱落的问题，至此就会失去防腐的性能。
[0003]钢绞线的防腐工艺有很多种，其中包覆工艺是传统的一种防腐方法。包塑是将分子化合物塑料护套挤套在钢绞线外，该护套不与钢绞线粘结，以隔离腐蚀背景为目标，其加工办法普通是用挤塑机套在钢绞线外层包覆。选择的包覆材料一般为高密度聚乙烯(HDPE)。使用该材料的缺陷是:1、在太阳紫外线强烈的地方易老化，使用范围受限制；2、夏天箱体内温度可能高于箱体外温度，当温度相当高时，可能对HDPE有影响；3、制造过程中会释放出对环境有害的气体，不利于环保。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技术存在的问题和不足，本发明提供一种耐候防腐钢绞线包覆材料及其制备方法。经研发人员的大量实验，成功制造出一种更优于HDPE的包覆材料，即为高分子改性涂刷型包覆材料。其最大优点是它的耐久性、耐候性、耐化学品性极佳。
[0005]本发明采取的技术方案是:一种耐候防腐钢绞线包覆材料，其特征在于，由A组分和B组分混合而成，其中A组分由以下成分按重量百分比组成:
脂肪族异氰酸酯化合物 15-30 多元醇或聚醚胺68-85
改性助剂0.1-0.3。
[0006]B组分由以下成分按重量百分比组成:
增塑剂0-10
改性扩链剂10-20
混合仲氨基聚醚30-65
耐候防腐因子1-2
填料20-50
颜料10-20
改性促进剂0.5-2
润湿分散助剂0.5-1。
[0007]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料的制备方法，其特征在于，其中A组分的制备有如下步骤:
步骤一.将多元醇或聚醚胺在-0.0SMPa真空状态下，温度为120°C，真空脱水2_3h备用；
步骤二.将脂肪族异氰酸酯类化合物吸入反应釜内，在氮气保护的状态下升温至40-450C，将步骤一得到的多元醇或聚醚胺加入反应釜混合；
步骤三.步骤二得到的混合物，当混合温度不再上升的时候将其升温至75-85°C，保温3-4h ；
步骤四.保温结束后，将改性助剂混入其中，充分混合30min，真空脱气30min后，检测NCO含量，合格即可包装。
[0008]B组分的制备有如下步骤:
步骤一.将增塑剂、改性扩链剂、混合仲氨基聚醚、颜料、填料、耐候防腐因子按顺序加入反应釜内混合，然后泵入卧式砂磨机在400-500r/min高速分散的状态下分散60_120min ；
步骤二.将步骤一得到的浆液泵入涂料砂磨机中进行研磨，直至细度合格为止；步骤三.将步骤二研磨的浆液泵入脱水脱气反应釜进行脱水脱气，温度为100-120°C，抽真空-0.08MPa，时间 1.5-2h ；
步骤四.步骤三完成之后，降温至60-70°C时，搅拌加入润湿分散助剂以及改性促进剂，混合30min，脱气后即可包装。
[0009]本发明具有的特点及有益效果如下:
1、操作简单，室温即可操作。包覆材料的凝胶速度快，一般凝胶时间在5-15min之间，适合钢绞线流水包覆工艺的要求。
[0010]2、该材料的耐候性能极佳，可经受紫外线常年的照射，而不老化。
[0011]3、耐海水腐蚀极佳。
[0012]4、包覆材料的颜色可依照客户要求随意调动。
[0013]5、材料的环保性极佳，VOC零排放，其固化后涂层可达到食品级要求。
[0014]结合以上特点，本发明研制出的这种高分子改性包覆材料从环保以及耐久性方面考虑完全可以替代现有传统PE包覆材料。由于树脂化学稳定性好，隔绝了有害介质与钢基的接触，对结构的安全非常有利。由于其优异的性质使其更换次数降低，延长了使用寿命，从而降低了整体工程的造价。特别是耐候与防腐性能可优于PE包覆材料至少10倍以上。
【具体实施方式】
[0015]以下结合实施例对本发明作进一步说明:
本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料作用原理如下:
本包覆材料为双组份高分子改性聚合物，主要是异氰酸酯化合物中的异氰酸根集团与端氨基聚醚中的羟基还有氨基作用交联，其中端氨基聚醚组分中辅以防腐性能优越的填料以及耐候性能极佳的纳米材料作为填充组分。几者相互协同，最终达到本包覆材料的优异性能。
[0016]A、B两组分生产使用的主要设备均为以下业内熟知设备:
(I)1000-5000L不锈钢反应釜(要带有冷凝设备)； (2)WSM卧式密闭砂磨机；
(3)涂料包装设备；
(4)真空泵。
[0017]采用本包覆材料的钢绞线技术参数如下:
(1)拉伸强度:彡1MPa；
(2)断裂伸长率:多350%；
(3)撕裂强度:彡60N.mm ；
(4)硬度(邵氏A):彡70;
(5)粘结强度:彡2.0MPa或非粘接面破坏；
(6)可操作时间:<15min ；
(7)低温弯折性:-30°C4h无变化；
(8)耐候性:户外正常照射5-lOy无变化；30w紫外灯直接照射I月无变化；
(9)耐腐蚀性:
10%H2S0 4浸泡Iy无变化；
10%Na0H浸泡Iy无变化；
海水浸泡Iy无变化；
油品浸泡Iy无变化；
有机溶剂浸泡Iy无变化；
污水浸泡Iy无变化。
[0018]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，A组分中的改性助剂选用苯磺酰氯。
[0019]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，A组分中的多元醇或聚醚胺优先选用聚碳酸酯二醇或氨基聚醚。
[0020]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，B组分中的改性扩链剂优先选用Unilink4200o
[0021]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，B组分中的耐候防腐因子为纳米氧化锌与纳米二氧化钛的混合物，其混合比例为1:1。
[0022]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，B组分中的改性促进剂为T-12、有机铋、PU延迟催化剂C223的混合物，其混合比例为1:1:1。
[0023]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，B组分中的混合仲氨基聚醚为分子量2000的仲氨基聚醚和分子量400的仲氨基聚醚的混合物，该混合物的平均分子量为1600。
[0024]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，B组分中的填料选用滑石粉、氧化锌、云母粉、沉淀硫酸钡和活性重钙五种。
[0025]本发明的一种耐候防腐钢绞线包覆材料，B组分中的润湿分散助剂优先选用BYK-2070 和 BYK-116 两种。
实施例1:
A组分由以下成分按重量百分比组成:
IPDI30
氨基聚醚2000 69.8 苯磺酰氯0.2。
[0026]A组分的制备有如下步骤:
步骤一.按比例将氨基聚醚2000在-0.08MPa真空状态下，温度为120°C，真空脱水
2.5h备用；
步骤二.按比例将脂肪族异氰酸酯类化合物IPDI吸入反应釜内，在氮气保护的状态下升温至40°C，将步骤一得到的氨基聚醚2000加入反应釜混合(根据反应的激烈程度，该步可米用滴加工艺);
步骤三.步骤二得到的混合物，当混合温度不再上升的时候将其升温至80°C，保温
3.5h ；
步骤四.保温结束后，将改性助剂苯磺酰氯混入其中，充分混合30min，真空脱气30min后，检测NCO含量(含量8.0-9.0%)，合格即可包装。
[0027]B组分由以下成分按重量百分比组成:
DOP8
Unilink420010
混合仲氨基醚 40 纳米氧化锌I
纳米二氧化钛 I 滑石粉8
氧化锌6
云母粉5
沉淀硫酸钡6
活性重钙4
颜料10
改性促进剂0.5
BYK-20700.25
BYK-1160.25ο
[0028]B组分的制备有如下步骤:
步骤一.按比例将增塑剂D0P、改性扩链剂Unilink4200、混合仲氨基聚醚(为分子量2000的仲氨基聚醚和分子量400的仲氨基聚醚的混合物，该混合物的平均分子量为1600)、颜料、滑石粉、氧化锌、云母粉、沉淀硫酸钡和活性重钙五种填料、纳米氧化锌和纳米二氧化钛按顺序加入反应釜内混合，然后泵入卧式砂磨机在450r/min高速分散的状态下分散90min ；
步骤二.将步骤一得到的浆液泵入涂料砂磨机中进行研磨，直至细度合格为止(细度^ 80 μ );
步骤三.将步骤二研磨的浆液泵入脱水脱气反应釜进行脱水脱气，温度为110°c，抽真空-0.08MPa，时间 1.5h ；
步骤四.步骤三完成之后，降温至65°C时，按比例搅拌加入润湿分散助剂BYK-2070和BYK-116以及改性促进剂(T-12、有机铋、PU延迟催化剂C223的混合物，其混合比例为1:1:1)，混合30mi