專利名稱：水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水工鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)涂層領(lǐng)域，具體涉及一種水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料。
背景技術(shù)：
鋼結(jié)構(gòu)材料在各個(gè)工程領(lǐng)域中應(yīng)用都非常廣泛，但與此同時(shí)，世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬材料和設(shè)備就占生產(chǎn)量的五分之一以上，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著全球工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的加快，腐蝕問題日趨嚴(yán)重，其中水工鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題是最嚴(yán)重的問題
之一 O隨著防腐技術(shù)的不斷發(fā)展，在金屬材料表面涂覆一層防腐蝕保護(hù)涂層是目前最經(jīng)濟(jì)適用的一種防護(hù)措施。噴涂聚脲彈性體具有優(yōu)異的綜合機(jī)械性能、良好的防滲效果，以及較強(qiáng)的耐腐蝕性和抗老化性，是 水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化涂層的最佳選擇之一。隨著納米表面工程技術(shù)的推廣應(yīng)用，在聚脲彈性體制備原料B組分中添加少量的納米粉體顆粒，可以有效改善涂層的表面性能。如在B組分中添加納米聚四氟乙烯粉體，制得的納米改性涂層對光的敏感性降低，抗紫外線能力和抗老化能力得到顯著提高，納米改性涂層的自腐蝕電位較未添加納米粉體的涂層升高了約100 mV，使得涂層的耐蝕性能增強(qiáng)了很多，并且納米改性涂層對腐蝕性介質(zhì)具有很好的隔絕作用，對金屬底材起到了很好的保護(hù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可有效防護(hù)或減少金屬材料的腐蝕和老化的水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，具體步驟如下:
第一步，基材表面預(yù)處理，然后做噴砂處理；
第二步，在底漆中添加占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.59Tl%的聚四氟乙烯納米粉體并將其均勻刷涂到基材表面；
第三步，制備A組分和混合有聚四氟乙烯納米粉體的B組分；
第四步，將體積比為1:1的A組份和混合有聚四氟乙烯納米粉體的B組份在噴涂設(shè)備中充分混合后，在基材上噴涂納米改性涂層材料，制得的涂層的整體厚度不小于0.5 _。作為優(yōu)選，所述A組分是由質(zhì)量比為3:2的碳化二亞胺改性二苯甲烷_4，4’- 二異氰酸酯和聚醚三元醇混合組成。作為優(yōu)選，所述B組分是由占B組份質(zhì)量比為5°/Γ22%的端氨基聚醚D-400,18% 56%的4，4-亞甲基雙[N-仲丁基苯胺]，16% 55%端氨基聚醚D-2000，0% 11%的端氨基聚醚Τ-5000以及占納米改性涂層質(zhì)量百分比含量為廣3%聚四氟乙烯納米粉體混合組成。所述B組分的制備過程為:將占B組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59Γ22%的端氨基聚醚D-400，189Γ56%的4，4_亞甲基雙[N-仲丁基苯胺]或者兩者的混合物與占納米改性涂層質(zhì)量百分比含量為19Γ3%的聚四氟乙烯納米粉體高速攪拌混合在一起，再將分散后的納米粉體與占B組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16°/Γ55%的端氨基聚醚D-2000和0°/Γ 1%的端氨基聚醚Τ-5000 —同置入容器中，高速分散2(T90 min后制得B組分。作為優(yōu)選，所述的聚四氟乙烯納米粉體，純度> 99.9%，平均粒徑在20(T300 nm。本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明制得的水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，具有納米材料的優(yōu)異性能，同時(shí)聚四氟乙烯中含有極性基團(tuán)，所以制得的涂層表現(xiàn)出很好的抗老化性能和良好的耐腐蝕性能，較基材的耐蝕性提高了 3飛倍。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。
具體實(shí)施方式
:
以下用實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
實(shí)施例1:
第一步:清除基材表面的油潰和可溶性鹽等污染物，然后對其進(jìn)行噴砂處理，使基材表面清潔度不小于Sa2.5，表面粗糙度可達(dá)Rz 50 μ m。第二步:在底漆中添加占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的聚四氟乙烯納米粉體，高速分散半小時(shí)，然后在底材上均勻刷涂兩層底漆。聚四氟乙烯納米粉體，純度>99.9%，平均粒徑在200 300 nm。 第三步:將400g聚醚三元醇和600 g碳化二亞胺改性二苯甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯在N2的保護(hù)作用不斷攪拌使其充分混合制得IOOOg的A組分；將20.2g聚四氟乙烯納米粉體以高速攪拌的方式混入343.62 g4，4-亞甲基雙[N-仲丁基苯胺]和137.45 g端氨基聚醚D-400的混合物中，超聲分散30 min。將分散后的納米粉體與229.09 g端氨基聚醚D-2000和53.45 g端氨基聚醚T-5000置入容器中，高速分散I小時(shí)后備用。第四步，按體積比1:1的A、B組分分別加入到專用噴涂設(shè)備中充分混合，合理調(diào)整噴槍與底材的距離和角度，然后快速在底材上噴涂納米改性涂層，最后制得一定厚度的納米改性涂層。制得的納米改性涂層，因底漆中加入了聚四氟乙烯粉體，可有效提高底漆與面漆的粘附力，同時(shí)又由于聚四氟乙烯具有非常低的表面能，涂層的表面張力降低，致密性提高，腐蝕性物質(zhì)不能粘附，進(jìn)一步提高了涂層的防腐蝕性能。而面漆中加入聚四氟乙烯，涂層的耐候性也大幅度提高?？傊?，制得的涂層的防腐蝕能力較基體提高了 4倍左右。實(shí)施例2:
第一步:清除基材表面的油潰和可溶性鹽等污染物，然后對其進(jìn)行噴砂處理，使基材表面清潔度不小于Sa2.5，表面粗糙度可達(dá)Rz 50 μ m。第二步:在底漆中添加占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的聚四氟乙烯納米粉體，高速分散半小時(shí)，然后在底材上均勻刷涂兩層底漆。聚四氟乙烯納米粉體，純度> 99.9%，平均粒徑在200 300 nm。第三步:將400g聚醚三元醇和600 g碳化二亞胺改性二苯甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯在N2的保護(hù)作用不斷攪拌使其充分混合制得IOOOg的A組分。B組分的制備:將36.8g聚四氟乙烯納米粉體以高速攪拌的方式混入300 g4，4-亞甲基雙[N-仲丁基苯胺]中，超聲分散40 min。將分散后的納米粉體與383.33 g端氨基聚醚D-2000和150 g端氨基聚醚D-400置入容器中，再采用高速分散機(jī)高速分散80 min后備用。第四步，按體積比為1:1的A、B組分分別加入到專用噴涂設(shè)備中充分混合，合理調(diào)整噴槍與底材的距離和角度，然后快速在底材上噴涂納米改性涂層，最后制得2 mm左右的納米改性涂層。涂層中因添加了極性基團(tuán)物質(zhì)(聚四氟乙烯)，涂層的附著力增大很多，同時(shí)涂層的防腐抗老化能力較基體提高了 3倍多。實(shí)施例3:
第一步:清除基材表面的油潰和可溶性鹽等污染物，然后對其進(jìn)行噴砂處理，使基材表面清潔度不小于Sa2.5，表面粗糙度可達(dá)Rz 50 μ m。第二步:在底漆中添加占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的聚四氟乙烯納米粉體，高速分散半小時(shí)，然后在底材上均勻刷涂兩層底漆。聚四氟乙烯納米粉體，純度>99.9%，平均粒徑在200 300 nm。第三步:將400g聚醚三元醇和600 g碳化二亞胺改性二苯甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯在N2的保護(hù)作用不斷攪拌使其充分混合制得IOOOg的A組分。B組分的制備:將25.2g聚四氟乙烯納米粉體以高速攪拌的方式混入348 g的4，4_亞甲基雙[N-仲丁基苯胺]和87 g端氨基聚醚D-400的混合物中，超聲分散30 min。將分散后的納米粉體與366.3g端氨基聚醚D-2000和43.5g端氨基聚醚T-5000置入容器中，高速分散I小時(shí)后備用。第四步，按體積比為1 :1的A、B組分分別加入到專用噴涂設(shè)備中充分混合，合理調(diào)整噴槍與底材的距離和角度 ，然后快速在底材上噴涂納米改性涂層，最后制得不低于0.5mm的納米改性涂層。涂層中因添加了極性基團(tuán)物質(zhì)(聚四氟乙烯)，涂層的附著力增大很多，同時(shí)涂層的防腐抗老化能力較基體提高了 5倍。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，其特征在于:具體步驟如下: 第一步，基材表面預(yù)處理，然后做噴砂處理； 第二步，在底漆中添加占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.0.59Tl%的聚四氟乙烯納米粉體并將其均勻刷涂到基材表面； 第三步，制備A組分和混合有聚四氟乙烯納米粉體的B組分； 第四步，將體積比為1:1的A組份和混合有聚四氟乙烯納米粉體的B組份在噴涂設(shè)備中充分混合后，在基材上噴涂納米改性涂層材料，制得的涂層的整體厚度不小于.0.5 mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，其特征在于:所述A組分是由質(zhì)量比為3:2的碳化二亞胺改性二苯甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯和聚醚三元醇混合組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，其特征在于:所述B組分是由占B組份質(zhì)量比為5°/Γ22%的端氨基聚醚D-400，18°/Γ56%的4，4-亞甲基雙[N-仲丁基苯胺]，16°/Γ55%端氨基聚醚D-2000，09Tll%的端氨基聚醚Τ-5000以及占納米改性涂層質(zhì)量百分比含量為廣3%的聚四氟乙烯納米粉體混合組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，其特征在于:所述的聚四氟乙烯納米粉體，純度> 99.9%，平均粒徑在20(T300 nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，具體步驟如下第一步，基材表面預(yù)處理，然后做噴砂處理；第二步，在底漆中添加占其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~1%的聚四氟乙烯納米粉體并將其均勻刷涂到基材表面；第三步，制備A組分和混合有聚四氟乙烯納米粉體的B組分；第四步，將體積比為1:1的A組份和混合有聚四氟乙烯納米粉體的B組份在噴涂設(shè)備中充分混合后，在基材上噴涂納米改性涂層材料。本發(fā)明制得的水工鋼結(jié)構(gòu)防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，具有納米材料的優(yōu)異性能，同時(shí)聚四氟乙烯中含有極性基團(tuán)，所以制得的涂層表現(xiàn)出很好的抗老化性能和良好的耐腐蝕性能，較基材的耐蝕性提高了3~5倍。
文檔編號C09D175/02GK103113813SQ20131004445
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者張瑞珠, 李靜瑞, 郭朋彥, 嚴(yán)大考, 閆鎮(zhèn)威, 劉曉東 申請人:華北水利水電學(xué)院