高鐵橋梁混凝土聚脲涂料的封閉底漆開發(fā)

楊 熙

（貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550008）

混凝土由其通用性和經(jīng)濟(jì)性廣泛用于高鐵橋梁修建。但混凝土使用環(huán)境復(fù)雜，長期與各種腐蝕性介質(zhì)接觸，自身受到侵蝕非常嚴(yán)重。先進(jìn)的防護(hù)涂層技術(shù)是提高混凝土耐久性的有效措施，然而造成涂層失效的主要原因是涂層與混凝土之間的界面破壞，提高聚脲涂層與混凝土之間的粘結(jié)是對混凝土進(jìn)行有效保護(hù)的關(guān)鍵【1】。封閉底漆作為直接與基體相連接的部分，其涂覆性、滲透性的好壞，將決定整個防護(hù)涂層和基體的附著性能，最終對涂層的整體性能產(chǎn)生影響。所以為了能最大限度地發(fā)揮聚脲涂料的性能優(yōu)勢，提高聚脲產(chǎn)品與基材的附著力，我們開發(fā)合成一種適用于聚脲涂料的環(huán)氧-聚氨酯體系的混凝土封閉底漆，提高了聚脲涂層對基材的附著力，還對混凝土表面進(jìn)行有效封閉【2】。

1 實驗部分

1.1 原材料和試驗儀器

1.1.1 主要原材料

聚酯樹脂：自制；CYD128：岳陽化工廠；C9樹脂：齊魯石化；醋酸丁酯；二甲苯；T-12

1.1.2 試驗儀器

SFJ400多功能攪拌機(jī)；烘箱；涂-4黏度計；拉脫法附著力測試儀

1.2 環(huán)氧-聚氨酯封閉底漆的制備

1.2.1 環(huán)氧-聚氨酯封閉底漆配方

采用環(huán)氧-聚氨酯體系，其中羥基組分中選擇采用羥基環(huán)氧樹脂、羥基聚酯樹脂組成，同時選擇合適的樹脂填料以及溶劑、助劑等組成，羥基環(huán)氧樹脂選擇現(xiàn)有成熟的環(huán)氧樹脂進(jìn)行篩選，羥基聚酯樹脂采用自己合成；異氰酸酯組分采用碳化改性MDI（即液化MDI）與聚醚、聚酯合成。

（1）羥基樹脂的合成

通過對比不同廠家的羥基聚酯，經(jīng)過分析、討論，決定合成一個羥值在120 mgKOH/g的樹脂，原材料選用豆油酸、甘油、苯甲酸、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、二甲苯等組成。大體配方如表1。

表1 羥基樹脂配方Table 1 Hydroxy resin formulation

（2）異氰酸酯預(yù)聚物的合成(表2)

（3）涂料配置(表3)

1.2.2 環(huán)氧-聚氨酯封閉底漆的制備

（1）羥基樹脂合成工藝：按照配方量將豆油酸、甘油、苯甲酸、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、二甲苯等配入四口燒瓶，升溫到180 ℃，維持1 h，然后逐步升溫到220 ℃（每小時升溫10 ℃），維持4 h測酸值（酸值小于等于5 mg KOH/g），繼續(xù)維持，直到物料粘度為8 000~10 000 cps（取70份釜內(nèi)物加30份二甲苯兌稀，在(23±2）℃條件下檢測），即可加入兌稀二甲苯，出料。

（2）異氰酸酯預(yù)聚物合成工藝：按照配方將原材料配入四口燒瓶，在80 ℃保溫4~6 h，直至NCO值變化在0.2%范圍內(nèi)。降溫出料。

1.3 環(huán)氧-聚氨酯封閉底漆性能檢測

按照配方2兩份，配方1一份的比例進(jìn)行調(diào)漆，噴涂在馬口鐵板上進(jìn)行沖擊性能、柔韌性等的檢測【3】，刷涂在混凝土表面上進(jìn)行附著力檢測，另在該底漆上再噴涂聚脲涂料后，再進(jìn)行附著力、封閉性能檢測（表4）。

表2 異氰酸酯預(yù)聚物配方Table 2 Isocyanate prepolymer formulations

表3 涂料配方Table 3 Coating formulations

表4 檢測結(jié)果Table 4 Test results

2 結(jié) 論

由于聚脲涂料固化時間短，對底材的濕潤性差，黏附度低，會造成涂層與混凝土界面脫落，所以開發(fā)研制的這種環(huán)氧-聚氨酯體系的封閉底漆具有良好滲透性，對基材的水分、氣孔進(jìn)行良好封閉，修正基材表面微小缺陷；其環(huán)氧基團(tuán)和-H保證其對基材優(yōu)異的封閉性和附著力；氨酯鍵能在高聚物分子之間形成非環(huán)及／或環(huán)形的氫鍵，能使涂膜具有很高的韌性和延展性，提高底漆與涂層匹配性；并且其施工流動性好、固化速度快，施工過程中受環(huán)境溫度和濕度的影響小，可以滿足野外施工要求。完全對高鐵橋梁混凝土使用的聚脲涂層起到了滲透封閉、強(qiáng)化基層和增強(qiáng)附著力的作用【4-6】。

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［3］劉彥東,等.環(huán)氧基聚脲封閉底涂的性能研究[J].上海涂料，2009（5）：16-18.

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［6］李運德,等，潮差區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)表面濕固化封閉底漆的研制[J].涂料工業(yè)，2008，38 (7)：63-65.