專利名稱：水工鋼結構防腐抗老化高分子納米改性涂層材料的制作方法
技術領域：
本發明屬于水工鋼結構的腐蝕防護涂層領域，具體涉及一種水工鋼結構防腐抗老化高分子納米改性涂層材料。
背景技術：
鋼結構材料在各個工程領域中應用都非常廣泛，但與此同時，世界上每年因腐蝕而報廢的金屬材料和設備就占生產量的五分之一以上，造成了巨大的經濟損失。隨著全球工業化發展進程的加快，腐蝕問題日趨嚴重，其中水工鋼結構的腐蝕問題是最嚴重的問題
之一 O隨著防腐技術的不斷發展，在金屬材料表面涂覆一層防腐蝕保護涂層是目前最經濟適用的一種防護措施。噴涂聚脲彈性體具有優異的綜合機械性能、良好的防滲效果，以及較強的耐腐蝕性和抗老化性，是 水工鋼結構防腐抗老化涂層的最佳選擇之一。隨著納米表面工程技術的推廣應用，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了很多，并且納米改性涂層對腐蝕性介質具有很好的隔絕作用，對金屬底材起到了很好的保護作用。
發明內容
本發明的目的是提供一種可有效防護或減少金屬材料的腐蝕和老化的水工鋼結構防腐抗老化高分子納米改性涂層材料。本發明采用以下技術方案:
一種水工鋼結構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，基材表面預處理，然后做噴砂處理；
第二步，在底漆中添加占其質量分數為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 _。作為優選，所述A組分是由質量比為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。作為優選，所述B組分是由占B組份質量比為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組分的質量分數為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組分的質量分數為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。本發明的有益效果為:
本發明制得的水工鋼結構防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，具有納米材料的優異性能，同時聚四氟乙烯中含有極性基團，所以制得的涂層表現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。本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。
具體實施方式
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以下用實施例對本發明作進一步的詳細說明:
實施例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Rz 50 μ m。第二步:在底漆中添加占其質量分數為1%的聚四氟乙烯納米粉體，高速分散半小時，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備中充分混合，合理調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，腐蝕性物質不能粘附，進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。總之，制得的涂層的防腐蝕能力較基體提高了 4倍左右。實施例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Rz 50 μ m。第二步:在底漆中添加占其質量分數為0.5%的聚四氟乙烯納米粉體，高速分散半小時，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備中充分混合，合理調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物質(聚四氟乙烯)，涂層的附著力增大很多，同時涂層的防腐抗老化能力較基體提高了 3倍多。實施例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Rz 50 μ m。第二步:在底漆中添加占其質量分數為0.8%的聚四氟乙烯納米粉體，高速分散半小時，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備中充分混合，合理調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物質(聚四氟乙烯)，涂層的附著力增大很多，同時涂層的防腐抗老化能力較基體提高了 5倍。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種水工鋼結構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，基材表面預處理，然后做噴砂處理； 第二步，在底漆中添加占其質量分數為.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.根據權利要求1所述的一種水工鋼結構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.根據權利要求2所述的一種水工鋼結構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.根據權利要求1所述的一種水工鋼結構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
本發明公開了一種水工鋼結構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，基材表面預處理，然后做噴砂處理；第二步，在底漆中添加占其質量分數為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組份在噴涂設備中充分混合后，在基材上噴涂納米改性涂層材料。本發明制得的水工鋼結構防腐抗老化高分子納米改性涂層材料，具有納米材料的優異性能，同時聚四氟乙烯中含有極性基團，所以制得的涂層表現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 優先權日2013年2月5日
發明者張瑞珠, 李靜瑞, 郭朋彥, 嚴大考, 閆鎮威, 劉曉東 申請人:華北水利水電學院