高铁桥梁混凝土聚脲涂料的封闭底漆开发

杨 熙

（贵州工业职业技术学院，贵州 贵阳 550008）

混凝土由其通用性和经济性广泛用于高铁桥梁修建。但混凝土使用环境复杂，长期与各种腐蚀性介质接触，自身受到侵蚀非常严重。先进的防护涂层技术是提高混凝土耐久性的有效措施，然而造成涂层失效的主要原因是涂层与混凝土之间的界面破坏，提高聚脲涂层与混凝土之间的粘结是对混凝土进行有效保护的关键【1】。封闭底漆作为直接与基体相连接的部分，其涂覆性、渗透性的好坏，将决定整个防护涂层和基体的附着性能，最终对涂层的整体性能产生影响。所以为了能最大限度地发挥聚脲涂料的性能优势，提高聚脲产品与基材的附着力，我们开发合成一种适用于聚脲涂料的环氧-聚氨酯体系的混凝土封闭底漆，提高了聚脲涂层对基材的附着力，还对混凝土表面进行有效封闭【2】。

1 实验部分

1.1 原材料和试验仪器

1.1.1 主要原材料

聚酯树脂：自制；CYD128：岳阳化工厂；C9树脂：齐鲁石化；醋酸丁酯；二甲苯；T-12

1.1.2 试验仪器

SFJ400多功能搅拌机；烘箱；涂-4黏度计；拉脱法附着力测试仪

1.2 环氧-聚氨酯封闭底漆的制备

1.2.1 环氧-聚氨酯封闭底漆配方

采用环氧-聚氨酯体系，其中羟基组分中选择采用羟基环氧树脂、羟基聚酯树脂组成，同时选择合适的树脂填料以及溶剂、助剂等组成，羟基环氧树脂选择现有成熟的环氧树脂进行筛选，羟基聚酯树脂采用自己合成；异氰酸酯组分采用碳化改性MDI（即液化MDI）与聚醚、聚酯合成。

（1）羟基树脂的合成

通过对比不同厂家的羟基聚酯，经过分析、讨论，决定合成一个羟值在120 mgKOH/g的树脂，原材料选用豆油酸、甘油、苯甲酸、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、二甲苯等组成。大体配方如表1。

表1 羟基树脂配方Table 1 Hydroxy resin formulation

（2）异氰酸酯预聚物的合成(表2)

（3）涂料配置(表3)

1.2.2 环氧-聚氨酯封闭底漆的制备

（1）羟基树脂合成工艺：按照配方量将豆油酸、甘油、苯甲酸、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、二甲苯等配入四口烧瓶，升温到180 ℃，维持1 h，然后逐步升温到220 ℃（每小时升温10 ℃），维持4 h测酸值（酸值小于等于5 mg KOH/g），继续维持，直到物料粘度为8 000~10 000 cps（取70份釜内物加30份二甲苯兑稀，在(23±2）℃条件下检测），即可加入兑稀二甲苯，出料。

（2）异氰酸酯预聚物合成工艺：按照配方将原材料配入四口烧瓶，在80 ℃保温4~6 h，直至NCO值变化在0.2%范围内。降温出料。

1.3 环氧-聚氨酯封闭底漆性能检测

按照配方2两份，配方1一份的比例进行调漆，喷涂在马口铁板上进行冲击性能、柔韧性等的检测【3】，刷涂在混凝土表面上进行附着力检测，另在该底漆上再喷涂聚脲涂料后，再进行附着力、封闭性能检测（表4）。

表2 异氰酸酯预聚物配方Table 2 Isocyanate prepolymer formulations

表3 涂料配方Table 3 Coating formulations

表4 检测结果Table 4 Test results

2 结 论

由于聚脲涂料固化时间短，对底材的湿润性差，黏附度低，会造成涂层与混凝土界面脱落，所以开发研制的这种环氧-聚氨酯体系的封闭底漆具有良好渗透性，对基材的水分、气孔进行良好封闭，修正基材表面微小缺陷；其环氧基团和-H保证其对基材优异的封闭性和附着力；氨酯键能在高聚物分子之间形成非环及／或环形的氢键，能使涂膜具有很高的韧性和延展性，提高底漆与涂层匹配性；并且其施工流动性好、固化速度快，施工过程中受环境温度和湿度的影响小，可以满足野外施工要求。完全对高铁桥梁混凝土使用的聚脲涂层起到了渗透封闭、强化基层和增强附着力的作用【4-6】。

［1］李伟华,等，钢筋混凝土结构的腐蚀与涂层防护[J].现代涂料与涂装，2008（3）：31-34.

［2］廖有为,等.喷涂聚脲防水涂层体系的确定及其在“南水北调”工程中的应用研究[J].中国涂料，2009（10）：35-39.

［3］刘彦东,等.环氧基聚脲封闭底涂的性能研究[J].上海涂料，2009（5）：16-18.

［4］肖鑫,等.，混凝土封闭底漆的研制[J].，电镀与涂饰，2009（6）：60-63.

［5］周玉生,等，室温固化水性环氧混凝土封闭底涂的配方设计[J].涂料工业，2009（3）：64-67.

［6］李运德,等，潮差区混凝土结构表面湿固化封闭底漆的研制[J].涂料工业，2008，38 (7)：63-65.