專利名稱：硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防腐涂料的霧化噴涂方法，具體涉及ー種常溫下為固態(tài)的硫磺改性復(fù)合材料，作為防腐涂料的霧化噴涂方法。
背景技術(shù)：
目前已知防腐防水涂料大多是油溶性和水溶性有機(jī)材料，例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸、聚氨酯、醇酸、氯化橡膠、氟碳、乳膠漆等有機(jī)材料。通常經(jīng)有機(jī)溶劑稀釋后使用壓縮空氣經(jīng)噴槍噴涂。且上述材料在處于高度嚴(yán)酷化學(xué)侵蝕環(huán)境下構(gòu)筑物表面防腐涂層、隧道防滲水層的防腐防水功能是受限的。例如青藏鉄路，因氣候惡劣、高寒缺氧、溫差大、干燥、紫外線輻射強(qiáng)、風(fēng)沙侵蝕等高原環(huán)境，導(dǎo)致青藏鐵路橋梁混凝土構(gòu)件裂縫，繼而加速對鋼筋混凝土各種危害的發(fā)生，對混凝土構(gòu)件的耐久性產(chǎn)生極為不利的影響，嚴(yán)重威脅鐵路的安全。高原 低壓嚴(yán)寒又給治理和防護(hù)增加了特殊困難，因此，必須采用長效的特殊防護(hù)涂料對混凝土構(gòu)件加以保護(hù)。國家鉄道部為此制訂了比內(nèi)陸規(guī)范更為嚴(yán)格的涂層防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。在這種苛刻的標(biāo)準(zhǔn)下，一般的有機(jī)材料類防腐涂料均達(dá)不到上述要求。即使個別有機(jī)材料能接近這項(xiàng)指標(biāo)要求，其長遠(yuǎn)使用的耐久性也是不確定的，國際上エ業(yè)橋梁重防腐涂料耐久性要求在50年以上。為了解決上述問題，工程技術(shù)領(lǐng)域的科技人員在進(jìn)行著不斷的探索。長期以來，科學(xué)工作者都認(rèn)為硫磺材料是ー種很好的替代材料，在硫磺中加入某些改性劑，然后添加適量骨料，在140°C左右的溫度下進(jìn)行熱熔混合，得到硫磺改性復(fù)合材料。改性后的硫磺材料制品具有比硫磺較高的力學(xué)強(qiáng)度，和彈性模量，加之硫磺本身具有的抗化學(xué)腐蝕性能、憎水防滲效果，抗紫外線、抗低溫、抗凍融等，用這種改性后的硫磺復(fù)合材料涂覆在構(gòu)筑物表面能夠起到一定的防護(hù)性能。目前常代替水硬性混凝土應(yīng)用在土木工程、公路交通工程以及浙青添加劑和防腐地坪灌筑。但因其高粘度和常溫下快凝的特點(diǎn)，目前尚無將其應(yīng)用于涂層霧化噴涂防腐的先例。通常在硫磺中添加改性劑來達(dá)到防腐應(yīng)用要求。但存在改性反應(yīng)不易掌握，操作中常會產(chǎn)生劇烈溫度反應(yīng)，致使反應(yīng)釜內(nèi)溫度會快速上升，如上升溫度超過140°C時，材料粘度増加，產(chǎn)生ー種黏稠狀物質(zhì)，嚴(yán)重時會形成結(jié)塊，損壞設(shè)備，更不能霧化噴涂。綜上所述，采用以上材料技術(shù)改性后硫磺混凝土最大的缺陷是耐久性差，不能作為涂料霧化噴涂涂裝。由于硫磺材料為熱塑性，常溫下為固態(tài)，加熱至一定溫度后為液態(tài)，加熱熔融后在常溫環(huán)境下快速凝固的時間以數(shù)秒計，且粘度大，流動性較差。即使熱溶成液態(tài)后，要將其霧化噴涂也是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供ー種硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，將硫磺復(fù)合材料能夠作為涂料應(yīng)用的霧化噴涂方法，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是
I、改善硫磺改性復(fù)合材料熱熔后的熱穩(wěn)定性、粘度、密度、流動性等性能，使材料具備有能夠霧化噴涂性能。2、使涂層形成均勻可控的成膜厚度及保光率。3、延遲硫磺常溫下凝結(jié)時間，以克服硫磺液化材料在反應(yīng)容器內(nèi)、攪拌器上、閥門、管道、噴嘴等零配件內(nèi)壁上遇冷迅速粘結(jié)凝固堵塞問題，實(shí)現(xiàn)很好的霧化噴涂作業(yè)。4、使涂層具備在惡劣大氣環(huán)境中耐氣候老化、低溫柔韌性、延伸率、耐低溫循環(huán)等性能。本發(fā)明提供的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，包括以下步驟(一 )熱熔硫磺原料把硫磺加入反應(yīng)容器中，進(jìn)行加熱，達(dá)到硫磺原料的熱熔溫度135-140°C，脫水至無氣泡；主料選用エ業(yè)粉狀硫磺或塊狀硫磺，要求純度較高、雜質(zhì)較少、水份少，硫含量應(yīng)在85 %以上，水分小于I %。 ( ニ )添加改性劑所述改性劑為ニ聚環(huán)戊ニ烯和環(huán)戊ニ烯齊聚物的混合物，將原料硫磺的溫度降至120°C，開始緩慢分批加入改性劑，持續(xù)攪拌，改性劑的添加量為硫磺用量的5% -10%，然后把溫度控制在140°C ±5°C，反應(yīng)時間4-6h。所述改性劑中二聚環(huán)戊ニ烯和環(huán)戊ニ烯齊聚物之間的重量比為65% -50% 35%-50%或 50%-20% 50%-80%或 50%-30% 50%-70%。其配比原則為ニ聚環(huán)戊ニ烯添加比例大，環(huán)戊ニ烯齊聚物添加比例小，則材料的剛性較大；環(huán)戊ニ烯齊聚物添加比例大，ニ聚環(huán)戊ニ烯比例小，則材料的柔性較大。為了取得更好的技術(shù)效果，還可以加入偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑是鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑中的任意ー種或二者的混合物；鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑與骨料預(yù)先混合后加入反應(yīng)釜內(nèi)，添加時溫度控制在140°C，持續(xù)攪拌。為了取得更好的技術(shù)效果，還可以加入穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑為氣相ニ氧化硅，分子式Si02,氣相ニ氧化娃的添加量為總重量的0. 3% ;氣相ニ氧化娃穩(wěn)定劑與骨料預(yù)先混合后加入反應(yīng)釜內(nèi)，添加時溫度控制在140°C，持續(xù)攪拌。為了取得更好的技術(shù)效果，還可以加入增韌劑和增韌材料的混合物，所述增韌劑為聚氨基甲酸酯或苯こ烯-丁ニ烯，其添加量為改性硫磺重量的0.5%-5%;所述增韌材料為玻璃纖維、石棉纖維、聚酯纖維、碳纖維中的任意一種與橡膠粉的混合物，橡膠與纖維按重量比9 I混合，所述增韌材料的添加量為材料總用量的33%。在140°C保持溫度45min。增韌材料中的橡膠為橡膠粉和橡膠顆粒的混合物，ニ者的混合比例5 5。其中橡膠粉的粒徑為0. 3-0. 5mm，30-47目；橡膠顆粒的平均粒徑為
堆積密度0. 5g/cm3,表觀密度I. Og/cm3 ;纖維的添加主要是進(jìn)ー步提高涂 層材料的抗裂性能，選擇纖維應(yīng)主要考慮纖維的熱熔溫度不能低于200°C，單纖長l-10mm。根據(jù)環(huán)境防護(hù)要求，可選用碳纖維、聚酯纖維。改性反應(yīng)完成后，可以直接添加輔料進(jìn)行霧化噴涂作業(yè)，也可以把經(jīng)改性的硫磺材料降溫、定型、造粒后備用。使用時運(yùn)抵施工現(xiàn)場，再進(jìn)行熱熔、配料后進(jìn)行霧化噴涂作業(yè)。(三)添加骨料在上述改性硫磺中添加骨料，骨料需要干燥和預(yù)熱并攪拌均勻。溫度控制在140-150°C，在此過程中必須不停攪拌，達(dá)到最佳液化狀態(tài)。所述骨料包括細(xì)骨料、粉料，骨料的總添加量為總重量的50-85%，細(xì)骨料與粉料的配比為10 1-12 I ;所述細(xì)骨料為礦物砂石,可以作為細(xì)骨料的礦物砂石包括并不限于石英石、石灰?guī)r、綠輝巖、花崗巖、黃沙、瓷粉、硼砂、礦砂、鋼渣中的任意ー種或任意幾種的混合物，所述細(xì)骨料為粒徑要求通過0. 016mm篩孔篩余率< 5% ;通過0. 08mm篩孔篩余率為8-20%。所述粉料為水泥粉與粉煤灰中的任意ー種，以及石英粉、輝綠巖粉、石灰?guī)r粉、石墨粉、滑石粉、云母粉、重晶石粉、石膏粉中的任意ー種，二者的混合物；要求粒徑1600孔/cm2篩余率彡5 %，4900孔/cm2篩余率10-30 %。(四)霧化噴涂作業(yè)把反應(yīng)容器中的熱熔改性硫磺材料送至噴槍，噴涂在構(gòu)筑物表面，輸送過程中保持溫度為140°C ±5°C，同時有工作壓カ為I. 6Mpa、溫度為140°C的壓縮空氣輸送至噴槍，進(jìn)行噴涂時溫度依然保持在140°C。熱熔反應(yīng)噴涂操作，要求嚴(yán)格控制添加材料配比，在改性材料熱熔混合反應(yīng)操作中，各個環(huán)節(jié)的具體加熱溫度、材料添加順序、添加數(shù)量、加入速度、反應(yīng)溫度調(diào)整、溫度保持時間、反應(yīng)維持時間，必須嚴(yán)格按規(guī)程操作。
本發(fā)明提供的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，其有益效果在于，改善了硫磺改性復(fù)合材料熱熔后的熱穩(wěn)定性、粘度、密度、流動性等性能，使材料具備有能夠霧化噴涂性能。涂層可以形成均勻可控的成膜厚度及保光率。涂層具備在惡劣大氣環(huán)境中耐氣候老化、低溫柔韌性、延伸率、耐低溫循環(huán)等性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明提供的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，進(jìn)行具體的說明。實(shí)施例一本實(shí)施例是制備ー種防腐涂料，這種防腐涂料適用于高侵襲化學(xué)環(huán)境的防腐蝕，耐酸、高硬度、高耐磨性、抗壓、抗拉強(qiáng)度要求。硫磺改性復(fù)合材料中，硫磺74. 5%，改性劑25%，其中二聚環(huán)戊ニ烯和環(huán)戊ニ烯齊聚物的混合物比例為3 7，增韌劑0.5%。總配比中，硫磺改性復(fù)合材料30% ;粉煤灰或焚燒垃圾灰7% ;細(xì)骨料23%、粗骨14 40% O制備上述防腐涂料，包括以下步驟(一 )熱熔硫磺原料把硫磺加入反應(yīng)容器中，進(jìn)行加熱，達(dá)到硫磺原料的熱熔溫度135-140°C，脫水至無氣泡。(ニ)添加改性劑將原料硫磺的溫度降至120°C，開始緩慢分批加入改性劑，持續(xù)攪拌，然后把溫度控制在140°C ±5°C，反應(yīng)時間5h。添加增韌劑，在140°C保持溫度45min。(三)添加骨料在上述改性硫磺中添加骨料，骨料需要干燥和預(yù)熱并攪拌均勻。溫度控制在140-150°C，在此過程中必須不停攪拌，達(dá)到最佳液化狀態(tài)。(四)霧化噴涂作業(yè)把反應(yīng)容器中的熱熔改性硫磺材料送至噴槍，噴涂在構(gòu)筑物表面，輸送過程中保持溫度為140°C ±5°C，同時有工作壓カ為I. 6Mpa、溫度為140°C的壓縮空氣輸送至噴槍，進(jìn)行噴涂時溫度依然保持在140°C。實(shí)施例ニ本實(shí)施例是制備一種增韌、抗裂、抗沖擊涂料，其中硫磺55%，改性劑38. 5%，其中二聚環(huán)戊ニ烯和環(huán)戊ニ烯齊聚物的混合物比例為2 8，硅烷偶聯(lián)劑0. 5%，鈦酸酯偶聯(lián)劑0. 5 %，氣相ニ氧化硅0. 5%，增韌劑3 %?？偱浔戎?，硫磺改性復(fù)合材料39%，細(xì)骨料15%,粗骨料25%，粉料5%。制備上述涂料，包括以下步驟(一 )熱熔硫磺原料把硫磺加入反應(yīng)容器中，進(jìn)行加熱，達(dá)到硫磺原料的熱熔溫度135-140°C，脫水至無氣泡。(ニ)添加改性劑將原料硫磺的溫度降至120°C，開始緩慢分批加入改性劑，持續(xù)攪拌，然后把溫度控制在140°C ±5°C，反應(yīng)時間5h。(三)添加偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、增韌劑，在140°C保持溫度45min。(四)添加骨料在上述改性硫磺中添加骨料，骨料需要干燥和預(yù)熱并攪拌均勻。溫度控制在140-150°C，在此過程中必須不停攪拌，達(dá)到最佳液化狀態(tài)。(五)霧化噴涂作業(yè)把反應(yīng)容器中的熱熔改性硫磺材料送至噴槍，噴涂在構(gòu)筑物表面，輸送過程中保持溫度為140°C ±5°C，同時有工作壓カ為I. 6Mpa、溫度為140°C的壓縮空氣輸送至噴槍，進(jìn)行噴涂時溫度依然保持在140°C。
權(quán)利要求
1.一種硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，包括以下步驟(一)熱熔硫磺原料把硫磺加入反應(yīng)容器中進(jìn)行加熱，達(dá)到硫磺原料的熱熔溫度135-140°C，脫水至無氣泡；(二)添加改性劑所述改性劑為二聚環(huán)戊二烯和環(huán)戊二烯齊聚物的混合物，將原料硫磺的溫度降至120°C，開始緩慢分批加入改性劑，持續(xù)攪拌，改性劑的添加量為硫磺用量的5% _10%，然后把溫度控制在140°C，反應(yīng)時間4-6h ;(三)添加骨料在上述改性硫磺中添加骨料，骨料需要干燥和預(yù)熱并攪拌均勻，溫度控制在140-150°C，在此過程中必須不停攪拌，達(dá)到最佳液化狀態(tài)；(四)霧化噴涂作業(yè)用噴涂設(shè)備噴涂在構(gòu)筑物表面，把反應(yīng)容器中的熱熔改性硫磺材料送至噴槍，輸送過程中保持溫度為140°C，同時有工作壓力為1.6Mpa、溫度為140°C的壓縮空氣輸送至噴槍，進(jìn)行噴涂時溫度依然保持在140°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，其特征在于步驟(二)的改性反應(yīng)完成后，把經(jīng)改性的硫磺材料降溫、定型、造粒后備用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，其特征在于步驟(三)添加骨料的同時，還添加偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑是鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑中的任意一種或二者的混合物；所述偶聯(lián)劑與骨料預(yù)先混合后添加，添加時溫度控制在140°C，持續(xù)攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，其特征在于步驟(三)添加骨料的同時，還添加穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑為氣相二氧化硅，分子式Si02，氣相二氧化硅的添加量為總重量的0. 3% ;氣相二氧化硅與骨料預(yù)先混合后添加，添加時溫度控制在140°C，持續(xù)攪拌。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，其特征在于步驟(三)所述骨料包括細(xì)骨料、粉料，骨料的總添加量為總重量的50-85%，細(xì)骨料與粉料的配比為10 1-12 I ;所述細(xì)骨料為礦物砂石,可以作為細(xì)骨料的礦物砂石包括并不限于石英石、石灰?guī)r、綠輝巖、花崗巖、黃沙、瓷粉、硼砂、礦砂、鋼渣中的任意一種或任意幾種的混合物，所述細(xì)骨料為粒徑要求通過0. 016mm篩孔篩余率< 5% ;通過0. 08mm篩孔篩余率為8-20% ;所述粉料為水泥粉與粉煤灰中的任意一種，以及石英粉、輝綠巖粉、石灰?guī)r粉、石墨粉、滑石粉、云母粉、重晶石粉、石膏粉中的任意一種，二者的混合物；要求粒徑1600孔/cm2篩余率彡5 %，4900孔/cm2篩余率10-30 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，其特征在于步驟(三)添加骨料后，進(jìn)行霧化噴涂前，為了取得更好的技術(shù)效果，還可以加入增韌劑和增韌材料的混合物，所述增韌劑為聚氨基甲酸酯或苯乙烯-丁二烯，其添加量為改性硫磺重量的0. 5% -5%;所述增韌材料為玻璃纖維、石棉纖維、聚酯纖維、碳纖維中的任意一種與橡膠粉的混合物，橡膠與纖維按重量比9 I混合，所述增韌材料的添加量為材料總用量的33%。
在140°C保持溫度45min。增韌材料中的橡膠為橡膠粉和橡膠顆粒的混合物，二者的混合比例5 5。其中橡膠粉的粒徑為0. 3-0. 5mm，30-47目；橡膠顆粒的平均粒徑為l_3mm，堆積密度0. 5g/cm3，表觀密度I. Og/cm3 ;纖維的添加主要是進(jìn)一步提高涂層材料的抗裂性能，選擇纖維應(yīng)主要考慮纖維的熱熔溫度不能低于200°C，單纖長1-10_。根據(jù)環(huán)境防護(hù)要求，可選用碳纖維、聚酯纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硫磺改性復(fù)合材料防腐涂料的霧化噴涂方法，包括以下步驟(一)熱熔硫磺原料把硫磺加入反應(yīng)容器中，進(jìn)行加熱，達(dá)到硫磺原料的熱熔溫度135-140℃，脫水至無氣泡。(二)添加改性劑將原料硫磺的溫度降至120℃，開始緩慢分批加入改性劑，持續(xù)攪拌，然后把溫度控制在140℃±5℃，反應(yīng)時間5h。(三)添加偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、增韌劑，在140℃保持溫度45min。(四)添加骨料溫度控制在140-150℃，不停攪拌。(五)霧化噴涂作業(yè)采用噴槍進(jìn)行噴涂，溫度依然保持在140℃。采用該方法改善了硫磺改性復(fù)合材料熱熔后的熱穩(wěn)定性、粘度、密度、流動性等性能，使材料具備有能夠霧化噴涂性能。
文檔編號B05D7/24GK102755957SQ20111011863
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉巖 申請人:劉巖