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      一種耐候防腐鋼絞線包覆材料及其制備方法

      文檔序號(hào):8508157閱讀:664來源:國知局
      一種耐候防腐鋼絞線包覆材料及其制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及鋼絞線包覆材料,尤其是涉及一種耐候防腐鋼絞線包覆材料及其制備方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在大中型橋梁中鋼絞線是關(guān)鍵的承載構(gòu)件,其防腐材料直接關(guān)系到構(gòu)件的耐久性和安全性。許多工程因鋼絞線銹蝕而破壞,維修費(fèi)用大大超過建造費(fèi)用,使用壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命,也給工程造成重大的安全隱患,至此對(duì)于鋼絞線的耐候、防腐工作是十分重要。目前,普通的鋼絞線包覆材料采用PE (HDPE即高密度基乙烯),該材料僅能在短期內(nèi)保護(hù)鋼絞線不被銹蝕。一旦PE老化以后,就會(huì)發(fā)生開裂脫落的問題,至此就會(huì)失去防腐的性能。
      [0003]鋼絞線的防腐工藝有很多種,其中包覆工藝是傳統(tǒng)的一種防腐方法。包塑是將分子化合物塑料護(hù)套擠套在鋼絞線外,該護(hù)套不與鋼絞線粘結(jié),以隔離腐蝕背景為目標(biāo),其加工辦法普通是用擠塑機(jī)套在鋼絞線外層包覆。選擇的包覆材料一般為高密度聚乙烯(HDPE)。使用該材料的缺陷是:1、在太陽紫外線強(qiáng)烈的地方易老化,使用范圍受限制;2、夏天箱體內(nèi)溫度可能高于箱體外溫度,當(dāng)溫度相當(dāng)高時(shí),可能對(duì)HDPE有影響;3、制造過程中會(huì)釋放出對(duì)環(huán)境有害的氣體,不利于環(huán)保。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足,本發(fā)明提供一種耐候防腐鋼絞線包覆材料及其制備方法。經(jīng)研發(fā)人員的大量實(shí)驗(yàn),成功制造出一種更優(yōu)于HDPE的包覆材料,即為高分子改性涂刷型包覆材料。其最大優(yōu)點(diǎn)是它的耐久性、耐候性、耐化學(xué)品性極佳。
      [0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,其特征在于,由A組分和B組分混合而成,其中A組分由以下成分按重量百分比組成:
      脂肪族異氰酸酯化合物 15-30 多元醇或聚醚胺68-85
      改性助劑0.1-0.3。
      [0006]B組分由以下成分按重量百分比組成:
      增塑劑0-10
      改性擴(kuò)鏈劑10-20
      混合仲氨基聚醚30-65
      耐候防腐因子1-2
      填料20-50
      顏料10-20
      改性促進(jìn)劑0.5-2
      潤濕分散助劑0.5-1。
      [0007]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料的制備方法,其特征在于,其中A組分的制備有如下步驟:
      步驟一.將多元醇或聚醚胺在-0.0SMPa真空狀態(tài)下,溫度為120°C,真空脫水2_3h備用;
      步驟二.將脂肪族異氰酸酯類化合物吸入反應(yīng)釜內(nèi),在氮?dú)獗Wo(hù)的狀態(tài)下升溫至40-450C,將步驟一得到的多元醇或聚醚胺加入反應(yīng)釜混合;
      步驟三.步驟二得到的混合物,當(dāng)混合溫度不再上升的時(shí)候?qū)⑵渖郎刂?5-85°C,保溫3-4h ;
      步驟四.保溫結(jié)束后,將改性助劑混入其中,充分混合30min,真空脫氣30min后,檢測NCO含量,合格即可包裝。
      [0008]B組分的制備有如下步驟:
      步驟一.將增塑劑、改性擴(kuò)鏈劑、混合仲氨基聚醚、顏料、填料、耐候防腐因子按順序加入反應(yīng)釜內(nèi)混合,然后泵入臥式砂磨機(jī)在400-500r/min高速分散的狀態(tài)下分散60_120min ;
      步驟二.將步驟一得到的漿液泵入涂料砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨,直至細(xì)度合格為止;步驟三.將步驟二研磨的漿液泵入脫水脫氣反應(yīng)釜進(jìn)行脫水脫氣,溫度為100-120°C,抽真空-0.08MPa,時(shí)間 1.5-2h ;
      步驟四.步驟三完成之后,降溫至60-70°C時(shí),攪拌加入潤濕分散助劑以及改性促進(jìn)劑,混合30min,脫氣后即可包裝。
      [0009]本發(fā)明具有的特點(diǎn)及有益效果如下:
      1、操作簡單,室溫即可操作。包覆材料的凝膠速度快,一般凝膠時(shí)間在5-15min之間,適合鋼絞線流水包覆工藝的要求。
      [0010]2、該材料的耐候性能極佳,可經(jīng)受紫外線常年的照射,而不老化。
      [0011]3、耐海水腐蝕極佳。
      [0012]4、包覆材料的顏色可依照客戶要求隨意調(diào)動(dòng)。
      [0013]5、材料的環(huán)保性極佳,VOC零排放,其固化后涂層可達(dá)到食品級(jí)要求。
      [0014]結(jié)合以上特點(diǎn),本發(fā)明研制出的這種高分子改性包覆材料從環(huán)保以及耐久性方面考慮完全可以替代現(xiàn)有傳統(tǒng)PE包覆材料。由于樹脂化學(xué)穩(wěn)定性好,隔絕了有害介質(zhì)與鋼基的接觸,對(duì)結(jié)構(gòu)的安全非常有利。由于其優(yōu)異的性質(zhì)使其更換次數(shù)降低,延長了使用壽命,從而降低了整體工程的造價(jià)。特別是耐候與防腐性能可優(yōu)于PE包覆材料至少10倍以上。
      【具體實(shí)施方式】
      [0015]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
      本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料作用原理如下:
      本包覆材料為雙組份高分子改性聚合物,主要是異氰酸酯化合物中的異氰酸根集團(tuán)與端氨基聚醚中的羥基還有氨基作用交聯(lián),其中端氨基聚醚組分中輔以防腐性能優(yōu)越的填料以及耐候性能極佳的納米材料作為填充組分。幾者相互協(xié)同,最終達(dá)到本包覆材料的優(yōu)異性能。
      [0016]A、B兩組分生產(chǎn)使用的主要設(shè)備均為以下業(yè)內(nèi)熟知設(shè)備:
      (I)1000-5000L不銹鋼反應(yīng)釜(要帶有冷凝設(shè)備); (2)WSM臥式密閉砂磨機(jī);
      (3)涂料包裝設(shè)備;
      (4)真空泵。
      [0017]采用本包覆材料的鋼絞線技術(shù)參數(shù)如下:
      (1)拉伸強(qiáng)度:彡1MPa;
      (2)斷裂伸長率:多350%;
      (3)撕裂強(qiáng)度:彡60N.mm ;
      (4)硬度(邵氏A):彡70;
      (5)粘結(jié)強(qiáng)度:彡2.0MPa或非粘接面破壞;
      (6)可操作時(shí)間:<15min ;
      (7)低溫彎折性:-30°C4h無變化;
      (8)耐候性:戶外正常照射5-lOy無變化;30w紫外燈直接照射I月無變化;
      (9)耐腐蝕性:
      10%H2S0 4浸泡Iy無變化;
      10%Na0H浸泡Iy無變化;
      海水浸泡Iy無變化;
      油品浸泡Iy無變化;
      有機(jī)溶劑浸泡Iy無變化;
      污水浸泡Iy無變化。
      [0018]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,A組分中的改性助劑選用苯磺酰氯。
      [0019]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,A組分中的多元醇或聚醚胺優(yōu)先選用聚碳酸酯二醇或氨基聚醚。
      [0020]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,B組分中的改性擴(kuò)鏈劑優(yōu)先選用Unilink4200o
      [0021]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,B組分中的耐候防腐因子為納米氧化鋅與納米二氧化鈦的混合物,其混合比例為1:1。
      [0022]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,B組分中的改性促進(jìn)劑為T-12、有機(jī)鉍、PU延遲催化劑C223的混合物,其混合比例為1:1:1。
      [0023]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,B組分中的混合仲氨基聚醚為分子量2000的仲氨基聚醚和分子量400的仲氨基聚醚的混合物,該混合物的平均分子量為1600。
      [0024]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,B組分中的填料選用滑石粉、氧化鋅、云母粉、沉淀硫酸鋇和活性重鈣五種。
      [0025]本發(fā)明的一種耐候防腐鋼絞線包覆材料,B組分中的潤濕分散助劑優(yōu)先選用BYK-2070 和 BYK-116 兩種。
      實(shí)施例1:
      A組分由以下成分按重量百分比組成:
      IPDI30
      氨基聚醚2000 69.8 苯磺酰氯0.2。
      [0026]A組分的制備有如下步驟:
      步驟一.按比例將氨基聚醚2000在-0.08MPa真空狀態(tài)下,溫度為120°C,真空脫水
      2.5h備用;
      步驟二.按比例將脂肪族異氰酸酯類化合物IPDI吸入反應(yīng)釜內(nèi),在氮?dú)獗Wo(hù)的狀態(tài)下升溫至40°C,將步驟一得到的氨基聚醚2000加入反應(yīng)釜混合(根據(jù)反應(yīng)的激烈程度,該步可米用滴加工藝);
      步驟三.步驟二得到的混合物,當(dāng)混合溫度不再上升的時(shí)候?qū)⑵渖郎刂?0°C,保溫
      3.5h ;
      步驟四.保溫結(jié)束后,將改性助劑苯磺酰氯混入其中,充分混合30min,真空脫氣30min后,檢測NCO含量(含量8.0-9.0%),合格即可包裝。
      [0027]B組分由以下成分按重量百分比組成:
      DOP8
      Unilink420010
      混合仲氨基醚 40 納米氧化鋅I
      納米二氧化鈦 I 滑石粉8
      氧化鋅6
      云母粉5
      沉淀硫酸鋇6
      活性重鈣4
      顏料10
      改性促進(jìn)劑0.5
      BYK-20700.25
      BYK-1160.25ο
      [0028]B組分的制備有如下步驟:
      步驟一.按比例將增塑劑D0P、改性擴(kuò)鏈劑Unilink4200、混合仲氨基聚醚(為分子量2000的仲氨基聚醚和分子量400的仲氨基聚醚的混合物,該混合物的平均分子量為1600)、顏料、滑石粉、氧化鋅、云母粉、沉淀硫酸鋇和活性重鈣五種填料、納米氧化鋅和納米二氧化鈦按順序加入反應(yīng)釜內(nèi)混合,然后泵入臥式砂磨機(jī)在450r/min高速分散的狀態(tài)下分散90min ;
      步驟二.將步驟一得到的漿液泵入涂料砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨,直至細(xì)度合格為止(細(xì)度^ 80 μ );
      步驟三.將步驟二研磨的漿液泵入脫水脫氣反應(yīng)釜進(jìn)行脫水脫氣,溫度為110°c,抽真空-0.08MPa,時(shí)間 1.5h ;
      步驟四.步驟三完成之后,降溫至65°C時(shí),按比例攪拌加入潤濕分散助劑BYK-2070和BYK-116以及改性促進(jìn)劑(T-12、有機(jī)鉍、PU延遲催化劑C223的混合物,其混合比例為1:1:1),混合30mi
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