一种涂层钢筋及其制备方法.pdf

本发明提供了一种涂层钢筋及其制备方法，所述涂层钢筋包括钢筋以及其表面的涂层，所述涂层的材料由以下组分及其重量百分含量构成：环氧树脂20-35％；氨基丙级三乙氧基硅烷30-50％；正硅酸乙酯12-25％；无水乙醇12-25％。制备方法：喷砂使钢筋表面粗糙度3.0～3.5μm；除净钢筋表面砂粒与灰尘，保证工件表面清洁无油污或其它异物；处理后的钢筋表面均匀涂覆涂层，干膜厚度要求到5～15μm；在室温环境下固化成型，得到涂层钢筋。本发明在钢筋表面喷涂涂层材料形成，大大提高涂层钢筋的硬度和耐腐蚀性。

1.  一种涂层钢筋，其特征在于，包括钢筋以及其表面的涂层，所述涂层的材料由以下组分及其重量百分含量构成：


2.  根据权利要求1所述的涂层钢筋，其特征在于，所述涂层的材料由以下组分及其重量百分含量构成：


3.  根据权利要求1或2所述的涂层钢筋，其特征在于，所述环氧树脂采用CIBA公司的环氧树脂GY2600，Eq＝0.25。

4.  根据权利要求1或2所述的涂层钢筋，其特征在于，所述氨基丙级三乙氧基硅烷的质量含量≥98％。

5.  根据权利要求1或2所述的涂层钢筋，其特征在于，所述正硅酸乙酯的质量含量为28％。

6.  根据权利要求1或2所述的涂层钢筋，其特征在于，所述涂层的主体骨架为烷氧基硅化合物改性的高分子链段，活性强的烷氧基处在聚合物的末端，在空气中湿气的作用下可以进行水解缩合反应，并形成三维网状结构涂层。

7.  根据权利要求1或2所述的涂层钢筋，其特征在于，所述涂层厚度为5～15μm。

8.  一种权利要求1-6任一项所述的涂层钢筋的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1，喷砂使钢筋表面粗糙度3.0～3.5μm；
步骤2，除净钢筋表面砂粒与灰尘，保证工件表面清洁无油污或其它异物；
步骤3，在上述步骤2处理后的钢筋表面均匀涂覆涂层，干膜厚度要求到5～ 15μm；
步骤4：在室温环境下固化，得到涂层钢筋。

9.  根据权利要求8所述的涂层钢筋的制备方法，其特征在于，所述在室温环境下固化，具体为：在室温环境下固化18～24小时。

10.  根据权利要求8所述的涂层钢筋的制备方法，其特征在于，所述在室温环境下固化，具体为：在室温环境下固化0.5～1小时，然后在150℃～180保持30～60分钟。

一种涂层钢筋及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑工程技术领域的钢筋，具体地，涉及一种可以覆有一种涂层的钢筋及其制备方法。
背景技术
钢筋混凝土作为一种经济、耐久性材料广泛用于土木工程领域，混凝土在多种外界环境条件作用下，材料的耐久性能会发生衰退，而逐渐失去了对其内部钢筋的保护作用。当钢筋外面的混凝土中性化或出现开裂等情况，钢筋失去了碱性混凝土的保护，钝化膜破坏并开始锈蚀。锈蚀的钢筋不但截面积有所损失，材料的各项性能也会发生衰退，从而影响混凝土构件的承载能力和使用性能。钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性下降的最主要和最直接因素。随着我国经济的持续增长，基础设施建设规模巨大，各种气候等恶劣环境中重大混凝土结构的耐久性问题在理论上尚未完全解决，而且随着结构的老化、钢筋的锈蚀等因素使得许多结构需要停止使用进行大修，或拆除重建，经济损失巨大，因而钢筋混凝土结构耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的广泛关注。因此，提高混凝土结构的耐久性，延长混凝土结构的寿命，是个不容回避、必须高度重视的问题。
防止钢筋锈蚀提高结构耐久性能的一个有效方法是采用涂层钢筋。在钢筋表面喷涂涂层，防止钢筋在恶劣环境下锈蚀，而且钢筋与混凝土之间的粘结力几乎不下降，不仅保证了结构的安全性，更是提高结构的耐久性，这样混凝土和混凝土结构服役寿命极大的延长，后期的维护和管理费用也会相应的减少。可以说延长混凝土结构的服役寿命是材料的最大节约,也是节能节资的重要举措。尽管结构中的钢筋采用涂层,在工程总造价中费用会有所增加,但这有限的前期投资,将极大减少了日后的维修费用,也大大延长了结构的使用寿命和增加了结构可靠性，从长远来看，其经济效益与社会价值是极为可观的。
环氧树脂粉末以静电喷涂方法制作涂层，经过净化后的钢筋，加温后静电喷涂机在钢筋表面喷涂环氧树脂粉末，粉末在钢筋表面熔化流动形成一层薄膜， 约3-5s涂层粉末薄膜开始固化，冷却后便在钢筋表面形成防腐保护层。然而，环氧树脂涂层钢筋在应用过程中存在一些缺陷，如在施工和运输中环氧涂层易破损、与混凝土的粘结强度会下降等。
环氧树脂涂料并作为钢、铝、电镀钢和混凝土的保护和装饰性涂层，广泛应用于航海、结构、建筑以及飞行器及产品抛光等场合。环氧树脂涂料在很多基材上比如钢、混凝土等，具有很好的防腐蚀性。
如中国发明专利CN200910036439.9提供了一种添加改性聚硅氧烷的环氧树脂复合材料，包括100重量份的环氧树脂、1～100重量份的聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷、10～80重量份的固化剂。但是该技术需要加入相当成分的固化剂。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种一种涂层钢筋及其制备方法，在钢筋表面喷涂涂层材料形成，以提高涂层钢筋的硬度和耐腐蚀性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种涂层钢筋，包括钢筋以及其表面的涂层，所述涂层的材料由以下组分及其重量百分含量构成：

所述涂层的主体骨架为烷氧基硅化合物改性的高分子链段，活性较强的烷氧基处在聚合物的末端，在空气中湿气的作用下可以进行水解缩合反应，并形成三维网状结构涂层。
作为一个优选方式，所述涂层钢筋，由以下组分及其重量百分含量构成：

更优选的，所述环氧树脂优选CIBA公司的环氧树脂GY2600，Eq＝0.25。
更优选的，所述氨基丙级三乙氧基硅烷的质量含量≥98％。
更优选的，所述正硅酸乙酯的质量含量为28％。
优选的，所述涂层厚度为5～15μm。
本发明提供一种上述涂层钢筋的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，喷砂使钢筋表面粗糙度3.0～3.5μm；
步骤2，除净钢筋表面砂粒与灰尘，保证工件表面清洁无油污或其它异物；
步骤3，在上述步骤2处理后的钢筋表面均匀涂覆涂层，干膜厚度要求到5～15μm；
步骤4：在室温环境下固化，得到涂层钢筋。
优选的，所述在室温环境下固化，具体为：在室温环境下固化18～24小时。
优选的，所述在室温环境下固化，具体为：在室温环境下固化0.5～1小时，然后在150℃～180保持30～60分钟。
本发明防锈、防腐蚀处理的涂层，是由机/无机分子杂化的高分子聚合物，保持了环氧树脂附着力，抗锈蚀，成膜性良好的特性。同时在聚合物高分子链上嫁接了无极性基团，改善了涂层的硬度，抗水解性能，耐气候性及耐高温性能。另外分子链的末端为潮气敏感的烷氧基基团，可以吸收空气中的湿气而缩合交联，从而无需加入其他固化剂之类。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明涂层钢筋具有较高的耐腐蚀性，强度和硬度，且和已有的环氧涂层钢筋相比，与钢筋间存在较大粘结力，在运输和施工过程中不易损坏，避免了施工和运输中的碰撞对钢筋的影响。
本发明上述涂层可以用来取代传统的环氧树脂涂料，以改善其抗湿热性能、底材附着强度及苛刻环境下的可靠性。可用于化工设备、海洋设施、矿山机械、桥梁等设施设备的钢结构件的防锈、防腐蚀处理，户外大型储罐的装饰保护涂装。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的涂层钢筋，其表面的涂层材料由以下组分及其重量百分含量构成：

所述环氧树脂采用CIBA公司的环氧树脂GY2600，Eq＝0.25。
所述氨基丙级三乙氧基硅烷的质量含量≥98％。
所述正硅酸乙酯的质量含量为28％。
按上述比例，将环氧树脂，正硅酸乙酯TEOS，乙醇混合后(透明液体)加入玻璃反应器中，气动搅拌，循环水温度20-30℃，恒温后开始滴加氨基硅烷(氨基丙级三乙氧基硅烷)，几分钟(可以是1-10分钟)后温度升至35℃，控制滴加速度使温度保持在40℃以下反应，滴加完后再保温4小时，得到上述涂层材料。
然后按照以下步骤将上述涂层材料涂覆到钢筋表面：
步骤1，喷砂使钢筋表面粗糙度3.0～3.5μm；
步骤2，除净钢筋表面砂粒与灰尘，保证工件表面清洁无油污或其它异物；
步骤3，在上述步骤2处理后的钢筋表面均匀涂覆涂层，干膜厚度要求到5～15μm；
步骤4：在室温环境下固化18～24小时，完成固化，得到涂层钢筋。
实施例2
本实施例的涂层钢筋，其表面的涂层材料由以下组分及其重量百分含量构成：

所述环氧树脂采用CIBA公司的环氧树脂GY2600，Eq＝0.25。
所述氨基丙级三乙氧基硅烷的质量含量≥98％。
所述正硅酸乙酯的质量含量为28％。
按照以下步骤将上述涂层材料涂覆到钢筋表面：
步骤1，喷砂使钢筋表面粗糙度3.0～3.5μm；
步骤2，除净钢筋表面砂粒与灰尘，保证工件表面清洁无油污或其它异物；
步骤3，在上述步骤2处理后的钢筋表面均匀涂覆涂层，干膜厚度要求到5～15μm；
步骤4：在室温环境下固化0.5～1小时，然后在150℃～180保持30～60分钟，完成固化，得到涂层钢筋。
实施例3
本实施例的涂层钢筋，其表面的涂层材料由以下组分及其重量百分含量构成：

实施例4
本实施例的所述涂层钢筋，由以下组分及其重量百分含量构成：

将环氧树脂，正硅酸乙酯TEOS，乙醇混合后(透明液体)加入玻璃反应器中，气动搅拌，循环水温度20-30℃，恒温后开始滴加氨基硅烷(氨基丙级三乙氧基硅烷)，几分钟后温度升至40℃，控制滴加速度使温度保持在40℃以下反应，滴加完后再保温6小时以上，所述反应时冲入氮气隔离含水汽的空气。
实施例5
本实施例的所述涂层钢筋，其表面的涂层材料由以下组分及其重量百分含量构成：

所述环氧树脂采用CIBA公司的环氧树脂GY2600，Eq＝0.25。
所述氨基丙级三乙氧基硅烷的质量含量≥98％。
本实施例性能最优，涂层后附着力优良，并且漆膜的强度适中，韧性好。
对本发明上述实施例的涂层钢筋进行试验，具体实验参数如下：
涂层材料参数：