熔合粘合的环氧树脂胺钢筋粉末涂料制造技术

本发明专利技术涉及具有足够随时间推移的延迟性的熔合粘合的环氧树脂钢筋粉末涂料组合物，所述组合物在余热高达239.0℃时在几秒内固化，表现出低温柔性以实现在45℃下无裂纹钢筋弯曲和光泽饰面而不泛黄或脱色。本发明专利技术还涉及使用合适的二酰肼胺作为固化剂，与包含相容的韧化环氧树脂的执行树脂共混物和用于满足预期应用挑战的协同催化剂封装体组合而复合而成的钢筋粉末涂料。的钢筋粉末涂料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】熔合粘合的环氧树脂胺钢筋粉末涂料


[0001]本申请要求于2018年12月14日提交的美国临时申请号62/779,767的权益，该申请全部内容据此以引用方式并入。
[0002]本专利技术整体涉及环氧树脂粉末涂料组合物，并且更具体地涉及维持苛刻的后固化弯曲和制造的高度柔性和韧性的钢筋表面涂层。

技术介绍

[0003]钢筋和混凝土是现代社会中最广泛使用的建筑材料。在混凝土内以及与混凝土一起使用的熔合粘合的环氧树脂(FBE)涂覆的钢筋对于延长多种建筑的寿命是至关重要的，这些建筑涵盖了诸如桥梁、高层建筑物、高速公路等的基础设施。由于随时间推移的实际应用数据已被证实，使用FBE粉末(power)涂覆的钢筋显著改善了耐腐蚀性，类似于钢油管和钢气管应用的那些。最近，多达三分之二的桥梁、高速公路、近海民用和军事建筑和港口、隧道、废水处理和化学植物已经在建筑上采用了FBE涂覆的钢筋。截至2018年为止，美国所有应用中超过10％的钢筋已被FBE涂覆，占粉末涂覆产品的总市场价值超过3千万美元。
[0004]柔性对于钢筋涂层是至关重要的，但单独的柔性也几乎不能实现无裂纹的性能。大多数商业FBE钢筋涂料产品(不是全部)在低温柔性方面较差，因为它们在后固化弯曲时产生裂纹(例如，当在
‑
45℃下在5秒内和/或在环境温度下在0.7秒内弯曲180
°
时产生裂纹或微撕裂)。涂膜裂纹易于使钢筋钢表面暴露于水分和氧气，从而促进电腐蚀，导致应力引起的溶胀，并最终导致建筑结构的损坏和塌缩。
[0005]钢筋粉末涂料制剂因具有两个CTQ(对质量要求至关重要)而被认为具有挑战性：1)低温柔性，允许在8至12密耳干膜厚度下快速180
°
弯曲而没有裂纹，以及2)在任选的固化温度下快速固化至15至20秒，以保持涂覆线速度在50ft/min至70ft/min下，在由新涂覆的条在第一次接触传送带上无跟踪标记。迄今为止，FBE钢筋涂层仅用酚类化学品配制，除了利用基于线性结构的双酚A的酚醛树脂等级以最大化柔性或最小化模量之外，还利用具有有利于快速响应固化和良好流动和找平(部分归因于酚醛树脂在75℃至115℃下的低熔点)的特征的酚类。不利的是，酚醛基钢筋制剂具有较差的延迟性，尤其是当高度催化以最大程度地斜线上升固化速率或缩短固化时间时，导致频繁且快速的弯曲性能劣化。此外，酚醛树脂的分子与环氧树脂的分子之间的紧密接触(熔融并混合在一起)在挤出后以及在整个寿命周期期间导致不时的加工和性能缺陷，并且它们有时是不可避免的。概括地说，使用酚类的现有钢筋粉末涂层在延迟性和加工一致性方面缺乏稳健性，从而产生如广泛看到的高钢筋裂纹和撕裂以及返工率。一些实体作出的大量努力已被误导地集中于工艺修改上，诸如低于90℃的挤出温度控制以减少过早固化、可选的螺杆构型(例如，单螺杆和双螺杆)、双重或多重挤出、以及粒度和分布控制。这些尝试在一定程度上可有助于性能一致性，但它们几乎不影响与酚类制剂本质上相关的关键性延迟。此外，钢筋裂纹根本上不仅具有柔性的功能，而且还具有韧性和粘附性的功能。单独的柔性不能防止微裂纹；为了解决实践中的裂纹问题，有时忽视了抗撕裂和/或剥离所需的足够韧性和粘附性。
[0006]本专利技术通过使用胺、尤其是二酰肼固化化学物质的FBE制剂在一种解决方案中解决了上述所有问题，这完全不同于任何以酚类为中心的修改。二酰肼(例如，癸二酸二酰肼或简称SDH)(不包括己二酸二酰肼(ADH))是高熔点超过187.0℃的伯(1
°
)胺(相变温度远大于酚类的相变温度)，从而提供与酚类相比，显著改善的环氧树脂的延迟性。因此，环氧树脂/二酰肼的挤出可在最高125℃的正常温下加工，而不是例如如所解释的常常控制环氧树脂/酚类的90℃；这使配混的预混物显著地均质化，即，均匀地分散但不使高度潜在二酰肼颗粒与熔融树脂体系熔融，前提条件是二酰肼颗粒足够细小以被完全分散。除了使用主要的固体胺催化剂之外，例如仲(2
°
)和叔(3
°
)胺的咪唑、仅叔胺(3
°
)的二甲基
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氨基
‑
吡啶(DMAP)、伯(1
°
)胺和仲(2
°
)胺的胺加合物、或仅叔胺(3
°
)的咪唑加合物，可掺入微量的和液体转化的催化剂以提高成分之间的粘附性和本体树脂相容性；根据固化动力学结果，该添加剂催化剂还具有高延迟性和反应性。此类主催化剂可选自由下列组成的组的叔胺：2
‑
甲基咪唑、二甲基氨基吡啶、或胺加合物、或咪唑加合物；并且可选择2
‑
丙基咪唑作为添加剂催化剂。
[0007]此外，本专利技术包括高度相容的韧化树脂作为所选树脂封装体的一部分，该树脂封装体被优化以增强柔性(或降低模量)；韧化剂可为其中MBS(甲基丙烯酸甲酯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯)用作芯的芯
‑
壳
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橡胶(CSR)改性的4型环氧树脂，或为在其结构中用可与环氧树脂混溶的和不可与环氧树脂混溶的链段改性的嵌段共聚物。后者(即，衍生的嵌段共聚物)据说可自组装以形成二次韧化相，从而在固化期间形成本体环氧树脂网络。如在本专利技术范围内竞争性测试的，CSR和嵌段共聚物改性的韧化树脂优于其他树脂，诸如CTBN或丙烯酸改性的环氧树脂。一般来讲，创新制剂代表旨在解决一种解决方案中的所有钢筋涂层相关问题的有效努力。

技术实现思路

[0008]在一个实施方案中，本专利技术提供涂覆的结构钢钢筋和至少一种施加于其上的FBE粉末涂料组合物。本专利技术的粉末涂料组合物包含：
[0009](a)由以下通式结构表示的柔性二酰肼：
[0010]其中n＝4
‑
20；以及
[0011](b)包含主催化剂的双催化剂封装体，该主催化剂包含至少一种胺催化剂，胺催化剂能够选自由2
‑
甲基咪唑、二甲基氨基吡啶、或胺加合物、或咪唑加合物组成组的叔胺，并且添加剂催化剂能够选自咪唑胺基团，诸如2
‑
丙基咪唑(2PI)；以及
[0012](c)环氧树脂粘结剂树脂体系，该环氧树脂粘结剂树脂体系包含：
[0013]a.7.5重量％至22.5重量％的韧化树脂；
[0014]b.77.5重量％至92.5重量％的包含具有介于800和2000之间的EEW的环氧树脂的共混物的本体环氧树脂封装体；
[0015]所有重量％均基于树脂的总重量，对应于1.0:1至5.0:1(树脂与固化剂)的有效化学计量的树脂与固化剂的摩尔比。
[0016]优选地，韧化剂树脂为具有920g/eq至1090g/eq的EEW的芯
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壳
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橡胶(CSR)改性的
环氧树脂(即，MBS或甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物作为芯部分)和另选地两亲性OP(PEO
‑
PEP)二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粉末涂料组合物，所述粉末涂料组合物包含：(a)平均粒度小于10微米的柔性二酰肼胺，其由以下通式结构表示：其中n＝4
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20；以及(b)双催化剂封装体，所述双催化剂封装体包含主催化剂和添加剂催化剂，其中所述主催化剂能够选自2
‑
甲基咪唑(2MI)、二甲基氨基吡啶、胺加合物或咪唑加合物；并且所述添加剂催化剂能够选自咪唑胺基团；以及(c)环氧树脂粘结剂树脂体系，所述环氧树脂粘结剂树脂体系包含：a.7.5重量％至22.5重量％的韧化树脂；以及b.77.5重量％至92.5重量％的包含具有介于800和2000之间的EEW的环氧树脂的共混物的本体环氧树脂封装体；所有重量％均基于树脂的总重量，对应于1.0:1至6.0:1的树脂与交联剂化学计量摩尔比。2.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其中所述环氧树脂的共混物为具有介于800和1225之间的EEW的4型树脂与具有介于1650和2000之间的EEW的7型树脂的共混物。3.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其中所述4型树脂与所述7型树脂的比率在1:8至4:1的范围内。4.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其中所述4型树脂与所述7型树脂的比率在1:6至2:1的范围内。5.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其中所述环氧树脂粘结剂树脂体系包含：a.10重量％至20重量％的韧化树脂；以及b.80重量％至90重量％的包含具有介于800和2000之间的EEW的环氧树脂的共混物的本体环氧树脂封装体；所有重量％均基于树脂的总重量，相应的树脂与交联剂化学计量摩尔比为1.2:1至3.0:1。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：SWIMC有限公司，
类型：发明
国别省市：