一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，包括以下原材料：包括以下原材料：改性水性环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯丙烯酸酯、硅烷偶联剂、碱性硅溶胶、无机功能填料和水。本发明专利技术涂料中通过原材料的合理配比，附着性能好、干燥快，施工工艺简单，通过对玄武岩纤维处理后，使其能够更加紧密地与钢材表面贴合，不会脱落，可以提高钢结构的弯曲性能、受压性能、疲劳性能等，在保证结构良好的受力性能的同时提升结构的绝缘性和耐久性。的同时提升结构的绝缘性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于化工
，尤其涉及一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]玄武岩纤维增强材料(BFRP)是一种新型耐久性材料，被广泛应用于混凝土、土工布、单向布、土工格栅、复合筋等领域中。玄武岩连续纤维是玄武岩矿石在1450℃～1500℃熔融后经过喷丝板拉丝而成的一种新型高技术纤维，它拥有出色的力学性能和耐高温性能，具有高的拉伸强度和弹性模量、良好的绝缘性、抗辐射性能、优异的高温稳定性和化学稳定性、纯天然无污染，性价比高等优点，具体地说，例如：物理性能优良，抗拉强度可达3000Mpa以上，远高于钢筋，断后延伸率也相对较高；化学稳定性强，在酸碱腐蚀环境中可保持长期稳定性，广泛应用于盐湖、海水等水环境和防磁混凝土建筑中；高温稳定性强，玄武岩纤维制品可在600℃以上高温环境中保持稳定，长期高温中强度损失率低；抗疲劳性强，交错变换负载作用下保持高稳定性和耐久性；高绝缘性及高电磁波辐射渗透性；隔音、隔热性良好；与金属、塑料塑胶、混凝土等材料具有较好的兼容性。
[0003]S
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BFRP复合异形板是将厚异形钢板基材与玄武岩纤维材料复合而成，异形钢板经加工压制成圆弧型，抗弯刚度和抗压强度较圆管和平面钢板大幅增加，且具有较强的抗震能力，亦能适应较大的沉降与变形，其建成后与既有衬砌结构形成一种组合结构，共同受力，改善了隧道结构的受力特性，在保证结构良好的受力性能的同时提升结构的绝缘性和耐久性，完美适用于电气化铁路隧道，但是玄武岩纤维表面呈化学惰性，与基体树脂的浸润性差，复合界面相容性、结合力等性能差，玄武岩纤维无法充分发挥自身的力学性能优势，从而影响复合材料的各项性能。
[0004]为此，能够提供一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，解决了玄武岩纤维表面呈化学惰性，与钢材结合性能差，无法充分发挥自身的力学性能优势，从而影响复合材料的各项性能等问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，包括以下原材料：改性水性环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯丙烯酸酯、硅烷偶联剂、碱性硅溶胶、无机功能填料和水。
[0008]本专利技术涂料中通过原材料的合理配比，附着性能好、干燥快，施工工艺简单，通过对玄武岩纤维处理后，使其能够更加紧密地与钢材表面贴合，不会脱落，使二者充分发挥各自的特性。
[0009]优选地，包括以下重量份原材料：改性水性环氧树脂10
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30份、有机硅树脂15
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30
份、聚氨酯丙烯酸酯20
‑
40份、硅烷偶联剂6
‑
15份、碱性硅溶胶25
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45份、无机功能填料4
‑
20份和水10
‑
35份。
[0010]优选地，还包括1
‑
10份的功能助剂。
[0011]优选地，所述改性水性环氧树脂为丁腈橡胶改性水性环氧树脂。
[0012]优选地，所述无机功能填料包括云母粉、氮化硼、氮化硅和尼龙粉。
[0013]氮化硼的晶体结构具有类似石墨层状结构，呈松散、润滑、质轻的性状，其热稳定性和化学特性优于其它材料，利于涂层间隙的填充，使涂层更加致密，同时提高涂层的高温使用性能，氮化硅具有高强度、高硬度、耐高温、耐化学腐蚀的特性，是一种高性能电绝缘材料和抗腐蚀材料；二者通过与尼龙粉、云母粉组合使用后，能够更加紧密地与钢材表面贴合，不会脱落，防腐蚀性能更好。
[0014]优选地，所述云母粉、所述氮化硼、所述氮化硅和所述尼龙粉的质量比为1
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2:0.4
‑
0.7:0.5
‑
0.8:1.4
‑
1.5。
[0015]优选地，所述功能助剂包括乳化剂、消泡剂、润湿剂、附着力促进剂、抗氧化剂和流平剂中的至少一种。
[0016]通过向体系中加入适量的功能助剂，可以提高涂料体系的整体均匀性和稳定性；同时这些助剂还有改善涂层的冲制性、粘结性、附着性和光亮性的辅助功能，还有助于降低漆膜的边缘效应防止漆膜缩边和针孔现象的出现，利于涂覆工艺的实施和涂层性能的提高。
[0017]上述所述一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
[0018](1)按比例称取如下原材料：改性水性环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯丙烯酸酯、硅烷偶联剂、碱性硅溶胶、无机功能填料和水，备用；
[0019](2)将无机功能填料加入水中，在40
‑
60℃下搅拌20
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30min后，冷却至室温，得第一混合料；
[0020](3)将所述改性水性环氧树脂、所述有机硅树脂、所述聚氨酯丙烯酸酯和所述硅烷偶联剂室温下搅拌10
‑
15min，得第二混合料；
[0021](4)将所述第一混合料、所述第二混合料和所述碱性硅溶胶在室温下搅拌20
‑
30min后，即得一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料。
[0022]优选地，步骤(2)所述搅拌的转速为2000
‑
5000rpm。
[0023]优选地，步骤(2)和(3)所述搅拌的转速为200
‑
400rpm。
[0024]优选地，所述涂料的使用方法为：将玄武岩纤维在所述涂料中浸泡2
‑
3h后，将玄武岩纤维缠绕或者覆盖在钢材表面，干燥即可。
[0025]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0026]本专利技术涂料中通过原材料的合理配比，附着性能好、干燥快，施工工艺简单，通过对玄武岩纤维处理后，使其能够更加紧密地与钢材表面贴合，不会脱落，可以提高钢结构的弯曲性能、受压性能、疲劳性能等，在保证结构良好的受力性能的同时提升结构的绝缘性和耐久性。
具体实施方式
[0027]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例1
[0029]一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，具体包括以下步骤：
[0030](1)称取如下重量份原材料：丁腈橡胶改性水性环氧树脂10份、有机硅树脂15份、聚氨酯丙烯酸酯20份、硅烷偶联剂XH
‑
106份、碱性硅溶胶25份、无机功能填料4份和去离子水20份，备用；其中，无机功能填料由质量比为1:0.4:0.5:1.4的云母粉、氮化硼、氮化硅和尼龙粉的复配而成；
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，其特征在于，包括以下原材料：改性水性环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯丙烯酸酯、硅烷偶联剂、碱性硅溶胶、无机功能填料和水。2.根据权利要求1所述的一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，其特征在于，包括以下重量份原材料：改性水性环氧树脂10
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30份、有机硅树脂15
‑
30份、聚氨酯丙烯酸酯20
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40份、硅烷偶联剂6
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15份、碱性硅溶胶25
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45份、无机功能填料4
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20份和水10
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35份。3.根据权利要求1所述的一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，其特征在于，还包括1
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10份的功能助剂。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，其特征在于，所述改性水性环氧树脂为丁腈橡胶改性水性环氧树脂。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，其特征在于，所述无机功能填料包括云母粉、氮化硼、氮化硅和尼龙粉。6.根据权利要求5所述的一种促进玄武岩纤维与钢材复合的涂料，其特征在于，所述云母粉、所述氮化硼、所述氮化硅和所述尼龙粉的质量比为1
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2:0.4
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【专利技术属性】
技术研发人员：马伟斌，赵鹏，郭小雄，李尧，邹文浩，王志伟，安哲立，常凯，柴金飞，徐湉源，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：