一、石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層研制

海洋大氣腐蝕環(huán)境中，混凝土碳化和氯離子侵蝕鋼筋是導(dǎo)致海工鋼筋混凝土劣化失效的主要原因。我國(guó)早期修建的海工平臺(tái)和港口碼頭，部分海工混凝土服役時(shí)間小于10年就發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)大面積銹蝕，導(dǎo)致其服役年限遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求［1］，部分海工混凝土鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕照片見圖1。涂裝海洋重防腐涂層是提高混凝土服役壽命最方便也是性價(jià)比最高的防護(hù)技術(shù)手段［2］。重防腐涂料是指能在相對(duì)苛刻的腐蝕環(huán)境下長(zhǎng)期應(yīng)用，并保持良好防護(hù)性能的一類特種涂料。重防腐涂料一般由主要成膜物質(zhì)、次要成膜物質(zhì)、溶劑、各類助劑和固化劑共同組成。其中主要成膜物質(zhì)為天然樹脂和合成樹脂，是重防腐涂層組成的基礎(chǔ)，具有黏結(jié)涂層中其他組分形成涂膜的功能;次要成膜物質(zhì)主要包括防銹顏料、功能填料和各類增韌劑等，能有效提高有機(jī)涂層的鐵銹轉(zhuǎn)化能力和遮蓋力，使其發(fā)揮裝飾和保護(hù)功能;固化劑是有機(jī)涂層體系中的重要組成部分，主要通過與主要成膜物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，提高漆膜的致密性，并能提高漆膜與基材之間的附著力［3-4］。

圖1 海工混凝土鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕照片

重防腐涂料產(chǎn)品特點(diǎn)[5-6]:

(1)防腐壽命特別長(zhǎng)，重防腐涂料的防腐壽命一般超過10年，即使在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和化學(xué)溶劑中，也能達(dá)到5年以上服役壽命。

(2)漆膜厚度比較厚。重防腐涂料干膜厚度一般設(shè)計(jì)在200μm以上，部分防腐技術(shù)規(guī)范中，重防腐漆膜總膜厚可高達(dá)2000μm。

(3)復(fù)合涂層體系。重防腐涂料一般采用防腐底漆、阻隔中間漆和耐候面漆進(jìn)行配套涂裝，其中防腐底漆主要提供涂層與防護(hù)基材之間的附著力，并具有部分鐵銹轉(zhuǎn)化功能；阻隔中間漆主要功能是增加漆膜總膜厚，并具有優(yōu)異阻隔水汽功能和耐腐蝕介質(zhì)滲透功能；耐候面漆主要是防紫外老化和裝飾美觀功能。

本文根據(jù)鋼筋混凝土在濱海服役環(huán)境的特點(diǎn)，研制一種新型混凝土防護(hù)用石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層體系，具體包括環(huán)氧滲透性防銹底漆、高固體石墨烯阻隔中間漆和氟碳耐候面漆。其中環(huán)氧底漆中添加活性稀釋劑可增加漆膜在混凝土中的滲透性能，提高漆膜與混凝土之間的附著力，添加部分環(huán)氧磷酸酯和單寧酸，可與銹蝕鋼筋發(fā)生螯合反應(yīng)，提高底漆的鐵銹轉(zhuǎn)化效果;高固體石墨烯阻隔中間漆主要采用石墨烯為功能填料，通過高效物理分散技術(shù)，使二維層狀石墨烯在環(huán)氧樹脂中均勻分散，并通過配方優(yōu)化，提高中間漆的致密性和阻隔水汽功能，同時(shí)具有一定抗氯離子滲透功能。實(shí)驗(yàn)室對(duì)高固體石墨烯阻隔中間漆的基本性能進(jìn)行測(cè)試，涂裝基材為馬口鐵，發(fā)現(xiàn)漆膜在馬口鐵上均勻平整，采用《GB/T9286-1998色漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)》進(jìn)行百格附著力測(cè)試，在劃格處未發(fā)現(xiàn)漆膜脫落現(xiàn)象，十字交叉處無(wú)崩邊現(xiàn)象，表明高固體石墨烯阻隔中間漆在馬口鐵上的附著力為0級(jí);采用《GB1731-79漆膜柔韌性測(cè)定法》測(cè)試漆膜柔韌性為2mm，采用《GB/T1732-1993漆膜耐沖擊測(cè)定法》進(jìn)行抗沖擊測(cè)試，表明漆膜柔韌性為50cm，測(cè)試照片詳見圖2。耐候面漆主要采用氟碳樹脂為主要成膜物質(zhì)，添加紫外光吸收劑和包膜鈦白粉，能有效提高漆膜的抗老化性能，同時(shí)具有耐玷污和美化裝飾效果。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)研制復(fù)合涂層體系進(jìn)行防護(hù)性能評(píng)價(jià)，結(jié)果表明其耐鹽霧≥5000h，耐水性和耐酸堿≥3000h，綜合防護(hù)性能優(yōu)異。

圖2 高固體石墨烯阻隔中間漆的抗沖擊、柔韌性和附著力測(cè)試照片

二、石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層對(duì)海工混凝土防護(hù)涂裝應(yīng)用

對(duì)某濱海的鋼筋混凝土立柱和頂面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)涂裝，該區(qū)域?qū)儆诒眮啛釒ШＱ蟠髿飧g環(huán)境，四季分明、季風(fēng)交替顯著、雨量充沛、溫暖濕潤(rùn)，鋼筋混凝土服役5年后已經(jīng)風(fēng)化嚴(yán)重并出現(xiàn)鋼筋銹蝕跡象。通過現(xiàn)場(chǎng)勘察、腐蝕性能評(píng)價(jià)并結(jié)合業(yè)主要求，采用以下防腐施工工藝(詳見表1)對(duì)海工混凝土進(jìn)行刷涂涂裝，涂裝效果見圖3,施工時(shí)間為2018年6月。施工注意事項(xiàng)如下：

(1)嚴(yán)格按《混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面涂層防腐技術(shù)條件》《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行文明施工。

(2)對(duì)鋼筋混凝土基材進(jìn)行全面檢查，對(duì)已經(jīng)老化的混凝土表面進(jìn)行機(jī)械打磨，刮膩?zhàn)诱移胶筮M(jìn)行涂料涂裝。嚴(yán)格按照基材前處理—報(bào)檢—底漆施工—報(bào)檢中間漆施工—報(bào)檢—面漆施工—最終驗(yàn)收的工序，嚴(yán)格記錄每道施工情況，發(fā)現(xiàn)有厚度不足及時(shí)予以修補(bǔ)，發(fā)現(xiàn)附著力不達(dá)標(biāo)，及時(shí)鏟除重新進(jìn)行涂裝。

(3)有專業(yè)涂料技術(shù)服務(wù)人員負(fù)責(zé)質(zhì)量把控和監(jiān)督，認(rèn)真作好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄(包括涂裝環(huán)境、涂裝部位、油漆型號(hào)和用量、干膜厚度、漆膜外觀、涂裝日期、涂裝人員等),報(bào)備監(jiān)理審查確認(rèn)。

(4)底漆涂裝后，最好在24h內(nèi)進(jìn)行中間漆涂裝，本次涂裝采用滲透性環(huán)氧底漆，其功能是滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部，在基材內(nèi)部固化成膜，可以起到增強(qiáng)增韌效果，同時(shí)為中間漆提高優(yōu)異附著力，底漆不計(jì)膜厚。

(5)中間漆涂裝必須在底漆完成后進(jìn)行，分2道進(jìn)行涂裝，施工前將固化劑倒入主劑中，攪拌均勻，在活化期內(nèi)完成涂裝。中間漆規(guī)定漆膜較厚，涂裝時(shí)注意防止流掛現(xiàn)象，涂裝完畢后，測(cè)試膜厚達(dá)標(biāo)后，方可進(jìn)行面漆涂裝。

(6)面漆涂裝必須注意美觀，可對(duì)中間漆進(jìn)行砂紙打磨后進(jìn)行涂裝面漆，面漆涂裝完畢后，應(yīng)達(dá)到目視無(wú)刷紋，無(wú)流掛現(xiàn)象。

(7)每次調(diào)配的涂料必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，嚴(yán)格按照主劑和固化劑的比例進(jìn)行調(diào)配，不可因涂料固化變稠后再稀釋使用。

(8)雨天、大風(fēng)氣候禁止施工，空氣濕度RH>85%禁止施工。

表 1 鋼筋混凝土的防腐施工工藝

施工完畢后現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)涂層性能結(jié)果表明，復(fù)合涂層在混凝土表面施工性能良好，漆膜附著力達(dá)到0級(jí)。

圖 3 石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層在鋼筋混凝土的防護(hù)照片

三、石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層后續(xù)防護(hù)性能評(píng)價(jià)

石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層在鋼筋混凝土服役30個(gè)月后，對(duì)涂層防護(hù)和老化性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)漆膜完整，無(wú)起泡、無(wú)剝落，也沒有發(fā)生腐蝕跡象，百格附著力為0級(jí)。采用光度計(jì)對(duì)鋼筋混凝土立柱的6處漆膜進(jìn)行變色性能評(píng)價(jià)，漆膜老化后與老化前變色性能結(jié)果見表2,測(cè)試結(jié)果表明漆膜現(xiàn)場(chǎng)服役30個(gè)月后其ΔE<1.0,變色等級(jí)為0級(jí)。石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層在混凝土涂裝30個(gè)月后，復(fù)合涂層防護(hù)測(cè)試評(píng)價(jià)綜合等級(jí)見表3,其綜合防護(hù)等級(jí)為0級(jí)，根據(jù)漆膜老化等級(jí)、膜厚和附著力等綜合指標(biāo)分析，預(yù)測(cè)研制的石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層對(duì)鋼筋混凝土的防護(hù)壽命可達(dá)10年以上[7]。

表2 涂層老化后與老化前變色性能對(duì)比測(cè)試

表3 涂裝30個(gè)月后復(fù)合涂層防護(hù)測(cè)試評(píng)價(jià)綜合等級(jí)

四、結(jié)語(yǔ)

(1)本文研制一種新型混凝土防護(hù)用石墨烯改性重防腐復(fù)合涂層體系，實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)復(fù)合涂層的耐鹽霧≥5000h, 耐水性和耐酸堿≥3000h, 綜合防護(hù)性能優(yōu)異。

(2)研制涂層涂裝到鋼筋混凝土立柱和頂面上，服役30個(gè)月后，其綜合防護(hù)等級(jí)為0級(jí)，預(yù)測(cè)其防護(hù)壽命可達(dá)10年以上。

五、夢(mèng)能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用，請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請(qǐng)用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試，請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購(gòu)買通道

零售：購(gòu)買50kg以內(nèi)，線上購(gòu)買，抖店直接下單購(gòu)買。

工廠業(yè)務(wù)：長(zhǎng)期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測(cè)、開具13%專用發(fā)票

貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項(xiàng)目保護(hù)。

業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院：提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、施工方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。