[发明专利]一种钢筋表面纳米化复合涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种钢筋表面纳米化复合涂层及其制备方法。所述钢筋表面纳米化复合涂层包括表面纳米化处理层和有机改性无机硅酸盐涂层，首先对钢筋进行超声喷丸处理得到表面纳米化处理层，在所述表面纳米化处理层的表面涂覆复合涂料即为有机改性无机硅酸盐涂层，所述复合涂料包括氢氧化钾、高模数硅胶溶液、硅丙乳液、鳞片状锌粉、成膜助剂、消泡剂和分散剂。该钢筋表面纳米化复合涂层具有无毒无嗅，绿色环保无污染，对无机混凝土建筑材料均能相容，坚硬耐磨、耐水、耐蚀性和耐高温的特性。通过表面纳米化与无机硅酸盐锌基涂层有效结合，有望获得新型高耐蚀防腐涂层，对钢混结构稳定性及寿命有很重要理论与实际意义。

技术领域

本发明属于涂料生产技术领域，更具体地，涉及一种钢筋表面纳米化复合涂层及其制备方法与应用。

背景技术

海洋腐蚀环境极端恶劣，钢筋锈蚀问题严重影响桥梁的使用寿命和安全，严重影响桥梁的使用寿命和安全，造成桥梁达不到设计寿命。在钢筋表面涂覆低成本的保护性涂层是解决钢筋腐烛的有效方法之一。保护性涂层能提高抗腐烛能力，抵抗氯在混凝土内迁移和扩散。目前，使用最广泛的是树脂涂层和热镀锌涂层。研究表明，在钢筋表面涂覆树脂涂层，钢筋与混凝土的结合力会下降，存在开裂和剥离等问题，严重影响钢筋混凝土结构物耐久性。而锌在混凝土环境中会大量溶解，涂层寿命很低。

大多数材料的失稳始于表面，因而只要在材料的表面制备出一定厚度的纳米晶粒结构表层，即实现表面纳米化，就能够通过表面组织和性能的优化提高材料的整体性能和环境服役行为。针对环氧涂层钢筋现有问题，研发新型钢筋表面复合处理技术，设法提高涂层性能并改善涂层钢筋与混凝土间粘结强度，对桥梁安全稳定性有重要作用，具有重大的经济价值和社会效益。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钢筋表面纳米化复合涂层。

本发明的另一目的在于提供一种上述钢筋表面纳米化复合涂层的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种上述钢筋表面纳米化复合涂层的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种钢筋表面纳米化复合涂层，包括表面纳米化处理层和有机改性无机硅酸盐涂层，首先对钢筋进行超声喷丸处理得到表面纳米化处理层，在所述表面纳米化处理层的表面涂覆复合涂料即为有机改性无机硅酸盐涂层，所述复合涂料包括氢氧化钾、高模数硅胶溶液、硅丙乳液、鳞片状锌粉、成膜助剂、消泡剂和分散剂。

优选地，所述表面纳米化处理层的厚度为10～50μm。

优选地，所述成膜助剂为十二碳醇酯，所述消泡剂为SPA-202或磷酸三丁酯，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐水溶液或DisponerW-922。

所述复合涂料按质量百分比计为：氢氧化钾3～8％，高模数硅胶溶液53～57％，硅丙乳液12～17％，鳞片状锌粉20～27％，消泡剂0.1～0.5％，成膜剂0.1～0.5％和分散剂0.1～0.5％。

优选地，所述复合涂料按质量百分比计为：氢氧化钾4～6％，高模数硅胶溶液54～56％，硅丙乳液13～16％，鳞片状锌粉23～26％，消泡剂0.2～0.4％，成膜剂0.2～0.4％和分散剂0.2～0.4％。

更为优选地，所述复合涂料按质量百分比计为：氢氧化钾5％，高模数硅胶溶液54％，硅丙乳液15％，鳞片状锌粉25％，消泡剂0.3％，成膜剂0.3％和分散剂0.4％。

优选地，所述高模数硅溶胶溶液的模数为5，所述鳞片状锌粉的粒径为1000目。

一种上述钢筋表面纳米化复合涂层的制备方法，包括如下具体步骤：

S1.用弹丸对钢筋工件进行超声喷丸处理，形成的变形层为表面纳米化处理层；