[发明专利]农业灌溉混凝土排水渠、输水管用单组分聚脲防护涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚脲技术，尤其涉及一种农业灌溉混凝土排水渠、输水管用单组分聚脲防护涂料及其制备方法。

背景技术

随着农业经济的发展以及农业灌溉系统的日益完善，输水系统的建设显得格外重要。农业输水系统中使用的排水渠、输水管多为混凝土材质，具有易生产、抗冲击、抗压、耐磨等优点，其敷设一般采用埋地、半埋地方式，在农业输水、灌溉中起着举足轻重的作用。但由于混凝土呈碱性，为多孔性材料，其内部结构中含有大量的毛细微孔，这些毛细微孔为气体和液体的流通提供通道。当混凝土基材与周围的介质接触时，介质中的酸、碱、盐等腐蚀性物质，通过微孔进入混凝土内部，引起腐蚀。这种现象是十分普遍的。混凝土基材遭到腐蚀后，其结构、机械性能都将受到影响，缩短了混凝土排水渠、输水管道的使用寿命，严重的可能造成泄漏、坍塌。

混凝土常见的腐蚀有物理侵蚀和化学腐蚀。物理侵蚀：土壤介质将混凝土中易溶成分如氢氧化钙溶解出来，混凝土的PH值降低，孔隙率增大，强度降低，使腐蚀介质更容易进入混凝土内部，这种侵蚀反复进行，导致混凝土结构遭破坏。同时，混凝土内的某些盐类随着水的侵入、流出，不断的重复溶解、结晶过程，结晶的反复生长对混凝土孔壁造成极大的结晶压力，引入混凝土膨胀裂开，混凝土的冻融循环破坏就是一个鲜明的例子。化学侵蚀包括二氧化碳的碳化作用、氯离子的侵蚀以及酸碱盐等物质的腐蚀。空气或水中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙、水化硅酸钙反应，起碳化作用，导致混凝土的碱性降低，出现分化现象。环境介质中的氯离子与混凝土中的氢氧化钙等反应，生成易溶于水的氯化钙和带有大量结晶水、比反应物体积大好几倍的固相化合物，引起混凝土膨胀破坏。酸碱盐等介质的侵蚀都会引起混凝土结构的破坏。混凝土基材的防水、防护非常重要。

混凝土排水渠、输水管道接口是整个管线中最重要的结构部分，由于结构、施工和使用的复杂性，在混凝土管线中是遭受腐蚀最为严重的部位。做好接头处的防水、防腐就显得格外重要。

聚脲材料是近几年发展起来的一种固化成型快、便于施工的环保型材料。其以拉伸强度高、柔韧性好，以及防水、防腐蚀、耐磨、抗湿滑、抗热冲击、耐低温和装饰性好等优良性能，受到人们越来越多的青睐，在防腐涂层和耐磨涂层等大面积方面快速涂装方面独具特色。聚脲材料兼具优异的物理性能、防腐性能和施工性能，是防水、防腐工程中的首选材料。目前喷涂聚脲涂料在混凝土基材的防护中应用日益广泛。

喷涂聚脲弹性体技术以异氰酸酯类化合物为A组分、胺类化合物为B组分在无催化剂的情况下经聚脲喷涂设备(聚脲喷涂机)快速喷涂反应生成弹性体材料。喷涂聚脲弹性体技术运用了撞击混合原理，反应活性极高的A组分和B组分液体在高压驱动下相互撞击，经枪体混合室内湍流混合，通过喷枪后雾化，在极短适用期内喷涂在基面上，形成整体、强韧的弹性体涂层。

喷涂聚脲弹性体技术因A组分和B组分的凝胶时间短，必须使用昂贵的喷涂设备才能喷涂施工。该聚脲喷涂机价格昂贵(20-30万)、结构复杂，主要包括用于容纳A组分的提料泵、用于容纳B组分的搅拌器和提料泵、主机、加热熟料管和喷枪，所述提料泵和搅拌器分别通过管路与主机连接，所述主机通过加热熟料管与喷枪连接。喷涂聚脲弹性体技术对小面积或小工程施工时成本昂贵，不利于推广，工程施工受限，阻碍了聚脲材料的发展。而且喷涂聚脲喷涂后凝胶时间短，仅有短短的数十秒，固化速度快，在结点、拐角、管道封口等处的施工时，易出现喷涂厚度不均匀，漏喷等现象，不利于在狭窄、复杂的环境、工况中施工，阻碍了聚脲材料的发展应用。即现有喷涂聚脲弹性体技术，设备价格昂贵，小规模施工成本高昂。且该类材料固化速度快，在复杂界面施工繁琐，严重影响了施工质量。农业灌溉用输水管线的铺设多在广阔的野外进行，缺油、缺电，严重制约了喷涂机的使用。且昂贵的设备价格，环境的复杂性及施工的困难性，影响了喷涂聚脲在农业中的发展。

为了解决上述问题，亟需一种施工方便、无需精确配比、力学性能优越的单组分聚脲，通过简单的刷涂、刮涂等方式即可满足对混凝土防护。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有双组分喷涂聚脲在农业灌溉用混凝土输水系统中遇到的问题，提出一种混凝土排水渠、输水管用单组分防水、防护聚脲涂料。该单组分聚脲涂料凝胶时间长、使用方便，可手工刷涂、刮涂，便于施工，且机械性能、附着力等方面与喷涂聚脲趋于一致。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：