本發(fā)明涉及防腐材料，具體的涉及納米氣凝膠改性水電站大壩泄洪閘水下構(gòu)件深水作業(yè)超膜厚防腐耐磨涂料及其生產(chǎn)工藝和施工方法。
背景技術(shù)：
1、水電站金屬構(gòu)件眾多，閘門、檢修門槽、底檻鋼板等大型設(shè)備長期運行在水下或水位變動區(qū)間，經(jīng)常處于浸泡或干濕交替狀態(tài)，除了受水、氧形成電解質(zhì)腐蝕、水生物腐蝕、地表水系污染后的電化學腐蝕外，更要承受高速水流沖刷、泥沙及其它漂浮物沖磨等，而其表面的防腐層一旦因沖刷磨損而損壞后，又會加劇腐蝕的程度及速度，形成惡性循環(huán)，因此該部分構(gòu)件腐蝕情況較為嚴重。
2、受限于運行環(huán)境，泄水閘、沖沙閘、電站各建筑物流道的檢修門槽、底檻鋼板等不能“干地”進行防腐維修，長期以往，將對整個閘門運行安全及止水效果造成嚴重威脅，最終危及大壩安全。經(jīng)水下檢查發(fā)現(xiàn)水下構(gòu)件由于多種腐蝕及沖刷因素的交替作用下，其外部已無涂料保護層，表面覆蓋大量銹泡，鋼結(jié)構(gòu)件存在嚴重腐蝕，如果維護工作不能及時有效地開展，嚴重影響整個水電站的運行安全。
3、由于實際運行工況的嚴苛性，因此要求防腐襯層必須具有較強的耐腐蝕性、抗腐蝕介質(zhì)滲透性、耐磨抗沖刷性、抗拉抗裂性、耐磨性、水中固化性、水下粘接能力及涂層的穩(wěn)定性和耐久性等。同時，襯層未固化時，必須具備抵抗水流或浪花拍打沖刷之能力，才不至于流失或損壞。
4、傳統(tǒng)材料及工藝都存在不少短板，難以從根本上解決問題。為解決現(xiàn)有防腐材料水下粘性低、附著力差、耐磨差、固化時間長、抗微生物污損性能低、施工難度大、綜合防腐效果不佳等難題，延長水下鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，保證大壩的長期運行安全，急需研制一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)、能適應(yīng)大壩水下條件下的新型防腐涂料。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的一個目的是通過納米氣凝膠改性水電站大壩泄洪閘水下構(gòu)件深水作業(yè)超膜厚防腐耐磨涂料及其生產(chǎn)工藝和施工方法解決至少上述問題。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
3、本發(fā)明的第一方面，提供一種納米氣凝膠改性水電站大壩泄洪閘水下構(gòu)件深水作業(yè)超膜厚防腐耐磨涂料，包括a組分、b組分和c組分，所述a組分包括如下重量份的原料：樹脂45～60份、改性劑0.5～1份、一號功能性助劑5.6～13份、一號顏填料24.52～57.08份，所述改性劑為納米氣凝膠，所述b組分包括如下重量份的原料：固化劑90～98份、二號功能性助劑2.45～8.2份，所述c組分包括如下重量份的原料：凝水粉100份。
4、優(yōu)選的，所述a組分、b組分、c組分的質(zhì)量比為15:（2.5～5）：（3～5）。
5、優(yōu)選的，所述a組分中，所述樹脂為無溶劑縮水甘油醚環(huán)氧樹脂或無溶劑縮水甘油酯環(huán)氧樹脂中的一種或多種，環(huán)氧當量180～190g/mol，粘度（25℃）9000～15000mpa?s，所述一號功能性助劑包括如下重量份的原料：環(huán)氧活性稀釋劑2～5份、破泡聚合物-聚硅氧烷溶液0.1～0.5份、γ-（2，3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷0.4～1份、丙烯酸流平劑0.1～0.5份、石油磺酸鋇3～6份，所述一號顏填料包括如下重量份的原料：鈦白粉0.5～2份、酞青藍色粉0.02～0.08份、絹云母粉4-10份、重晶石粉5～15份、氧化鋯粉5～15份、超細石英粉10～15份。
6、優(yōu)選的，所述b組分中，所述固化劑包括如下重量份的原料：環(huán)氧固化劑100份,所述二號功能性助劑包括如下重量份的原料：聚羥基羧酸酰胺溶液0.2～1份、破泡聚合物-聚硅氧烷溶液0.2～1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1～3份、疏水型納米氣相二氧化硅1～3份、親水型納米氣相二氧化硅0.05～0.2份。
7、優(yōu)選的，所述c組分中，所述凝水粉包括如下重量份的原料：無水硫酸鎂5～10份、有機膨潤土2～6份、絹云母粉30～40份、重晶石粉30～50份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5～1份。
8、本發(fā)明的第二方面，提供所述的納米氣凝膠改性水電站大壩泄洪閘水下構(gòu)件深水作業(yè)超膜厚防腐耐磨涂料的生產(chǎn)工藝中：
9、所述a組分的生產(chǎn)工藝包括如下：
10、步驟1、將無溶劑縮水甘油醚環(huán)氧樹脂或無溶劑縮水甘油酯環(huán)氧樹脂裝入帶夾套及攪拌的反應(yīng)罐中，升溫至50～60℃，以300r/min的速度緩慢的攪拌，加入環(huán)氧活性稀釋劑后，開啟高速攪拌800r/min，持續(xù)5min；
11、步驟2、減速至300r/min，依次加入改性劑納米氣凝膠、破泡聚合物-聚硅氧烷溶液、γ-（2，3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸流平劑、水置換劑石油磺酸鋇，開啟高速攪拌1200r/min，持續(xù)15min，中間放料兩次，檢查攪拌的均勻性，減速至100r/min，持續(xù)攪拌2小時后靜置24小時，讓材料充分融合，得出納米化改性中間產(chǎn)物；
12、步驟3、提速至300r/min，加入鈦白粉，開啟高速攪拌1200r/min進行分散研磨，持續(xù)10min，中間放料兩次，檢查攪拌的均勻性；
13、步驟4、減速至300r/min，加入酞青藍色粉，開啟高速攪拌800r/min進行分散研磨，持續(xù)5min。中間放料，檢查攪拌的均勻性；
14、步驟5、減速至300r/min，依次加入絹云母粉、重晶石粉、氧化鋯粉、超細石英粉，開啟高速攪拌800r/min，持續(xù)20min，中間放料兩次，檢查攪拌的均勻性；
15、步驟6、取樣檢測，消泡，包裝，得出a組分；
16、所述b組分的生產(chǎn)工藝包括如下：
17、步驟1、在裝有環(huán)氧固化劑的中轉(zhuǎn)桶中緩慢攪拌300r/min，過程中依次加入聚羥基羧酸酰胺溶液、破泡聚合物-聚硅氧烷溶液、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，并開啟高速攪拌800r/min，持續(xù)5min；
18、步驟2、減速至300r/min，加入疏水型納米氣相二氧化硅，開啟高速攪拌1200r/min，持續(xù)10min，中間放料兩次，檢查攪拌的均勻性；
19、步驟3、減速至300r/min，加入親水型納米氣相二氧化硅，開啟高速攪拌1200r/min，持續(xù)5min，中間放料一次，檢查攪拌的均勻性；
20、步驟4、取樣檢測，消泡，包裝，得出b組分；
21、所述c組分的生產(chǎn)工藝包括如下：
22、步驟1、在雙錐混粉干燥機中依次加入無水硫酸鎂、有機膨潤土、絹云母粉、重晶石粉，并開啟雙錐設(shè)備進行預(yù)混粉，轉(zhuǎn)速5rpm，持續(xù)20min后暫停雙錐設(shè)備；
23、步驟2、將γ-氨丙基三乙氧基硅烷均勻滴灑在已經(jīng)預(yù)混合的粉料表面，并開啟雙錐設(shè)備，轉(zhuǎn)速10rpm、真空度-0.1mpa、溫度120℃，持續(xù)2h；
24、步驟3、取樣檢測，包裝，得出c組分。
25、本發(fā)明的第三方面，提供所述的納米氣凝膠改性水電站大壩泄洪閘水下構(gòu)件深水作業(yè)超膜厚防腐耐磨涂料的施工方法，包括如下步驟：
26、步驟1、基材表面處理；
27、步驟2、配置涂料：按照上述的生產(chǎn)工藝制備a組分、b組分和c組分，先將a組分、b組分按規(guī)定比例混合并攪拌均勻，然后逐漸加入規(guī)定比例的c組分并整體攪拌均勻；
28、步驟3、涂料施工。
29、優(yōu)選的，所述步驟1包括如下：
30、鏟除鋼管樁表面污染物及水生物附著物；
31、采用水下打磨工具進行全面打磨，清除基面已破損、松動或已發(fā)生滲透水跡的原防腐層，并打磨緊鄰清除區(qū)域的四周成圓弧平滑過渡；堅固密實的原防腐層表面須進行整體打磨粗糙化，而露出碳鋼部分須采用砂輪片打磨粗糙，焊縫、陰陽角圓弧平滑過渡；
32、所述步驟3包括如下：刮涂涂料1-2道。
33、由上述描述可知，本發(fā)明提供的納米氣凝膠改性水電站大壩泄洪閘水下構(gòu)件深水作業(yè)超膜厚防腐耐磨涂料及其生產(chǎn)工藝和施工方法具有如下有益效果：
34、本發(fā)明涂料為有機高分子-無機納米粒子雜化復(fù)合材料，用于水電站大壩泄洪閘水下構(gòu)件的防腐施工、缺陷修補、結(jié)構(gòu)補強，可在水中正常固化成膠，因此可以進行水下施工或帶水作業(yè)；襯層未固化時，可抵抗水流拍打沖刷而不至于流失或損壞，具有耐酸、堿、鹽等常見化學品腐蝕、耐水生物所分泌的生物酸腐蝕以及納米級抗介質(zhì)滲透性能，膠層堅韌、耐磨損、耐沖刷，機械性能優(yōu)異、對大多數(shù)金屬及混凝土基材均有很好的附著力。