一种复合型电迁移钢筋阻锈剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型电迁移钢筋阻锈剂及其制备方法。本发明专利技术所述钢筋阻锈剂由电迁移阻锈组分、正电修饰的纳米二氧化硅、渗透组分及溶剂组分混合而成；所述电迁移阻锈组分为有机胺和碱性氨基酸以任意比例复合而成的混合物，所述正电修饰的纳米二氧化硅由硅烷偶联剂与纳米二氧化硅发生接枝反应制得，所述渗透组分选自磷酸酯、聚氧乙烯醚的一种或两种以任意比例混合，所述溶剂组分为水。本发明专利技术所述钢筋阻锈剂对既有结构混凝土密实性进行改善，将既有结构的钢筋阻锈防护和基体密实防护设计在一起，且基体密实防护可以有效减少阻锈防护组分的溶出并阻挡氯离子、硫酸根离子进一步侵蚀混凝土基体和钢筋。蚀混凝土基体和钢筋。蚀混凝土基体和钢筋。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型电迁移钢筋阻锈剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于钢筋锈蚀防护
，具体涉及一种复合型电迁移钢筋阻锈剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢筋锈蚀是降低混凝土结构耐久性的主要因素之一，对于既有结构而言，通过电化学修复是一种经济有效的能够延缓钢筋锈蚀的重要技术之一，从而提升和保障钢筋混凝土结构的耐久性。由于我国海岸线漫长，盐渍土面积广泛，尤其是南部海洋环境高温、高湿、高辐照，西北盐渍土以及盐湖环境中氯盐和硫酸盐耦合等恶劣环境，钢筋混凝土结构面临较高的硫酸盐腐蚀、氯盐钢筋锈蚀的风险，对既有结构的电化学修复提出了更高的要求。
[0003]既有结构的双向电迁移修复技术通过将混凝土内部的侵蚀性离子排出的同时，将外部阻锈剂导入到钢筋表面对钢筋锈蚀起到抑制作用。现有专利CN101838120A提出了一种有机羧酸和有机胺混合的迁移型有机钢筋混凝土阻锈剂，专利CN102757197A提出一种醇类、苯并三唑、醛类复合的迁移型钢筋混凝土阻锈剂，专利CN103626418A则提出一种脂肪醇、胺、酸、无机盐复合的迁移性复合钢筋阻锈剂，以上专利基于在混凝土表面涂覆的方法进行设计，属于自迁移阻锈剂。现有的用于电迁的钢筋阻锈剂主要为咪唑啉、季铵盐类为主，比如CN106007445A、CN102924378B、CN108103544B分别公开了一种咪唑离子液、咪唑啉系、双环咪唑啉电迁移阻锈剂；专利CN102924379A则公开了一种咪唑季铵盐类电迁移阻锈剂。
[0004]基于外加剂产品优异的环保性和良好的生物相容性的长远需求，氨基酸类阻锈剂成为近几年研究的热点，现有专利CN103739229B采用一种具有较高空间位阻结构的氨基酸类阻锈分子作为阻锈组分，通过自迁移达到阻锈效果。其实，氨基酸分子中既含有氨基，又含有羧基，属于两性物质，碱性氨基酸的等电为7.58～10.8，在pH小于等电点的碱性环境中，碱性氨基酸解离质子化带正电，在电场作用下向负极迁移达到钢筋阻锈效果，目前还未有相关的专利技术。基于纳米粒子改善混凝土密实性，现有专利申请CN109437967A介绍了一种纳米二氧化硅密实混凝土的制备方法，该专利表面将表面正电修饰的纳米二氧化硅对既有结构混凝土密实性进行改善。现有专利申请中，少有针对既有结构的钢筋阻锈防护和基体密实防护设计在一起的电迁移阻锈产品，但基体密实防护可以有效减少阻锈防护组分的溶出并阻挡氯离子、硫酸根离子进一步侵蚀混凝土基体和钢筋，在实际工程中需求广泛且意义重大。

技术实现思路

[0005]本专利技术为提升既有钢筋混凝土结构受氯盐、硫酸盐等离子侵蚀的结构耐久性，保障结构服役安全，提高基体密实防护，基于电迁移阻锈剂对钢筋腐蚀抑制及正电修饰的纳米二氧化硅对混凝土密实的阻锈机制，提供一种复合型电迁移钢筋阻锈剂及其制备方法。
[0006]本专利技术基于碱性条件下，有机胺和碱性氨基酸解离质子化带正电，在电场作用下
向负极迁移并在钢筋表面吸附对钢筋阻锈，并通过将纳米二氧化硅进行正电修饰，在阻锈剂迁入、侵蚀性离子迁出的同时，对混凝土基体进行密实，有效隔绝侵蚀性离子进一步侵蚀钢筋混凝土。本专利技术所用材料具有优异的环保性能。
[0007]本专利技术提供了一种复合型电迁移钢筋阻锈剂，由电迁移阻锈组分、正电修饰的纳米二氧化硅、渗透组分及溶剂组分混合而成，其中各组分的质量百分比为：
[0008][0009]上述各组分的质量百分比之和为100％；
[0010]所述电迁移阻锈组分为有机胺和碱性氨基酸以任意比例复合而成的混合物；
[0011]所述有机胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中任意一种以上的混合物，所述碱性氨基酸选自丝氨酸、赖氨酸、精氨酸中任意一种以上的混合物；
[0012]所述正电修饰的纳米二氧化硅由硅烷偶联剂与纳米二氧化硅发生接枝反应制得，所述纳米二氧化硅由纳米二氧化硅粉体在溶剂乙醇中超声分散制得；
[0013]所述纳米二氧化硅粉体的粒径范围为10-40nm，比表面积为100-400m2/g，纯度≥99.8％；所述纳米二氧化硅粉体与硅烷偶联剂的质量比为0.5～2：10～50；所述乙醇质量为纳米二氧化硅粉体质量的1.5-4倍。
[0014]所述硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种。
[0015]所述正电修饰的纳米二氧化硅为经过正电修饰的纳米粒子，所述正电修饰的纳米二氧化硅的正电修饰过程如下：
[0016](1)按质量比例将纳米二氧化硅粉体溶解在溶剂乙醇中，超声0.5-2小时使其分散均匀；
[0017](2)将硅烷偶联剂按比例加入步骤(1)得到的产物中，硅烷偶联剂与纳米二氧化硅发生接枝反应，在40-70℃内搅拌12-48h使其反应完全；
[0018](3)将步骤(2)得到的产物以3000-8000r/min的转速离心0.5小时，采用乙醇重复清洗5次；
[0019](4)将步骤(3)清洗后的产物在65-85℃干燥12-48小时，得到所述正电修饰的纳米二氧化硅。
[0020]所述渗透组分选自磷酸酯、聚氧乙烯醚的一种或两种以任意比例混合。
[0021]所述溶剂组分为水。
[0022]本专利技术所述一种复合型电迁移钢筋阻锈剂的制备方法，包括下述步骤：
[0023](1)将渗透组分与电迁移阻锈组分均以5ml/min至30ml/min的滴加速度按比例依次加入溶剂组分中，加热至30-70℃，并充分搅拌0.6-6小时；
[0024](2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入正电修饰的纳米二氧化硅，超声0.1-0.5小时，即得本专利技术所述复合型电迁移钢筋阻锈剂。
[0025]本专利技术所述复合型电迁移钢筋阻锈剂在电场作用下，有机胺和碱性氨基酸在钢筋
表面形成吸附层，抑制腐蚀反应；其次，通过将纳米二氧化硅进行正电修饰复合后分散在阻锈组分中，同步电迁移导入混凝土内部，并与水化产物氢氧化钙发生反应，生成C-S-H凝胶，使得混凝土的孔结构有所改善实现，可有效密实混凝土基体，对外部环境中离子侵蚀起到延缓作用，并有效减少阻锈组分的溢出，提升既有混凝土结构的耐久性。
[0026]本专利技术所述钢筋阻锈剂对既有结构混凝土密实性进行改善，将既有结构的钢筋阻锈防护和基体密实防护设计在一起，且基体密实防护可以有效减少阻锈防护组分的溶出并阻挡氯离子、硫酸根离子进一步侵蚀混凝土基体和钢筋。
附图说明
[0027]图1为各实施例与对比例制得的阻锈剂测得的开路电位OCP。
[0028]图2为各实施例与对比例制得的阻锈剂测得的线性极化电阻Rp。
具体实施方式
[0029]以下通过实施例的具体实施方式再对本专利技术的上述内容作进一步的详细说明，但不仅限于以下的实施例。本专利技术包含上述技术思想下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本专利技术的范围内。
[0030]实施例1
[0031]一种复合型电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型电迁移钢筋阻锈剂，其特征在于，由电迁移阻锈组分、正电修饰的纳米二氧化硅、渗透组分及溶剂组分混合而成，其中各组分的质量百分比为：上述各组分的质量百分比之和为100％；所述电迁移阻锈组分为有机胺和碱性氨基酸以任意比例复合而成的混合物；所述正电修饰的纳米二氧化硅由硅烷偶联剂与纳米二氧化硅发生接枝反应制得，所述纳米二氧化硅由纳米二氧化硅粉体在溶剂乙醇中超声分散制得；所述纳米二氧化硅粉体的粒径范围为10-40nm，比表面积为100-400m2/g，纯度≥99.8％；所述纳米二氧化硅粉体与硅烷偶联剂的质量比为0.5～2：10～50；所述乙醇质量为纳米二氧化硅粉体质量的1.5-4倍；所述渗透组分选自磷酸酯、聚氧乙烯醚的一种或两种以任意比例混合；所述溶剂组分为水。2.根据权利要求1所述的一种复合型电迁移钢筋阻锈剂，其特征在于，所述有机胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中任意一种以上的混合物。3.根据权利要求1所述的一种复合型电迁移钢筋阻锈剂，其特征在于，所述碱性氨基酸选自丝氨酸、赖氨酸、精氨酸中任意一种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的一种复合型电迁移钢筋阻锈剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆松，周霄骋，刘加平，蔡景顺，马麒，吴鹏程，刘光严，郭政，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司南京博特新材料有限公司新疆苏博特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：