CN112795311B

CN112795311B - 防蚀膏及其制备方法

Info

Publication number: CN112795311B
Application number: CN201911112391.5A
Authority: CN
Inventors: 张守祺; 李永鑫; 路振宝; 焦明明
Original assignee: Zhonglu Hi Tech Transport Certification And Inspection Co ltd
Current assignee: Zhonglu Hi Tech Transport Certification And Inspection Co ltd
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2039-11-14
Also published as: CN112795311A

Abstract

公开一种防蚀膏，包括，按重量百分数计，35～80％的基础油脂、0.5～5％的高渗透性阻锈剂、0.5～20％的表面活性剂、18～30％的增稠剂和1～10％的增塑剂。还公开该防蚀膏的制备方法。本发明的防蚀膏适用于水位变动区混凝土构件的防蚀，因而可使水下施工便捷、可有效置换混凝土表面水层，可充分填充混凝土表面孔隙，具有较高的裂缝追随性，同时渗透性阻锈剂可以渗入混凝土内部对钢筋有效防护，综合防腐蚀效果优异。

Description

防蚀膏及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土防腐技术领域，具体而言是一种适用于水位变动区混凝土构件耐久性防护材料及其制备方法。

背景技术

水位变动区(含潮差区和浪溅区)是桥梁在水环境中腐蚀最严重的部位，达到全浸区劣化速率的2～5倍，解决水位变动区混凝土腐蚀问题成为提升全桥建设品质，保障桥梁使用寿命的关键因素之一。单一依靠混凝土层难以抵抗腐蚀介质渗透、干湿循环、水流磨蚀及生物污染等综合作用，因此施加表面防护是抵御复杂环境腐蚀的必要措施。

由于水下施工条件限制，目前水位变动区混凝土构件表面常用防护方式如下：(1)围堰排水干施工：常用分节钢套筒，由潜水员配合安装就位于施工管桩处，将钢套筒内水抽干后，再采用传统混凝土防腐涂层进行涂刷施工，涂层完全固化后拆除围堰，该施工方法虽然能一定程度上保证施工质量，但由于消耗人力物力多、施工效率低，总体施工周期长，综合成本较高；(2)水下直接涂覆防腐涂层：常用高粘度水下固化环氧树脂，其应用关键在于在水中与混凝土界面需保持足够的粘接力，但实际使用中由于混凝土表面苔藓及海洋生物附着难以完全清除，影响界面粘接力，同时由于环氧涂层固化后几乎无柔性，对裂缝追随性差，混凝土内应力容易将涂层拉断，综合因素导致水下直接涂覆防腐涂层使用效果同样难以达到预期。

相对于传统的固化型防腐涂层，柔性包覆式防腐材料近年来逐渐应用于我国海洋钢结构防腐体系中，并取得较好的应用效果，其中核心材料为钢结构防蚀膏。专利CN100494502C提出“一种海洋钢铁设施防蚀膏”，采用矿物脂作为主体，加入阻锈剂、润滑剂及填充剂制备海洋钢结构防蚀膏，具有全面覆盖钢表面、潮湿环境下防腐性能优异等特点。然而采用该钢结构防蚀膏直接应用于水下混凝土构件却难以适用，具体原因如下：(1)钢与混凝土结构差异巨大，钢为均相材料，表面亲油疏水，且平整光滑，只需考虑有效阻隔表层与水及空气接触即可有效防腐；混凝土为多相材料复合体系，表面亲水疏油，且内部含有大量连通毛细孔，只做表面防护无法完全阻止混凝土层劣化及钢筋锈蚀；(2)钢结构防蚀膏材料体系为高亲油性材料体系，因此对于钢结构而言可轻易将其表层水推移除去，达到有效浸润的效果，而混凝土表面大量硅羟基与水形成氢键，且凹凸不平孔隙中有较厚水层存在，因此采用钢结构防蚀膏直接涂抹无法将水层排开，宏观表现为涂抹时无法附着在混凝土表面；(3)钢结构防蚀膏材料体系中无渗透性防护成分，无法对混凝土内部有效防腐。综上而言，海洋钢结构防蚀膏无法用于水下混凝土构件防腐体系中。

此外，关于防蚀膏及水下混凝土构件防腐体系方面还有如下其他专利报道：专利CN 105001775A报道了“一种不粘性矿脂防蚀膏”，其作用对象为路网输电线塔杆，同样以矿脂为基体，加入可固化的异氰酸酯及多元醇，异氰酸根封端材料在空气中可以缓慢湿气固化，但在水中由于水分子远过量则无法固化成型，因此同样难以用于水下混凝土表面防腐；专利CN 104946097A报道了“一种低温用不黏性矿脂防蚀膏”，同样作用对象为低温路网输电线塔杆，同样难以用于明水界面混凝土表面防腐；专利CN 105040663A报道了“一种保障海洋浪溅区和水位变动区混凝土构件耐久性的方法”，其采用PVC软质塑料及硅烷浸渍对混凝土表面和内部综合防护，但其只能在表面干燥时进行施工，无法水下操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防蚀膏及其制备方法，能够在水下涂敷置换界面水层、有效浸润混凝土表面和渗透性防护组分可迁移混凝土内部对钢筋进行防护，解决了钢结构防蚀膏在水下混凝土表面无法附着且仅作用于表面层的关键技术问题。

本发明提供一种防蚀膏，包括，按重量百分数计，35～80％的基础油脂、0.5～5％的高渗透性阻锈剂、0.5～20％的表面活性剂、18～30％的增稠剂和1～10％的增塑剂。

本发明的一实施方式，所述基础油脂为皂基脂、烃基脂、无机脂、有机脂中的一种或多种。

本发明的另一实施方式，所述高渗透性阻锈剂为醇胺阻锈剂、咪唑啉阻锈剂、苯甲酸钠阻锈剂中一种或多种。

本发明的另一实施方式，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子类表面活性剂中一种或多种。

本发明的另一实施方式，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或/和十二烷基苯磺酸钠；所述阳离子表面活性剂为烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐中的一种或多种；所述非离子类表面活性剂为山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚、环氧乙烷缩合物中一种或多种。

本发明的另一实施方式，所述增稠剂为重质碳酸钙、云母粉、硅微粉一种或多种。

本发明的另一实施方式，所述增稠剂粒径为500～2000目。

本发明的另一实施方式，所述增塑剂为白油、邻苯二甲酸酯、氯化石蜡一种或多种。

本发明还提供一种防蚀膏的制备方法，包括：将基础油脂、高渗透性阻锈剂、表面活性剂、增稠剂及增塑剂按配比计量称重后，加入反应釜中，合盖后开启搅拌，缓慢升温至80～90℃，达到设定温度后将真空度调整至小于-0.098MPa，保持该真空度继续搅拌0.5～2h，完成防蚀膏制备出料。

本发明的一实施方式，所述反应釜为双行星反应釜。

本发明的防蚀膏适用于水位变动区混凝土构件的防蚀，因而可使水下施工便捷、可有效置换混凝土表面水层，可充分填充混凝土表面孔隙，具有较高的裂缝追随性，同时渗透性阻锈剂可以渗入混凝土内部对钢筋有效防护，综合防腐蚀效果优异。

本发明的防蚀膏，相对于热固型防腐涂层而言：(1)涂抹厚度可根据实际状况可调，无需固化，涂膜后可立即起到防腐效果；(2)柔性膏状材料，对混凝土裂缝追随性优异，可追随封堵混凝土产生细微裂缝，长效防腐。相对于钢结构防蚀膏而言，本发明中的防蚀膏在水下有效涂覆置换水层、浸润混凝土表面，渗透性防护组分可深入混凝土内部对钢筋进行防护，解决了钢结构防蚀膏在混凝土表面水下无法附着只能作用于表面层的关键技术问题。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是水下涂敷本发明的防蚀膏作业的照片。

图2是经过图1所示作业得到的实施例1-3的防蚀膏的涂敷效果照片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。

为了更好的理解本发明内容，下面结合实施例详细描述本发明所提供的技术方案，以下所述“涂敷率”在本发明中定义为“称取质量m₀的防蚀膏在水下施工涂抹至混凝土表面，有效涂覆质量为m₁，则涂敷率＝m₁/m₀×100％”。

实施例1：

按重量百分数计，材料配比如下：

基础油脂(皂基脂、烃基脂、无机脂、有机脂)35％，高渗透阻锈剂(醇胺阻锈剂、咪唑啉阻锈剂、苯甲酸钠阻锈剂)5％，表面活性剂[阴离子类(十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)、阳离子类(烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐)、非离子类(山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚与环氧乙烷缩合物)]20％，增稠剂(2000目重质碳酸钙、云母粉、硅微粉)30％，增塑剂(白油、邻苯二甲酸酯、氯化石蜡)10％。

制备工艺如下：将基础油脂、高渗透性阻锈剂、表面活性剂、增稠剂及增塑剂按配比计量称重，依次加入双行星反应釜中，合盖后开启搅拌，缓慢升温至80℃，达到设定温度后将真空度调整至-0.098MPa，保持该真空度继续搅拌0.5h，完成防蚀膏制备出料。

实施例2：

按重量百分数计，材料配比如下：

基础油脂(皂基脂、烃基脂、无机脂、有机脂)80％，高渗透阻锈剂(醇胺阻锈剂、咪唑啉阻锈剂、苯甲酸钠阻锈剂)0.5％，表面活性剂[阴离子类(十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)、阳离子类(烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐)、非离子类(山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚与环氧乙烷缩合物)]0.5％，增稠剂(500目重质碳酸钙、云母粉、硅微粉)18％，增塑剂(白油、邻苯二甲酸酯、氯化石蜡)1％。

制备工艺如下：将基础油脂、高渗透性阻锈剂、表面活性剂、增稠剂及增塑剂按配比计量称重，依次加入双行星反应釜中，合盖后开启搅拌，缓慢升温至90℃，达到设定温度后将真空度调整至-0.098MPa，保持该真空度继续搅拌2h，完成防蚀膏制备出料。

实施例3：

按重量百分数计，材料配比如下：

基础油脂(皂基脂、烃基脂、无机脂、有机脂)55％，高渗透阻锈剂(醇胺阻锈剂、咪唑啉阻锈剂、苯甲酸钠阻锈剂)3％，表面活性剂[阴离子类(十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)、阳离子类(烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐)、非离子类(山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚与环氧乙烷缩合物)]5％，增稠剂(800目重质碳酸钙、云母粉、硅微粉)27％，增塑剂(白油、邻苯二甲酸酯、氯化石蜡)10％。

制备工艺如下：将基础油脂、高渗透性阻锈剂、表面活性剂、增稠剂及增塑剂按配比计量称重，依次加入双行星反应釜中，合盖后开启搅拌，缓慢升温至85℃，达到设定温度后将真空度调整至-0.098MPa，保持该真空度继续搅拌1h，完成防蚀膏制备出料。

按照《YB/T 9231-2009钢筋阻锈剂应用技术规程》中“附录A2电化学综合实验”中配合比和养护方法制备埋有钢筋棒的砂浆电极，并用室温固化环氧树脂将上下表面进行封闭，侧面4个面为工作面，采用实施例1-3中所制备的防蚀膏，在流速为0.3m/s水中涂覆砂浆电极工作面；按照《YB/T9231-2009钢筋阻锈剂应用技术规程》中“附录A3单功能混凝土阻锈剂浸烘实验”进行环境模拟循环测试，将涂抹防蚀膏的砂浆电极放置75℃烘24h，再放入3.5％浓度NaCl溶液中浸泡96h，再放入60℃烘箱中烘72h作为一次测试循环周期，使用不锈钢电极作为对电极、饱和甘汞电极作为参比电极进行电化学测试，得到腐蚀电流，测试结果如表1所示。

将实施例1-3的防蚀膏进行水下施工，照片如图1所示。图2示出实施例1-3的防蚀膏的涂敷效果，图中从左到右分别是经过图1所示作业得到的实施例1-3的防蚀膏的涂敷效果。通过上述方法计算实施例1-3的防蚀膏的涂敷率，测试结果如表1所示。

表1防蚀膏循环浸烘实验测试结果

从上述实施例测试结果可以得出：①采用本方法制备的水位变动区混凝土构件防蚀膏在水下涂敷率较高，具有良好的水下施工涂覆效果；②通过腐蚀电流测试可知，防蚀膏可将显著改善混凝土钢筋耐腐蚀性能。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种防蚀膏，其特征在于：包括，按重量百分数计，35～80％的基础油脂、0.5～5％的高渗透性阻锈剂、0.5～20％的表面活性剂、18～30％的增稠剂和1～10％的增塑剂；

所述基础油脂为皂基脂、烃基脂、无机脂、有机脂中的一种或多种；

所述高渗透性阻锈剂为醇胺阻锈剂、咪唑啉阻锈剂、苯甲酸钠阻锈剂中一种或多种；

所述防蚀膏用于水下混凝土构件。

2.根据权利要求1所述的防蚀膏，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子类表面活性剂中一种或多种。

3.根据权利要求2所述的防蚀膏，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或/和十二烷基苯磺酸钠；所述阳离子表面活性剂为烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐中的一种或多种；所述非离子类表面活性剂为山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚、环氧乙烷缩合物中一种或多种。

4.根据权利要求1所述的防蚀膏，其特征在于，所述增稠剂为重质碳酸钙、云母粉、硅微粉一种或多种。

5.根据权利要求4所述的防蚀膏，其特征在于，所述增稠剂粒径为500～2000目。

6.根据权利要求1所述的防蚀膏，其特征在于，所述增塑剂为白油、邻苯二甲酸酯、氯化石蜡一种或多种。

7.一种权利要求1所述的防蚀膏的制备方法，其特征在于，包括：

将基础油脂、高渗透性阻锈剂、表面活性剂、增稠剂及增塑剂按配比计量称重后，加入反应釜中，合盖后开启搅拌，缓慢升温至80～90℃，达到设定温度后将真空度调整至小于-0.098MPa，保持该真空度继续搅拌0.5～2h，完成防蚀膏制备出料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述反应釜为双行星反应釜。