橋梁混凝土結構防護修復材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及混凝土結構的防護技術領域，尤其涉及一種橋梁混凝土結構防護修復材料及其制備方法，防護修復材料的原料組分包括防銹乳液、防銹顏料、防銹劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑、pH調節劑和水。將本發明橋梁混凝土結構防護修復材料在橋梁鋼筋混凝土結構破損銹蝕露筋修復中涂覆應用，能夠滿足橋梁鋼筋混凝土結構破損銹蝕露筋修復相關設計指標，對鋼筋有良好的附著力和防銹性能，能夠對銹蝕鋼筋起到良好的修復作用，增強混凝土結構的穩定性和耐久性，有效阻止外部腐蝕性介質與鋼筋的接觸，從而使混凝土鋼筋得到有效保護，進而延長相關橋梁的使用壽命，而且，成本低，對環境污染小，適于在混凝土結構防護修復相關領域推廣應用。
【專利說明】
橋梁混凝土結構防護修復材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及混凝土結構的防護技術領域，尤其涉及一種橋梁混凝土結構防護修復 材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 混凝土是建筑工程中普遍使用的一種可滲透的孔隙網絡結構材料，可滲透性及其 多孔隙網絡的分布是其得到普遍應用的優點所在，但由于鋼筋混凝土結構長期暴露在復雜 的大氣環境中，鋼筋混凝土結構長期暴露在復雜的大氣環境中，由于混凝土本身存在不致 密，抗裂性差等缺點，環境中的腐蝕介質極易滲透到混凝土內部，從而引起內部鋼筋的銹 蝕，順筋產生裂縫，影響混凝土結構的穩定性和耐久性，降低建筑結構的實用壽命。如何采 取經濟有效的措施，修復和控制橋梁鋼筋混凝土結構的腐蝕破壞，是世界各國普遍關心的 研究課題。鋼筋混凝土結構在橋梁中也被廣泛應用，目前，針對橋梁鋼筋混凝土結構破損露 筋的修復，已經開發了多種橋梁鋼筋混凝土結構防腐蝕系統，其中，用于已建橋梁鋼筋混凝 土結構的防護措施以及銹蝕鋼筋破損修復的方法主要有：1)采用高性能混凝土；2)鋼筋的 除銹和保護；3)采用聚合物改性砂漿層；4)混凝土表面涂層；5)鋼筋阻銹劑。
[0003] 現有技術中，發明專利ZL 201110245986. 5公開了一種鋼纖維的防銹方法，包括 步驟：步驟一，對鋼纖維噴氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉的混合水溶液，使得鋼纖維表面均勻 覆蓋氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉的混合水溶液；步驟二，將步驟一所得的鋼纖維和氫氧化 鈉混合均勻；步驟三，將步驟二所得鋼纖維和氫氧化鈣混合物在130~150°C溫度下充分干 燥，即完成了鋼纖維的防銹處理；該方法對于自身堿性就較高的混凝土用鋼筋來說，銹蝕現 象不能得到有效避免。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是，針對現有技術存在的問題，提供一種橋梁混凝土結構防護修復 材料及其制備方法，有效阻止外部腐蝕性介質與鋼筋的接觸，從而使混凝土鋼筋得到有效 保護，而且，成本低，對環境污染小。
[0005] 本發明解決問題的技術方案是：一種橋梁混凝土結構防護修復材料，原料組分包 括防銹乳液、防銹顏料、防銹劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑、pH調節劑和水。
[0006] 優選地，所述的防護修復材料的原料組分配比如下：防銹乳液40~50份、防銹顏 料30~35份、防銹劑0. 1~0. 5份、分散劑1. 0~1. 5份、消泡劑0. 1~0. 5份、成膜助劑 1. 0~2. 0份、pH調節劑0· 5~1. 0份、水15. 5~20份。
[0007] 較佳地，在本發明橋梁混凝土結構防護修復材料中，所述防銹乳液的原料組成包 括：去離子水、乳化劑、引發劑、緩沖劑、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯 酸磷酸酯、衣康酸單丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙胺；其中，所述乳化 劑為壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸銨（DNS-458)、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸銨（SR-10)、 丙烯酸磷酸酯（ΡΑΜ-200)、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸銨（DNS-86)中的一種 或兩種以上的組合；所述引發劑為過硫酸鈉、過硫酸銨和過硫酸鉀中的一種；所述緩沖劑 為碳酸氫鈉。優選地，上述防銹乳液原料組成及重量配比如下：水150~170份，γ -甲基丙 烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 5~1. 5份，丙烯酸丁酯53~55份，苯乙烯82~90份，丙烯 酸磷酸酯4~5份，甲基丙烯酸縮水甘油酯4~5份，衣康酸單丁酯1~2份，烯丙氧基脂肪 醇氧乙烯醚硫酸銨（SR-10) 0. 6~0. 8份，壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸銨（DNS-458) 0. 05~ 0. 15份，過硫酸鈉0. 5~0. 7份，碳酸氫鈉0. 1~0. 3份，三乙胺3. 0~3. 2份。
[0008] 較佳地，在本發明橋梁混凝土結構防護修復材料中，所述防銹顏料為氧化鐵紅、鋁 粉、玻璃鱗片和云母氧化鐵中的一種或兩種以上的組合。
[0009] 較佳地，在本發明橋梁混凝土結構防護修復材料中，所述防銹劑為亞硫酸鈉、鉬酸 鈉、NEUF316有機硼酰胺類防銹劑和raybo 60腐蝕抑制劑中的一種或兩種以上的組合。 [0010] 較佳地，在本發明橋梁混凝土結構防護修復材料中，所述分散劑為焦磷酸鈉、多偏 磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、檸檬酸鉀、草酸鈉、單寧酸和硅酸鈉中的一種或兩種以上的組合；所述 消泡劑為乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧 丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種 以上的組合；所述成膜助劑為十二醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的 一種或兩種以上的組合；所述pH調節劑為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的一種 或兩種以上的組合；所述原料水為去離子水。
[0011] 本發明還提供了一種橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法，包括如下步驟：
[0012] (1)將原料防銹乳液、成膜助劑、防銹劑、消泡劑和pH調節劑混合后，在高速分散 機中攪拌均勻，得混合體系；
[0013] (2)在高速分散機中加入水、消泡劑、分散劑和防銹顏料混合均勻制得色漿，然后， 向所得色漿中加入步驟（1)所得混合體系，于高速分散機中混合攪拌均勻，將所得混合料 過濾，除去濾渣，出料，即制得防護修復材料。
[0014] 優選地，在所述步驟（2)中，所得混合料過200目篩，以保證材料性能的一致性。
[0015] 優選地，在本發明上述橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法中，所述防銹乳 液通過如下方法制備：
[0016] (1)在反應器中將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時 緩慢滴加由苯乙烯（St)、丙烯酸丁酯（BA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA)構成的混合單 體，預乳化15min，制得核預乳液備用；
[0017] (2)將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時緩慢滴加由 丙烯酸丁酯（BA)、苯乙烯（St)、丙烯酸磷酸酯（EM-39)和衣康酸單丁酯（MBI)構成的混合 單體，制得殼乳液備用；
[0018] (3)在反應器中加入去離子水、乳化劑、引發劑及緩沖劑，升溫至80°C時，加入步 驟⑴所得部分核預乳液，控制溫度在82°C，得到成核的種子乳液，繼續反應30min，待乳液 變藍且反應器內無明顯回流后，開始滴加余下步驟（1)所得核預乳液，2h內滴完，升溫保溫 lh，然后滴加步驟（2)所得部分殼乳液，然后，在余下步驟（2)所得殼乳液中加入γ -甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，將所得混合物滴加到反應器內，于2h內滴完，升溫至86°C 保溫lh，最后冷卻至50°C，用三乙胺中和反應液pH為7~8,過濾除雜，出料，得到乳白略帶 藍光的乳液，即防銹乳液。較佳地，所述反應器為裝有溫度計、攪拌器、冷凝管的四口燒瓶。
[0019] 優選地，在本發明上述橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法中，在所述防銹 乳液的制備中：在所述步驟（1)中，去離子水、乳化劑、引發劑、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基 丙烯酸縮水甘油酯的質量比為（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(75-85) :(30-38): (4. 0-5. 0);在所述步驟（2)中，去離子水、乳化劑、引發劑、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷 酸酯、衣康酸單丁酯的質量比為（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(15-25) :(20-30): (4. 0-5.0) :(1.0-2.0);在所述步驟（3)中，去離子水、乳化劑、引發劑、緩沖劑、γ-甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙胺的質量比為（80-100) :(0.1-0. 2) :(0.07-0. 09): (0. 1-0. 3) : (0. 5-1. 5) : (3. 0-3. 2);在所述步驟（3)中，前后加入步驟（1)所得核預乳液的 體積比為8 :92 ;前后加入步驟⑵所得殼乳液的體積比為1 :1。
[0020] 優選地，在本發明上述橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法中，在所述防銹 乳液的制備中：所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸銨（DNS-458)、烯丙氧基脂肪醇氧 乙烯醚硫酸銨（SR-10)、丙烯酸磷酸酯（PAM-200)、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯（10)醚硫 酸銨（DNS-86)中的一種或兩種以上的組合；所述引發劑為過硫酸鈉、過硫酸銨和過硫酸鉀 中的一種；所述緩沖劑為碳酸氫鈉。
[0021] 應用橋梁混凝土結構防護修復材料時，將本發明橋梁混凝土結構防護修復材料 作為涂料用于橋梁鋼筋混凝土結構破損銹蝕露筋的修復及保護，涂層的厚度優選為40~ 50 μ m，具體涂覆方法能夠為刷涂、噴涂、浸涂等方法，其中，噴涂一般2-3次即可，刷涂一般 2次即可，浸涂1-2次即可，具體次數以保證優選的涂層厚度為佳，以保障成膜起到修復和 保護作用，防止銹蝕。
[0022] 本發明橋梁混凝土結構防護修復材料將上述各原料進行有機的融合，依據 GB10834-1989、GB1720-1979、GB/T6739-2006等進行檢測，具有優越的耐候性、耐老化性、耐 腐蝕性和粘接性，在橋梁鋼筋混凝土結構破損銹蝕露筋修復中涂覆應用本發明橋梁混凝土 結構防護修復材料，能夠滿足橋梁鋼筋混凝土結構破損銹蝕露筋修復相關設計指標，對鋼 筋有良好的附著力和防銹性能，能夠對銹蝕鋼筋起到良好的修復作用，增強混凝土結構的 穩定性和耐久性，有效阻止外部腐蝕性介質與鋼筋的接觸，從而使混凝土鋼筋得到有效保 護，進而延長相關橋梁的使用壽命，而且，成本低，對環境污染小，適于在混凝土結構防護修 復相關領域推廣應用。
【具體實施方式】
[0023] 下面以具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。
[0024] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0025] 下述實施例中所用的材料、試劑等均可從商業途徑得到，其中，丙烯酸丁酯（BA)、 苯乙烯（St)、衣康酸單丁酯（MBI)、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA)和γ -甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷（ΚΗ-570)均為分析純，購買自天津科密歐化學試劑有限公司；丙烯酸磷酸 酯（ΕΜ-39)為分析純，購買自長興化學材料有限公；DNS-458和SR-10均為化學純，購買自 廣東雙鍵貿易有限公司；過硫酸鈉、碳酸氫鈉、三乙胺均為化學純，購買自上海凌風化學試 劑有限公司；去離子水（自制）；上述試劑也可從其他商業途徑得到。
[0026] 在進行本發明橋梁混凝土結構防護修復材料時，預制防銹乳液，所述防銹乳液的 原料組成包括：去離子水、乳化劑、引發劑、緩沖劑、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水 甘油酯、丙烯酸磷酸酯、衣康酸單丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙胺； 其中，所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸銨（DNS-458)、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚 硫酸銨（SR-10)、丙烯酸磷酸酯（ΡΑΜ-200)、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸銨 (DNS-86)中的一種或兩種以上的組合；所述引發劑為過硫酸鈉、過硫酸銨和過硫酸鉀中的 一種；所述緩沖劑為碳酸氫鈉。優選地，上述防銹乳液原料組成及重量配比如下：水150~ 170份，γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 5~1. 5份，丙烯酸丁酯53~55份，苯乙 烯82~90份，丙烯酸磷酸酯4~5份，甲基丙烯酸縮水甘油酯4~5份，衣康酸單丁酯1~ 2份，烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸銨（SR-10) 0. 6~0. 8份，壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸銨 (DNS-458) 0. 05~0. 15份，過硫酸鈉0. 5~0. 7份，碳酸氫鈉0. 1~0. 3份，三乙胺3. 0~ 3. 2 份。
[0027] 具體地，在上述橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法中，原料防銹乳液制備 方法如下：
[0028] (1)在反應器中將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時 緩慢滴加由苯乙烯（St)、丙烯酸丁酯（ΒΑ)和甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA)構成的混合單 體，預乳化15min，制得核預乳液備用；
[0029] (2)將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時緩慢滴加由 丙烯酸丁酯（BA)、苯乙烯（St)、丙烯酸磷酸酯（EM-39)和衣康酸單丁酯（MBI)構成的混合 單體，制得殼乳液備用；
[0030] (3)在反應器中加入去離子水、乳化劑、引發劑及緩沖劑，升溫至80°C時，加入步 驟⑴所得部分核預乳液，控制溫度在82°C，得到成核的種子乳液，繼續反應30min，待乳液 變藍且反應器內無明顯回流后，開始滴加余下步驟（1)所得核預乳液，2h內滴完，升溫保溫 lh，然后滴加步驟（2)所得部分殼乳液，然后，在余下步驟（2)所得殼乳液中加入γ -甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，將所得混合物滴加到反應器內，于2h內滴完，升溫至86°C 保溫lh，最后冷卻至50°C，用三乙胺中和反應液pH為7~8,過濾除雜，出料，得到乳白略帶 藍光的乳液，即防銹乳液。
[0031] 優選地，在上述防銹乳液的制備中：
[0032] 在所述步驟（1)中，去離子水、乳化劑、引發劑、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯 酸縮水甘油酯的質量比為（80-100) : (0· 10-0. 20) : (0· 07-0. 09) : (75-85) : (30-38): (4. 0-5. 0)；
[0033] 在所述步驟（2)中，去離子水、乳化劑、引發劑、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷酸 酯、衣康酸單丁酯的質量比為（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(15-25) :(20-30): (4. 0-5. 0) ： (1. 0-2. 0)；
[0034] 在所述步驟（3)中，去離子水、乳化劑、引發劑、緩沖劑、γ-甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷、三乙胺的質量比為（80-100) : (0. 1-0. 2) : (0. 07-0. 09) : (0. 1-0. 3): (0. 5-1. 5) ： (3. 0-3. 2)；
[0035] 在所述步驟（3)中，前后加入步驟（1)所得核預乳液的體積比為8 :92 ;前后加入 步驟⑵所得殼乳液的體積比為1 :1。
[0036] 防銹乳液制備實施例1
[0037] -種防銹乳液，按表1所示各原料及重量配比稱取各原料后，進行如下制備步驟：
[0038] (1)在反應器中將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時 緩慢滴加由苯乙烯（St)、丙烯酸丁酯（BA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA)構成的混合單 體，預乳化15min，制得核預乳液備用；
[0039] (2)將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時緩慢滴加由 丙烯酸丁酯（BA)、苯乙烯（St)、丙烯酸磷酸酯（EM-39)和衣康酸單丁酯（MBI)構成的混合 單體，制得殼乳液備用；
[0040] (3)在裝有溫度計、攪拌器、冷凝管的四口燒瓶中加入去離子水、乳化劑、引發劑及 緩沖劑，升溫至80°C時，加入步驟（1)所得核預乳液的8%，控制溫度在82°C，得到成核的 種子乳液，繼續反應30min，待乳液變藍且反應器內無明顯回流后，開始滴加余下全部步驟 (1)所得核預乳液，2h內滴完，升溫保溫lh，然后滴加步驟（2)所得殼乳液的1/2,然后，在 余下步驟（2)所得殼乳液中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，將所得混合物滴 加到反應器內，于2h內滴完，升溫至86°C保溫lh，最后冷卻至50°C，用三乙胺中和反應液 pH為7~8,過濾除雜，出料，得到乳白略帶藍光的乳液，即防銹乳液。
[0041] 在上述實施例中，步驟（1)和步驟（2)所用乳化劑均為復合乳化劑，所述復合 乳化劑均由烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸銨（SR-10)和壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸銨 (DNS-458)構成，其中，SR-10 與 DNS-458 的質量配比為（0· 6 ~0· 8) : (0· 05 ~0· 15)。
[0042] 防銹乳液制備實施例2
[0043] -種防銹乳液，其各原料組分及重量配比如表1所示，其基本的制備方法同實施 例1〇
[0044] 防銹乳液制備實施例3
[0045] -種防銹乳液，其各原料組分及重量配比如表1所示，其基本的制備方法同實施 例1〇
[0046] 防銹乳液制備實施例4
[0047] -種防銹乳液，其各原料組分及重量配比如表1所示，其基本的制備方法同實施 例1〇
[0048] 防銹乳液制備實施例5
[0049] -種防銹乳液，其各原料組分及重量配比如表1所示，其基本的制備方法同實施 例1〇
[0050] 在預制防銹乳液后，進行本發明橋梁混凝土結構防護修復材料的制備，原料組分 包括防銹乳液、防銹顏料、防銹劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑、pH調節劑和水。
[0051] 優選地，所述的防護修復材料的原料組分重量配比如下：防銹乳液40~50份、防 銹顏料30~35份、防銹劑0. 1~0. 5份、分散劑1. 0~1. 5份、消泡劑0. 1~0. 5份、成膜 助劑1. 0~2. 0份、pH調節劑0· 5~1. 0份、水15. 5~20份。
[0052] 較佳地，在本發明橋梁混凝土結構防護修復材料中，所述防銹顏料為氧化鐵紅、鋁 粉、玻璃鱗片和云母氧化鐵中的一種或兩種以上的組合；所述防銹劑為亞硫酸鈉、鉬酸鈉、 NEUF316有機硼酰胺類防銹劑和raybo 60腐蝕抑制劑中的一種或兩種以上的組合；所述分 散劑為焦磷酸鈉、多偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、檸檬酸鉀、草酸鈉、單寧酸和硅酸鈉中的一種或 兩種以上的組合；所述消泡劑為乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊 四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅 氧烷中的一種或兩種以上的組合；所述成膜助劑為十二醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙 二醇甲醚醋酸酯中的一種或兩種以上的組合；所述pH調節劑為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉 和碳酸氫鉀中的一種或兩種以上的組合；所述原料水為去離子水。
[0053] 具體地，本發明橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法包括如下步驟：
[0054] (1)將原料防銹乳液、成膜助劑、防銹劑、消泡劑和pH調節劑混合后，在高速分散 機中攪拌均勻，得混合體系；
[0055] (2)在高速分散機中加入水、消泡劑、分散劑和防銹顏料混合均勻制得色漿，然后， 向所得色漿中加入步驟（1)所得混合體系，于高速分散機中混合攪拌均勻，將所得混合料 過濾，除去濾渣，出料，即制得防護修復材料。
[0056] 優選地，高速分散機的轉速為2000r/min以上，較佳地，高速分散機的轉速為 2000r/min，高速攪拌，使各料混合均勻；優選地，步驟（2)最后所得混合料過200目篩除渣， 以保證防護修復材料性能的均勻一致性。
[0057] 依據如下方法對本發明橋梁混凝土結構防護修復材料進行性能檢測：
[0058] 附著力：防護修復材料涂膜的附著力按GB 1720-1979標準，用GFD型漆膜附著力 試驗儀測試；
[0059] 硬度：將制得的防護修復材料涂在處理過的馬口鐵片上，在60°C的恒溫干燥箱中 干燥后，參照GB/T6739-1996,用QHQ型涂膜鉛筆劃痕硬度儀測試；
[0060] 吸水率：按GB 1738-1979標準測定，用吸水率來表征防護修復材料涂膜的耐水 性；
[0061] 耐鹽水性：參考GB 10834-1989,將制得的乳液涂覆在處理過的馬口鐵片上，厚度 為40~50 μ m，放人60°C烘箱，72h后取出，用松香與石蠟以質量比1 :1比例封邊后，放入 3%的NaCl溶液中浸泡，定期觀察乳膠膜表面狀況及馬口鐵片表面是否有銹點；
[0062] 發明人應用上述實施例1-5所預制的防銹乳液分別進行了本發明橋梁混凝土結 構防護修復材料的制備及性能檢測，檢測結果均表明，本發明橋梁混凝土結構防護修復材 料性能優越。現以應用上述實施例3所制備的防銹乳液進行橋梁混凝土結構防護修復材料 的制備及性能檢測為例對本發明作進一步的說明。
[0063] 實施例1
[0064] -種橋梁混凝土結構防護修復材料，按表2所示各原料及重量配比稱取各原料 后，進行如下制備步驟：
[0065] (1)將原料防銹乳液、成膜助劑、防銹劑、消泡劑和pH調節劑混合后，在高速分散 機中攪拌均勻，高速分散機的轉速為2000r/min，得混合體系；
[0066] (2)在轉速為2000r/min的高速分散機中加入去離子水、消泡劑、分散劑和防銹顏 料混合均勻制得色漿，然后，在200r/min的轉速下向高速分散機的色漿中加入步驟（1)所 得混合體系，于高速分散機中混合攪拌均勻，將所得混合料過200目篩，除去濾渣，出料，即 制得防護修復材料。
[0067] 依據如下方法對上述橋梁混凝土結構防護修復材料進行性能檢測：
[0068] 附著力：防護修復材料涂膜的附著力按GB 1720-1979標準，用GFD型漆膜附著力 試驗儀測試；
[0069] 硬度：將制得的防護修復材料涂在處理過的馬口鐵片上，在60°C的恒溫干燥箱中 干燥后，參照GB/T6739-1996,用QHQ型涂膜鉛筆劃痕硬度儀測試；
[0070] 吸水率：按GB 1738-1979標準測定，用吸水率來表征防護修復材料涂膜的耐水 性；
[0071] 耐鹽水性：參考GB 10834-1989,將制得的乳液涂覆在處理過的馬口鐵片上，厚度 為40~50 μ m，放人60°C烘箱，72h后取出，用松香與石蠟以質量比1 :1比例封邊后，放入 3%的NaCl溶液中浸泡，在360小時后觀察乳膠膜表面狀況及馬口鐵片表面未有銹點；
[0072] 具體檢測結果見表3。
[0073] 實施例2
[0074] -種橋梁混凝土結構防護修復材料，其各原料組分及重量配比如表2所示，制備 及檢測方法同實施例1，其中，耐鹽水性檢測于400h后觀察乳膠膜表面狀況及馬口鐵片表 面是否有銹點；具體檢測結果見表3。
[0075] 實施例3
[0076] -種橋梁混凝土結構防護修復材料，其各原料組分及重量配比如表2所示，制備 及檢測方法同實施例1，其中，耐鹽水性檢測于360h后觀察乳膠膜表面狀況及馬口鐵片表 面未有銹點；具體檢測結果見表3。
[0077] 實施例4
[0078] -種橋梁混凝土結構防護修復材料，其各原料組分及重量配比如表2所示，制備 及檢測方法同實施例1，其中，耐鹽水性檢測于360h后觀察乳膠膜表面狀況及馬口鐵片表 面未有銹點；具體檢測結果見表3。
[0079] 實施例5
[0080] -種橋梁混凝土結構防護修復材料，其各原料組分及重量配比如表2所示，制備 及檢測方法同實施例1，其中，耐鹽水性檢測于400h后觀察乳膠膜表面狀況及馬口鐵片表 面未有銹點；具體檢測結果見表3。
[0081] 為充分證明本發明橋梁混凝土結構防護修復材料的防銹保護效果，還選取了現有 常用的苯丙乳液（通過市場采購）有關的防銹涂料（通過市場采購）采取上述同樣的檢測 方法進行性能檢測，結果表明，現有與混凝土結構防銹修復有關的涂料在重要的耐鹽水性 方面最好的表現是在96h時即起泡，至360h已銹蝕嚴重。對比說明，本發明橋梁混凝土結 構防護修復材料在混凝土結構鋼筋表面的干濕附著力強，材料涂膜的致密性高，有效減少 了乳膠膜中乳化劑的迀移，耐水性顯著增強，耐鹽水性至少達360小時以上，防銹保護性能 顯著提高，這是現有的應用于混凝土結構的防銹防護材料遠遠無法達到的。此外，本發明橋 梁混凝土結構防護修復材料的制備方法簡便，整個過程操作簡單，經濟成本低，適于工業大 規模生產推廣應用。
[0082] 本發明不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而 易見的改進或變更，都不會超出本發明的構思和所附權利要求的保護范圍。
[0083] 表 1
[0084]
【主權項】
1. 一種橋梁混凝土結構防護修復材料，其特征在于，所述防護修復材料的原料組分包 括防銹乳液、防銹顏料、防銹劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑、pH調節劑和水。2. 根據權利要求1所述的橋梁混凝土結構防護修復材料，其特征在于，所述的防護修 復材料的原料組分重量配比如下：防銹乳液40~50份、防銹顏料30~35份、防銹劑0. 1~ 〇. 5份、分散劑1. 0~1. 5份、消泡劑0. 1~0. 5份、成膜助劑1. 0~2. 0份、pH調節劑0. 5~ 1.0份、水15. 5~20份。3. 根據權利要求1或2所述的橋梁混凝土結構防護修復材料，其特征在于，所述防銹乳 液的原料組成包括：去離子水、乳化劑、引發劑、緩沖劑、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮 水甘油酯、丙烯酸磷酸酯、衣康酸單丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙胺。4. 根據權利要求1或2所述的橋梁混凝土結構防護修復材料，其特征在于，所述防銹顏 料為氧化鐵紅、鋁粉、玻璃鱗片和云母氧化鐵中的一種或兩種以上的組合。5. 根據權利要求1或2所述的橋梁混凝土結構防護修復材料，其特征在于，所述防銹劑 為亞硫酸鈉、鉬酸鈉、NEUF316有機硼酰胺類防銹劑和raybo 60腐蝕抑制劑中的一種或兩 種以上的組合。6. 根據權利要求1或2所述的橋梁混凝土結構防護修復材料，其特征在于，所述分散劑 為焦磷酸鈉、多偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、檸檬酸鉀、草酸鈉、單寧酸和硅酸鈉中的一種或兩種 以上的組合； 所述消泡劑為乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧 乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的一 種或兩種以上的組合； 所述成膜助劑為十二醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或 兩種以上的組合； 所述pH調節劑為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的一種或兩種以上的組合； 所述原料水為去離子水。7. -種如權利要求1所述的橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法，包括如下步 驟： (1) 將原料防銹乳液、成膜助劑、防銹劑、消泡劑和pH調節劑混合后，在高速分散機中 攪拌均勻，得混合體系； (2) 在高速分散機中加入水、消泡劑、分散劑和防銹顏料混合均勻制得色漿，然后，向所 得色漿中加入步驟（1)所得混合體系，于高速分散機中混合攪拌均勻，將所得混合料過濾， 除去濾渣，出料，即制得防護修復材料。8. 根據權利要求7所述的橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法，其特征在于，所 述防銹乳液通過如下方法制備： (1) 在反應器中將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時緩慢 滴加由苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯構成的混合單體，預乳化15min，制得 核預乳液備用； (2) 將去離子水、乳化劑和引發劑混合后攪拌至溶解，并在攪拌的同時緩慢滴加由丙烯 酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷酸酯和衣康酸單丁酯構成的混合單體，制得殼乳液備用； (3) 在反應器中在裝有溫度計、攪拌器、冷凝管的四口燒瓶中加入去離子水、乳化劑、弓丨 發劑及緩沖劑，升溫至80°C時，加入步驟（1)所得部分核預乳液，控制溫度在82°C，得到成 核的種子乳液，繼續反應30min，待乳液變藍且反應器內無明顯回流后，開始滴加余下步驟 (1) 所得核預乳液，2h內滴完，升溫保溫lh，然后滴加步驟（2)所得部分殼乳液，然后，在余 下步驟（2)所得殼乳液中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，將所得混合物滴加 到反應器內，于2h內滴完，升溫至86°C保溫lh，最后冷卻至50°C，用三乙胺中和反應液pH 為7~8,過濾除雜，出料，得到乳白略帶藍光的乳液，即防銹乳液。9. 根據權利要求8所述的橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法，其特征在于，在 所述防銹乳液的制備中： 在所述步驟（1)中，去離子水、乳化劑、引發劑、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水 甘油酯的質量比為（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(75-85) :(30-38) :(4.0-5.0); 在所述步驟（2)中，去離子水、乳化劑、引發劑、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷酸酯、 衣康酸單丁 酯的質量比為（80-100) : (0· 10-0. 20) : (0· 07-0. 09) : (15-25) : (20-30): (4. 0-5. 0) ： (1. 0-2. 0)； 在所述步驟（3)中，去離子水、乳化劑、引發劑、緩沖劑、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲 氧基硅烷、三乙胺的質量比為（80-100) : (0· 1-0. 2) : (0· 07-0. 09) : (0· 1-0. 3) : (0· 5-1. 5): (3. 0-3. 2)； 在所述步驟（3)中，前后加入步驟（1)所得核預乳液的體積比為8 :92 ;前后加入步驟 (2) 所得殼乳液的體積比為1 :1。10. 根據權利要求8或9所述的橋梁混凝土結構防護修復材料的制備方法，其特征在 于，在所述防銹乳液的制備中：所述乳化劑為壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸銨、烯丙氧基脂肪 醇氧乙烯醚硫酸銨、丙烯酸磷酸酯、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸銨中的一種 或兩種以上的組合；所述引發劑為過硫酸鈉、過硫酸銨和過硫酸鉀中的一種；所述緩沖劑 為碳酸氫鈉。
【文檔編號】C09D5/10GK105985686SQ201510275867
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年5月26日
【發明人】余朝陽, 涂偉萍
【申請人】廣州市承信公路工程檢驗有限公司