桥梁混凝土结构防护修复材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及混凝土结构的防护技术领域，尤其涉及一种桥梁混凝土结构防护修复材料及其制备方法，防护修复材料的原料组分包括防锈乳液、防锈颜料、防锈剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH调节剂和水。将本发明桥梁混凝土结构防护修复材料在桥梁钢筋混凝土结构破损锈蚀露筋修复中涂覆应用，能够满足桥梁钢筋混凝土结构破损锈蚀露筋修复相关设计指标，对钢筋有良好的附着力和防锈性能，能够对锈蚀钢筋起到良好的修复作用，增强混凝土结构的稳定性和耐久性，有效阻止外部腐蚀性介质与钢筋的接触，从而使混凝土钢筋得到有效保护，进而延长相关桥梁的使用寿命，而且，成本低，对环境污染小，适于在混凝土结构防护修复相关领域推广应用。
【专利说明】
桥梁混凝土结构防护修复材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及混凝土结构的防护技术领域，尤其涉及一种桥梁混凝土结构防护修复 材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 混凝土是建筑工程中普遍使用的一种可渗透的孔隙网络结构材料，可渗透性及其 多孔隙网络的分布是其得到普遍应用的优点所在，但由于钢筋混凝土结构长期暴露在复杂 的大气环境中，钢筋混凝土结构长期暴露在复杂的大气环境中，由于混凝土本身存在不致 密，抗裂性差等缺点，环境中的腐蚀介质极易渗透到混凝土内部，从而引起内部钢筋的锈 蚀，顺筋产生裂缝，影响混凝土结构的稳定性和耐久性，降低建筑结构的实用寿命。如何采 取经济有效的措施，修复和控制桥梁钢筋混凝土结构的腐蚀破坏，是世界各国普遍关心的 研究课题。钢筋混凝土结构在桥梁中也被广泛应用，目前，针对桥梁钢筋混凝土结构破损露 筋的修复，已经开发了多种桥梁钢筋混凝土结构防腐蚀系统，其中，用于已建桥梁钢筋混凝 土结构的防护措施以及锈蚀钢筋破损修复的方法主要有：1)采用高性能混凝土；2)钢筋的 除锈和保护；3)采用聚合物改性砂浆层；4)混凝土表面涂层；5)钢筋阻锈剂。
[0003] 现有技术中，发明专利ZL 201110245986. 5公开了一种钢纤维的防锈方法，包括 步骤：步骤一，对钢纤维喷氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠的混合水溶液，使得钢纤维表面均匀 覆盖氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠的混合水溶液；步骤二，将步骤一所得的钢纤维和氢氧化 钠混合均匀；步骤三，将步骤二所得钢纤维和氢氧化钙混合物在130~150°C温度下充分干 燥，即完成了钢纤维的防锈处理；该方法对于自身碱性就较高的混凝土用钢筋来说，锈蚀现 象不能得到有效避免。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种桥梁混凝土结构防护修复 材料及其制备方法，有效阻止外部腐蚀性介质与钢筋的接触，从而使混凝土钢筋得到有效 保护，而且，成本低，对环境污染小。
[0005] 本发明解决问题的技术方案是：一种桥梁混凝土结构防护修复材料，原料组分包 括防锈乳液、防锈颜料、防锈剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH调节剂和水。
[0006] 优选地，所述的防护修复材料的原料组分配比如下：防锈乳液40~50份、防锈颜 料30~35份、防锈剂0. 1~0. 5份、分散剂1. 0~1. 5份、消泡剂0. 1~0. 5份、成膜助剂 1. 0~2. 0份、pH调节剂0· 5~1. 0份、水15. 5~20份。
[0007] 较佳地，在本发明桥梁混凝土结构防护修复材料中，所述防锈乳液的原料组成包 括：去离子水、乳化剂、引发剂、缓冲剂、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯 酸磷酸酯、衣康酸单丁酯、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 剂为壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸铵（DNS-458)、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵（SR-10)、 丙烯酸磷酸酯（ΡΑΜ-200)、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸铵（DNS-86)中的一种 或两种以上的组合；所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种；所述缓冲剂 为碳酸氢钠。优选地，上述防锈乳液原料组成及重量配比如下：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，甲基丙烯酸缩水甘油酯4~5份，衣康酸单丁酯1~2份，烯丙氧基脂肪 醇氧乙烯醚硫酸铵（SR-10) 0. 6~0. 8份，壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸铵（DNS-458) 0. 05~ 0. 15份，过硫酸钠0. 5~0. 7份，碳酸氢钠0. 1~0. 3份，三乙胺3. 0~3. 2份。
[0008] 较佳地，在本发明桥梁混凝土结构防护修复材料中，所述防锈颜料为氧化铁红、铝 粉、玻璃鳞片和云母氧化铁中的一种或两种以上的组合。
[0009] 较佳地，在本发明桥梁混凝土结构防护修复材料中，所述防锈剂为亚硫酸钠、钼酸 钠、NEUF316有机硼酰胺类防锈剂和raybo 60腐蚀抑制剂中的一种或两种以上的组合。 [0010] 较佳地，在本发明桥梁混凝土结构防护修复材料中，所述分散剂为焦磷酸钠、多偏 磷酸钠、聚丙烯酸钠、柠檬酸钾、草酸钠、单宁酸和硅酸钠中的一种或两种以上的组合；所述 消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、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种或两种 以上的组合；所述成膜助剂为十二醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的 一种或两种以上的组合；所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种 或两种以上的组合；所述原料水为去离子水。
[0011] 本发明还提供了一种桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012] (1)将原料防锈乳液、成膜助剂、防锈剂、消泡剂和pH调节剂混合后，在高速分散 机中搅拌均匀，得混合体系；
[0013] (2)在高速分散机中加入水、消泡剂、分散剂和防锈颜料混合均匀制得色浆，然后， 向所得色浆中加入步骤（1)所得混合体系，于高速分散机中混合搅拌均匀，将所得混合料 过滤，除去滤渣，出料，即制得防护修复材料。
[0014] 优选地，在所述步骤（2)中，所得混合料过200目筛，以保证材料性能的一致性。
[0015] 优选地，在本发明上述桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法中，所述防锈乳 液通过如下方法制备：
[0016] (1)在反应器中将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时 缓慢滴加由苯乙烯（St)、丙烯酸丁酯（BA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA)构成的混合单 体，预乳化15min，制得核预乳液备用；
[0017] (2)将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时缓慢滴加由 丙烯酸丁酯（BA)、苯乙烯（St)、丙烯酸磷酸酯（EM-39)和衣康酸单丁酯（MBI)构成的混合 单体，制得壳乳液备用；
[0018] (3)在反应器中加入去离子水、乳化剂、引发剂及缓冲剂，升温至80°C时，加入步 骤⑴所得部分核预乳液，控制温度在82°C，得到成核的种子乳液，继续反应30min，待乳液 变蓝且反应器内无明显回流后，开始滴加余下步骤（1)所得核预乳液，2h内滴完，升温保温 lh，然后滴加步骤（2)所得部分壳乳液，然后，在余下步骤（2)所得壳乳液中加入γ -甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，将所得混合物滴加到反应器内，于2h内滴完，升温至86°C 保温lh，最后冷却至50°C，用三乙胺中和反应液pH为7~8,过滤除杂，出料，得到乳白略带 蓝光的乳液，即防锈乳液。较佳地，所述反应器为装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶。
[0019] 优选地，在本发明上述桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法中，在所述防锈 乳液的制备中：在所述步骤（1)中，去离子水、乳化剂、引发剂、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基 丙烯酸缩水甘油酯的质量比为（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(75-85) :(30-38): (4. 0-5. 0);在所述步骤（2)中，去离子水、乳化剂、引发剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷 酸酯、衣康酸单丁酯的质量比为（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(15-25) :(20-30): (4. 0-5.0) :(1.0-2.0);在所述步骤（3)中，去离子水、乳化剂、引发剂、缓冲剂、γ-甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙胺的质量比为（80-100) :(0.1-0. 2) :(0.07-0. 09): (0. 1-0. 3) : (0. 5-1. 5) : (3. 0-3. 2);在所述步骤（3)中，前后加入步骤（1)所得核预乳液的 体积比为8 :92 ;前后加入步骤⑵所得壳乳液的体积比为1 :1。
[0020] 优选地，在本发明上述桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法中，在所述防锈 乳液的制备中：所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸铵（DNS-458)、烯丙氧基脂肪醇氧 乙烯醚硫酸铵（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 酸铵（DNS-86)中的一种或两种以上的组合；所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾 中的一种；所述缓冲剂为碳酸氢钠。
[0021] 应用桥梁混凝土结构防护修复材料时，将本发明桥梁混凝土结构防护修复材料 作为涂料用于桥梁钢筋混凝土结构破损锈蚀露筋的修复及保护，涂层的厚度优选为40~ 50 μ m，具体涂覆方法能够为刷涂、喷涂、浸涂等方法，其中，喷涂一般2-3次即可，刷涂一般 2次即可，浸涂1-2次即可，具体次数以保证优选的涂层厚度为佳，以保障成膜起到修复和 保护作用，防止锈蚀。
[0022] 本发明桥梁混凝土结构防护修复材料将上述各原料进行有机的融合，依据 GB10834-1989、GB1720-1979、GB/T6739-2006等进行检测，具有优越的耐候性、耐老化性、耐 腐蚀性和粘接性，在桥梁钢筋混凝土结构破损锈蚀露筋修复中涂覆应用本发明桥梁混凝土 结构防护修复材料，能够满足桥梁钢筋混凝土结构破损锈蚀露筋修复相关设计指标，对钢 筋有良好的附着力和防锈性能，能够对锈蚀钢筋起到良好的修复作用，增强混凝土结构的 稳定性和耐久性，有效阻止外部腐蚀性介质与钢筋的接触，从而使混凝土钢筋得到有效保 护，进而延长相关桥梁的使用寿命，而且，成本低，对环境污染小，适于在混凝土结构防护修 复相关领域推广应用。
【具体实施方式】
[0023] 下面以具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0024] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0025] 下述实施例中所用的材料、试剂等均可从商业途径得到，其中，丙烯酸丁酯（BA)、 苯乙烯（St)、衣康酸单丁酯（MBI)、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA)和γ -甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷（ΚΗ-570)均为分析纯，购买自天津科密欧化学试剂有限公司；丙烯酸磷酸 酯（ΕΜ-39)为分析纯，购买自长兴化学材料有限公；DNS-458和SR-10均为化学纯，购买自 广东双键贸易有限公司；过硫酸钠、碳酸氢钠、三乙胺均为化学纯，购买自上海凌风化学试 剂有限公司；去离子水（自制）；上述试剂也可从其他商业途径得到。
[0026] 在进行本发明桥梁混凝土结构防护修复材料时，预制防锈乳液，所述防锈乳液的 原料组成包括：去离子水、乳化剂、引发剂、缓冲剂、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水 甘油酯、丙烯酸磷酸酯、衣康酸单丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙胺； 其中，所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸铵（DNS-458)、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚 硫酸铵（SR-10)、丙烯酸磷酸酯（ΡΑΜ-200)、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸铵 (DNS-86)中的一种或两种以上的组合；所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的 一种；所述缓冲剂为碳酸氢钠。优选地，上述防锈乳液原料组成及重量配比如下：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，甲基丙烯酸缩水甘油酯4~5份，衣康酸单丁酯1~ 2份，烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵（SR-10) 0. 6~0. 8份，壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸铵 (DNS-458) 0. 05~0. 15份，过硫酸钠0. 5~0. 7份，碳酸氢钠0. 1~0. 3份，三乙胺3. 0~ 3. 2 份。
[0027] 具体地，在上述桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法中，原料防锈乳液制备 方法如下：
[0028] (1)在反应器中将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时 缓慢滴加由苯乙烯（St)、丙烯酸丁酯（ΒΑ)和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA)构成的混合单 体，预乳化15min，制得核预乳液备用；
[0029] (2)将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时缓慢滴加由 丙烯酸丁酯（BA)、苯乙烯（St)、丙烯酸磷酸酯（EM-39)和衣康酸单丁酯（MBI)构成的混合 单体，制得壳乳液备用；
[0030] (3)在反应器中加入去离子水、乳化剂、引发剂及缓冲剂，升温至80°C时，加入步 骤⑴所得部分核预乳液，控制温度在82°C，得到成核的种子乳液，继续反应30min，待乳液 变蓝且反应器内无明显回流后，开始滴加余下步骤（1)所得核预乳液，2h内滴完，升温保温 lh，然后滴加步骤（2)所得部分壳乳液，然后，在余下步骤（2)所得壳乳液中加入γ -甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，将所得混合物滴加到反应器内，于2h内滴完，升温至86°C 保温lh，最后冷却至50°C，用三乙胺中和反应液pH为7~8,过滤除杂，出料，得到乳白略带 蓝光的乳液，即防锈乳液。
[0031] 优选地，在上述防锈乳液的制备中：
[0032] 在所述步骤（1)中，去离子水、乳化剂、引发剂、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯 酸缩水甘油酯的质量比为（80-100) : (0· 10-0. 20) : (0· 07-0. 09) : (75-85) : (30-38): (4. 0-5. 0)；
[0033] 在所述步骤（2)中，去离子水、乳化剂、引发剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷酸 酯、衣康酸单丁酯的质量比为（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(15-25) :(20-30): (4. 0-5. 0) ： (1. 0-2. 0)；
[0034] 在所述步骤（3)中，去离子水、乳化剂、引发剂、缓冲剂、γ-甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷、三乙胺的质量比为（80-100) : (0. 1-0. 2) : (0. 07-0. 09) : (0. 1-0. 3): (0. 5-1. 5) ： (3. 0-3. 2)；
[0035] 在所述步骤（3)中，前后加入步骤（1)所得核预乳液的体积比为8 :92 ;前后加入 步骤⑵所得壳乳液的体积比为1 :1。
[0036] 防锈乳液制备实施例1
[0037] -种防锈乳液，按表1所示各原料及重量配比称取各原料后，进行如下制备步骤：
[0038] (1)在反应器中将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时 缓慢滴加由苯乙烯（St)、丙烯酸丁酯（BA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA)构成的混合单 体，预乳化15min，制得核预乳液备用；
[0039] (2)将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时缓慢滴加由 丙烯酸丁酯（BA)、苯乙烯（St)、丙烯酸磷酸酯（EM-39)和衣康酸单丁酯（MBI)构成的混合 单体，制得壳乳液备用；
[0040] (3)在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、引发剂及 缓冲剂，升温至80°C时，加入步骤（1)所得核预乳液的8%，控制温度在82°C，得到成核的 种子乳液，继续反应30min，待乳液变蓝且反应器内无明显回流后，开始滴加余下全部步骤 (1)所得核预乳液，2h内滴完，升温保温lh，然后滴加步骤（2)所得壳乳液的1/2,然后，在 余下步骤（2)所得壳乳液中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，将所得混合物滴 加到反应器内，于2h内滴完，升温至86°C保温lh，最后冷却至50°C，用三乙胺中和反应液 pH为7~8,过滤除杂，出料，得到乳白略带蓝光的乳液，即防锈乳液。
[0041] 在上述实施例中，步骤（1)和步骤（2)所用乳化剂均为复合乳化剂，所述复合 乳化剂均由烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵（SR-10)和壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸铵 (DNS-458)构成，其中，SR-10 与 DNS-458 的质量配比为（0· 6 ~0· 8) : (0· 05 ~0· 15)。
[0042] 防锈乳液制备实施例2
[0043] -种防锈乳液，其各原料组分及重量配比如表1所示，其基本的制备方法同实施 例1〇
[0044] 防锈乳液制备实施例3
[0045] -种防锈乳液，其各原料组分及重量配比如表1所示，其基本的制备方法同实施 例1〇
[0046] 防锈乳液制备实施例4
[0047] -种防锈乳液，其各原料组分及重量配比如表1所示，其基本的制备方法同实施 例1〇
[0048] 防锈乳液制备实施例5
[0049] -种防锈乳液，其各原料组分及重量配比如表1所示，其基本的制备方法同实施 例1〇
[0050] 在预制防锈乳液后，进行本发明桥梁混凝土结构防护修复材料的制备，原料组分 包括防锈乳液、防锈颜料、防锈剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH调节剂和水。
[0051] 优选地，所述的防护修复材料的原料组分重量配比如下：防锈乳液40~50份、防 锈颜料30~35份、防锈剂0. 1~0. 5份、分散剂1. 0~1. 5份、消泡剂0. 1~0. 5份、成膜 助剂1. 0~2. 0份、pH调节剂0· 5~1. 0份、水15. 5~20份。
[0052] 较佳地，在本发明桥梁混凝土结构防护修复材料中，所述防锈颜料为氧化铁红、铝 粉、玻璃鳞片和云母氧化铁中的一种或两种以上的组合；所述防锈剂为亚硫酸钠、钼酸钠、 NEUF316有机硼酰胺类防锈剂和raybo 60腐蚀抑制剂中的一种或两种以上的组合；所述分 散剂为焦磷酸钠、多偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、柠檬酸钾、草酸钠、单宁酸和硅酸钠中的一种或 两种以上的组合；所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、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 氧烷中的一种或两种以上的组合；所述成膜助剂为十二醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙 二醇甲醚醋酸酯中的一种或两种以上的组合；所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠 和碳酸氢钾中的一种或两种以上的组合；所述原料水为去离子水。
[0053] 具体地，本发明桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法包括如下步骤：
[0054] (1)将原料防锈乳液、成膜助剂、防锈剂、消泡剂和pH调节剂混合后，在高速分散 机中搅拌均匀，得混合体系；
[0055] (2)在高速分散机中加入水、消泡剂、分散剂和防锈颜料混合均匀制得色浆，然后， 向所得色浆中加入步骤（1)所得混合体系，于高速分散机中混合搅拌均匀，将所得混合料 过滤，除去滤渣，出料，即制得防护修复材料。
[0056] 优选地，高速分散机的转速为2000r/min以上，较佳地，高速分散机的转速为 2000r/min，高速搅拌，使各料混合均匀；优选地，步骤（2)最后所得混合料过200目筛除渣， 以保证防护修复材料性能的均匀一致性。
[0057] 依据如下方法对本发明桥梁混凝土结构防护修复材料进行性能检测：
[0058] 附着力：防护修复材料涂膜的附着力按GB 1720-1979标准，用GFD型漆膜附着力 试验仪测试；
[0059] 硬度：将制得的防护修复材料涂在处理过的马口铁片上，在60°C的恒温干燥箱中 干燥后，参照GB/T6739-1996,用QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪测试；
[0060] 吸水率：按GB 1738-1979标准测定，用吸水率来表征防护修复材料涂膜的耐水 性；
[0061] 耐盐水性：参考GB 10834-1989,将制得的乳液涂覆在处理过的马口铁片上，厚度 为40~50 μ m，放人60°C烘箱，72h后取出，用松香与石蜡以质量比1 :1比例封边后，放入 3%的NaCl溶液中浸泡，定期观察乳胶膜表面状况及马口铁片表面是否有锈点；
[0062] 发明人应用上述实施例1-5所预制的防锈乳液分别进行了本发明桥梁混凝土结 构防护修复材料的制备及性能检测，检测结果均表明，本发明桥梁混凝土结构防护修复材 料性能优越。现以应用上述实施例3所制备的防锈乳液进行桥梁混凝土结构防护修复材料 的制备及性能检测为例对本发明作进一步的说明。
[0063] 实施例1
[0064] -种桥梁混凝土结构防护修复材料，按表2所示各原料及重量配比称取各原料 后，进行如下制备步骤：
[0065] (1)将原料防锈乳液、成膜助剂、防锈剂、消泡剂和pH调节剂混合后，在高速分散 机中搅拌均匀，高速分散机的转速为2000r/min，得混合体系；
[0066] (2)在转速为2000r/min的高速分散机中加入去离子水、消泡剂、分散剂和防锈颜 料混合均匀制得色浆，然后，在200r/min的转速下向高速分散机的色浆中加入步骤（1)所 得混合体系，于高速分散机中混合搅拌均匀，将所得混合料过200目筛，除去滤渣，出料，即 制得防护修复材料。
[0067] 依据如下方法对上述桥梁混凝土结构防护修复材料进行性能检测：
[0068] 附着力：防护修复材料涂膜的附着力按GB 1720-1979标准，用GFD型漆膜附着力 试验仪测试；
[0069] 硬度：将制得的防护修复材料涂在处理过的马口铁片上，在60°C的恒温干燥箱中 干燥后，参照GB/T6739-1996,用QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪测试；
[0070] 吸水率：按GB 1738-1979标准测定，用吸水率来表征防护修复材料涂膜的耐水 性；
[0071] 耐盐水性：参考GB 10834-1989,将制得的乳液涂覆在处理过的马口铁片上，厚度 为40~50 μ m，放人60°C烘箱，72h后取出，用松香与石蜡以质量比1 :1比例封边后，放入 3%的NaCl溶液中浸泡，在360小时后观察乳胶膜表面状况及马口铁片表面未有锈点；
[0072] 具体检测结果见表3。
[0073] 实施例2
[0074] -种桥梁混凝土结构防护修复材料，其各原料组分及重量配比如表2所示，制备 及检测方法同实施例1，其中，耐盐水性检测于400h后观察乳胶膜表面状况及马口铁片表 面是否有锈点；具体检测结果见表3。
[0075] 实施例3
[0076] -种桥梁混凝土结构防护修复材料，其各原料组分及重量配比如表2所示，制备 及检测方法同实施例1，其中，耐盐水性检测于360h后观察乳胶膜表面状况及马口铁片表 面未有锈点；具体检测结果见表3。
[0077] 实施例4
[0078] -种桥梁混凝土结构防护修复材料，其各原料组分及重量配比如表2所示，制备 及检测方法同实施例1，其中，耐盐水性检测于360h后观察乳胶膜表面状况及马口铁片表 面未有锈点；具体检测结果见表3。
[0079] 实施例5
[0080] -种桥梁混凝土结构防护修复材料，其各原料组分及重量配比如表2所示，制备 及检测方法同实施例1，其中，耐盐水性检测于400h后观察乳胶膜表面状况及马口铁片表 面未有锈点；具体检测结果见表3。
[0081] 为充分证明本发明桥梁混凝土结构防护修复材料的防锈保护效果，还选取了现有 常用的苯丙乳液（通过市场采购）有关的防锈涂料（通过市场采购）采取上述同样的检测 方法进行性能检测，结果表明，现有与混凝土结构防锈修复有关的涂料在重要的耐盐水性 方面最好的表现是在96h时即起泡，至360h已锈蚀严重。对比说明，本发明桥梁混凝土结 构防护修复材料在混凝土结构钢筋表面的干湿附着力强，材料涂膜的致密性高，有效减少 了乳胶膜中乳化剂的迀移，耐水性显著增强，耐盐水性至少达360小时以上，防锈保护性能 显著提高，这是现有的应用于混凝土结构的防锈防护材料远远无法达到的。此外，本发明桥 梁混凝土结构防护修复材料的制备方法简便，整个过程操作简单，经济成本低，适于工业大 规模生产推广应用。
[0082] 本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而 易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
[0083] 表 1
[0084]
【主权项】
1. 一种桥梁混凝土结构防护修复材料，其特征在于，所述防护修复材料的原料组分包 括防锈乳液、防锈颜料、防锈剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、pH调节剂和水。2. 根据权利要求1所述的桥梁混凝土结构防护修复材料，其特征在于，所述的防护修 复材料的原料组分重量配比如下：防锈乳液40~50份、防锈颜料30~35份、防锈剂0. 1~ 〇. 5份、分散剂1. 0~1. 5份、消泡剂0. 1~0. 5份、成膜助剂1. 0~2. 0份、pH调节剂0. 5~ 1.0份、水15. 5~20份。3. 根据权利要求1或2所述的桥梁混凝土结构防护修复材料，其特征在于，所述防锈乳 液的原料组成包括：去离子水、乳化剂、引发剂、缓冲剂、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩 水甘油酯、丙烯酸磷酸酯、衣康酸单丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙胺。4. 根据权利要求1或2所述的桥梁混凝土结构防护修复材料，其特征在于，所述防锈颜 料为氧化铁红、铝粉、玻璃鳞片和云母氧化铁中的一种或两种以上的组合。5. 根据权利要求1或2所述的桥梁混凝土结构防护修复材料，其特征在于，所述防锈剂 为亚硫酸钠、钼酸钠、NEUF316有机硼酰胺类防锈剂和raybo 60腐蚀抑制剂中的一种或两 种以上的组合。6. 根据权利要求1或2所述的桥梁混凝土结构防护修复材料，其特征在于，所述分散剂 为焦磷酸钠、多偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、柠檬酸钾、草酸钠、单宁酸和硅酸钠中的一种或两种 以上的组合； 所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、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 种或两种以上的组合； 所述成膜助剂为十二醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或 两种以上的组合； 所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或两种以上的组合； 所述原料水为去离子水。7. -种如权利要求1所述的桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法，包括如下步 骤： (1) 将原料防锈乳液、成膜助剂、防锈剂、消泡剂和pH调节剂混合后，在高速分散机中 搅拌均匀，得混合体系； (2) 在高速分散机中加入水、消泡剂、分散剂和防锈颜料混合均匀制得色浆，然后，向所 得色浆中加入步骤（1)所得混合体系，于高速分散机中混合搅拌均匀，将所得混合料过滤， 除去滤渣，出料，即制得防护修复材料。8. 根据权利要求7所述的桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法，其特征在于，所 述防锈乳液通过如下方法制备： (1) 在反应器中将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时缓慢 滴加由苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯构成的混合单体，预乳化15min，制得 核预乳液备用； (2) 将去离子水、乳化剂和引发剂混合后搅拌至溶解，并在搅拌的同时缓慢滴加由丙烯 酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷酸酯和衣康酸单丁酯构成的混合单体，制得壳乳液备用； (3) 在反应器中在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、弓丨 发剂及缓冲剂，升温至80°C时，加入步骤（1)所得部分核预乳液，控制温度在82°C，得到成 核的种子乳液，继续反应30min，待乳液变蓝且反应器内无明显回流后，开始滴加余下步骤 (1) 所得核预乳液，2h内滴完，升温保温lh，然后滴加步骤（2)所得部分壳乳液，然后，在余 下步骤（2)所得壳乳液中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，将所得混合物滴加 到反应器内，于2h内滴完，升温至86°C保温lh，最后冷却至50°C，用三乙胺中和反应液pH 为7~8,过滤除杂，出料，得到乳白略带蓝光的乳液，即防锈乳液。9. 根据权利要求8所述的桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法，其特征在于，在 所述防锈乳液的制备中： 在所述步骤（1)中，去离子水、乳化剂、引发剂、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水 甘油酯的质量比为（80-100) :(0.10-0.20) :(0.07-0.09) :(75-85) :(30-38) :(4.0-5.0); 在所述步骤（2)中，去离子水、乳化剂、引发剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸磷酸酯、 衣康酸单丁 酯的质量比为（80-100) : (0· 10-0. 20) : (0· 07-0. 09) : (15-25) : (20-30): (4. 0-5. 0) ： (1. 0-2. 0)； 在所述步骤（3)中，去离子水、乳化剂、引发剂、缓冲剂、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲 氧基硅烷、三乙胺的质量比为（80-100) : (0· 1-0. 2) : (0· 07-0. 09) : (0· 1-0. 3) : (0· 5-1. 5): (3. 0-3. 2)； 在所述步骤（3)中，前后加入步骤（1)所得核预乳液的体积比为8 :92 ;前后加入步骤 (2) 所得壳乳液的体积比为1 :1。10. 根据权利要求8或9所述的桥梁混凝土结构防护修复材料的制备方法，其特征在 于，在所述防锈乳液的制备中：所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯（4)醚硫酸铵、烯丙氧基脂肪 醇氧乙烯醚硫酸铵、丙烯酸磷酸酯、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯（10)醚硫酸铵中的一种 或两种以上的组合；所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种；所述缓冲剂 为碳酸氢钠。
【文档编号】C09D5/10GK105985686SQ201510275867
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年5月26日
【发明人】余朝阳, 涂伟萍
【申请人】广州市承信公路工程检验有限公司