[发明专利]水工抗气蚀材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水工抗气蚀材料，本发明还涉及这种水工抗气蚀材料的制备方法。

背景技术

水工泄水建筑物的冲刷磨损和空蚀破坏，一直是水利水电建设中长期关注、有待妥善解决的重要问题。为了防止水工泄水建筑物因气蚀破坏而影响大坝使用寿命，必须对工程进行正确的设计，保障优秀的施工质量，还需对水工泄水建筑物进行专门的保护（在特殊部位贴以专门保护层）以及精心的检查维护（发现表面出现问题及时维修加固）。我国目前一共建有8万多座水坝，是世界上水坝最多的国家，大型水坝占全球总数的45％。此外国务院批准的雅砻江兴建锦屏巨型水电站，金沙江的溪洛渡、向家坝工程，澜沧江的小湾工程，大渡河的瀑布沟工程，也都在紧张地建设中。这些水利水电工程中现在已经存在和将来必然存在水工泄水建筑物的气蚀破坏问题，随着时间的推移，其必然会影响到水利水电工程功能的正常、高效地发挥，这不仅会对国家的防洪安全、水利航运、电力能源产生极大地影响，更可能给国民经济带来不可估量的损失，因此解决水工泄水建筑物的气蚀破坏研究是当务之急。

经过大量的调查分析，上世纪70年代起国内外水利水电部门的设计、科研、施工、运管和建材单位就开始研究采用特种材料和工艺来提高水工泄水建筑物的抗冲磨、抗空蚀能力，以避免或减少其危害程度。由于高分子材料性能优越、易施工、便于二次修复，因此作为水工泄水建筑物的抗气蚀破坏保护材料的首选。由于水工泄水建筑物长时间不断地受到气蚀的破坏，所以保护材料应具有优异的力学性能和超强的耐候性与耐老化性，因此材料的研发相对困难。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种具有优异的力学性能和超强的耐候性与耐老化性的水工抗气蚀材料，从而能够长时间保护水工泄水建筑物免遭气蚀破坏。

本发明的第二目的在于提供这种水工抗气蚀材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，水工抗气蚀材料，它由A组分和B组分组成，其特征在于所述的A组分至少包括聚天冬氨酸酯，所述的B组分包括固化剂，所述原料组分聚天冬氨酸酯的重量份含量为100份，固化剂的重量份含量为30-180份。

在上述技术方案中，所述的A组分还包括无机纳米材料，有机硅偶联剂，活性稀释剂；所述无机纳米材料的重量份含量为1～80份，所述有机硅偶联剂的重量份含量为1～15份，所述活性稀释剂的重量份含量为1～100份。

在上述技术方案中，所述的聚天冬氨酸酯的合成方法包括如下步骤：①将二官能团伯胺加入到四口烧瓶中，搅拌，通入氮气；②缓慢滴加马来酸酯，并保持温度在35℃；③滴加完毕，升温至90～100℃，反应12h得到聚天冬氨酸酯。

在上述技术方案中，所述的二官能团伯胺为如下二官能团伯胺中的一种或几种：①低分子量的二官能团伯胺：己二胺、异佛尔酮二胺、二环己基甲烷二胺或3, 3’－二甲基4，4’－二环己基甲烷二胺；② 二官能团聚醚胺：聚丙二醇二胺或聚乙二醇二胺；③二官能团杂环二胺：4，7-二氧杂癸烷-1，10-二胺、4，9-二氧杂十二烷-1，12-二胺或4，7，10-三氧杂三癸烷-1，13-二胺；所述的马来酸酯为马来酸二乙酯、马来酸二甲酯、马来酸二丙酯、马来酸二丁酯、马来酸甲基丙基酯。

在上述技术方案中，所述的无机纳米材料包括纳米TiO₂、纳米SiO₂、纳米ZnO、纳米CaCO₃、纳米Fe₃O₄中的一种或几种。

在上述技术方案中，所述的固化剂为多种具有不同结构的固化剂，所述的固化剂为甲苯二异氰酸酯、异氰酸正丁酯、聚异氰酸酯、多异氰酸酯、对氯苯基异氰酸酯、氯磺酰异氰酸酯、对甲苯磺酰异氰酸酯、甲基异氰酸酯、异丙基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的二种或二种以上在室温下的均匀混合物。

在上述技术方案中，所述的有机硅偶联剂为KH550、KH570、KH151、KH171、KH792中的一种或几种；所述的活性稀释剂为乙醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种或几种。