[发明专利]糖胺类有机钢筋阻锈剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种糖胺类有机钢筋阻锈剂，由含有半缩醛羟基的糖与胺经缩合得到，所述的糖包括羟基保护或未保护的单糖或双糖，来源广泛，绿色环保；所述的胺为，其中R¹和R²独立地选自含有1‑15个碳的直链、支链、环状烷基、芳烷基、芳基、链烯基、醚烷基、氨基烷基、烷基醇、烷基胺、烷基羧酸或氢原子，R¹和R²可以成环，R¹和R²不能同时为氢原子。本发明合成工艺简单，制备的阻锈剂具有高效阻锈、绿色环保的特点,具有显著的应用价值和广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种糖胺类有机钢筋阻锈剂及其制备方法，属于建筑材料领域。

技术背景

钢筋混凝土是目前应用最为广泛的建筑材料，混凝土长寿命、高耐久问题仍是未能攻克的一大难题，在影响混凝土耐久性的诸多因素中，钢筋锈蚀被认为是首要原因。正常情况下，水泥水化形成的强碱性环境使埋入其中的钢筋表面形成一层致密钝化膜，不会有锈蚀现象发生。但随着混凝土结构使用时间的增加，内部碱性变低，同时在有害离子如氯离子的渗入和水、氧气的共同作用下，钝化膜逐渐破坏，发生腐蚀。由于生成的铁锈体积膨胀，从而造成了常见的顺筋开裂，加剧了钢筋混凝土结构的腐蚀破坏。

减缓或阻止钢筋锈蚀的方法有很多，其中，使用钢筋阻锈剂是一种施工方便且经济、有效的方法。

我国拥有数万公里漫长的海岸线和近亿公顷的盐碱地，此外，北方地区冬季大量使用除冰盐，这些地区的钢筋混凝土结构如果不加保护，很快就会发生腐蚀，因此，钢筋阻锈剂的研究和应用有着非常广阔的前景。

早期研究的阻锈剂主要有苯甲酸钠，各种亚硝酸盐和铬酸盐等，其中的亚硝酸盐在工程上有较长的应用史，也具有优异的阻锈性能，但当其用量不够时反而会加速局部腐蚀，同时亚硝酸盐是强致癌物，按环保标准的要求，在欧洲大部分国家已经明确禁止此类阻锈剂的使用。

随着早期阻锈剂在环保方面的缺陷日益突出，20世纪80年代以来有机阻锈剂得到了很大发展，这类阻锈剂可在钢筋表面形成保护膜分子层，阻止钢筋锈蚀。具有代表性的如瑞士Sika公司的以醇胺为主的Ferrogard 903和美国Cortec公司的以氨基羧酸盐为主的MCI2020等，这类阻锈剂可在混凝土孔隙中通过气相和液相渗透到钢筋表面，置换氯离子并修复保护膜，从而起到抑制锈蚀的作用。不过有研究表明，二甲基乙醇胺并不能提高临界氯离子浓度，即不能延缓锈蚀的发生(Materials and Corrosion,2010,61,802-809.)，醇胺类阻锈剂使用在已发生锈蚀的钢筋上也被证明是无效的(Cement and ConcreteResearch,2007,37,972-977.)，胺类化合物的阻锈效果也并不理想(Corrosion Science,2009,51,2959-2968.)。另外，这类阻锈剂往往用量较大，成本较高，也很少单独使用，往往与其他组分复配。如专利CN101007717A描述了由醇胺、酸的水溶液组成的钢筋阻锈剂，这样可能导致混凝土碱度下降，从而引起钝化膜的加速溶解。CN103241980A描述的一种醇胺类阻锈剂中加入了价格较高的苯并三氮唑，应用成本高。另一方面，这类有机阻锈剂易挥发，稳定性较差，在混凝土中的长期阻锈效果得不到保证，根据《中国海洋环境质量公报》海洋资源可持续循环利用的要求，仍存在防腐性能指标和零污染物排海量无法统筹兼顾的问题，无毒环保由此成为了阻锈剂在今后发展中不可回避的重大问题。