[发明专利]一种海工混凝土的氧化石墨烯有机复合防护涂层及其施工方法

说明书

一种海工混凝土的氧化石墨烯有机复合防护涂层及其施工方法，属于防侵蚀高分子材料技术领域，本发明由涂覆在混凝土基体表面的三层结构复合而成，由内到外依次为：硅烷浸渍层、环氧中间层、氧化石墨烯有机复合面层，该防护复合涂层是在硅烷浸渍的基础上进行涂层涂装，充分整合利用硅烷浸渍、有机物和氧化石墨烯三种技术的优势，实现对海工混凝土的长久保护，保证混凝土工程使用寿命达到甚至超过设计要求。

技术领域

本发明属于防侵蚀高分子材料技术领域，具体涉及一种海工混凝土的氧化石墨烯有机复合防护涂层及其施工方法。

背景技术

混凝土作为海洋基础建设中用量最大的建筑材料，被广泛应用到水利工程、桥隧工程、钻井平台等相关领域，然而，对于海底隧道、跨海大桥、采油平台等长期暴露于海洋环境下的混凝土结构，由于海水长期侵蚀混凝土结构，致使氯离子渗透至钢筋表面，导致钢筋腐蚀破坏，降低其结构本省的服役年限。因此，需对海工混凝土采取保护措施，防止有害介质进入混凝土内部，以提高海工混凝土的耐久性。

针对上述情况，可以在海工混凝土表面涂覆保护层可以隔离有害物质，改善混凝土结构抗渗性能。表面硅烷浸渍作为一种有效的防护方法，利用自身的小分子结构，可穿透混凝土表层，渗透至混凝土内部数毫米深度，并相互缩合在基材表面毛细孔壁形成一层均匀致密且连续的网状斥水性硅氧烷憎水薄膜，能起到防水的功效和阻止外部有害物质的侵入。但硅烷浸渍处理过程中，因硅烷用量、涂装工艺、环境温度、表面湿度等因素的影响，使硅烷的渗透深度降低，且硅烷老化快，无法达到持续、理想的防护效果。

虽然有机涂料在混凝土表面均形成了密封膜，这些密封膜封闭了混凝土的毛细管道，当混凝土内部水汽的散出时会使得这种封闭膜破裂，使用寿命大大缩短。

近些年，氧化石墨烯由于其力学性能优良，同时具有超大比表面积和柔韧性而成为了国内外的研究热点，将氧化石墨烯加入到有机物质中，制备氧化石墨烯有机复合防护涂层结合了有机涂层的粘结性，柔顺性，加工性和氧化石墨烯的阻隔性，力学性能，耐热性，化学稳定性，是最为简洁、最具有应用背景的腐蚀防护涂层制备技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种海工混凝土的氧化石墨烯有机复合防护涂层及其施工方法，所述涂层为在混凝土基体上由内向外依次为硅烷浸渍层、环氧中间层、氧化石墨烯有机复合面层。是在硅烷浸渍的技术上进行氧化石墨烯有机复合涂装，充分发挥两种技术的优势，保证海工混凝土工程使用寿命达到设计使用年限。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案实现的：

一种海工混凝土的氧化石墨烯有机复合防护涂层，所述涂层为在混凝土基体上由内向外依次为硅烷浸渍层、环氧中间层、氧化石墨烯有机复合面层。

进一步地，所述硅烷浸渍层为异丁基三乙氧基硅烷。

进一步地，所述环氧中间层的厚度为200μm；所述氧化石墨烯有机复合面层的厚度为40μm。

进一步地，所述氧化石墨烯有机复合面层为氧化石墨烯与有机物质共混物，有机物采用氯丁胶乳、聚丙烯酸酯、硅丙乳液中的一种，通过溶液共混法进行混合。

进一步地，所述氧化石墨烯与有机物质共混物，每100g有机物质中添加0.5-2％的氧化石墨烯。

进一步地，所述氧化石墨烯有机复合面层的制备方法为氧化石墨烯采用改进Hummers法对石墨进行氧化，将石墨粉、NaNO₃粉末与浓硫酸、磷酸在冰浴搅拌均匀，加入KMnO₄持续搅拌；再将溶液在40℃水浴中持续搅拌，加入蒸馏水升温继续搅拌，冷却至室温加入H₂O₂，对产物进行离心洗涤、沉淀，得到的氧化石墨烯溶于蒸馏水制得氧化石墨烯水分散液；氧化石墨烯与有机物共混制备氧化石墨烯有机复合材料。

所述的一种海工混凝土的氧化石墨烯有机复合防护涂层的施工方法，，所述方法包括：