[发明专利]糖苷酮钢筋阻锈剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖苷酮钢筋阻锈剂及其制备方法，属有机钢筋阻锈剂技术领域。

背景技术

钢筋混凝土在基础设施建设中被广泛使用，但混凝土长寿命、高耐久仍是一个未能攻克的难题，影响混凝土耐久性的主要因素是钢筋锈蚀。钢筋锈蚀使建筑物的服役寿命大大缩短，造成了巨大的经济损失，同时也使得建筑工程存在安全隐患，严重威胁人民群众的生命财产安全。钢筋的锈蚀涉及一系列化学和电化学反应，混凝土的碳化及Cl^-的渗入是造成钢筋混凝土结构性能失效的重要原因。因此，对钢筋进行保护，实现钢筋混凝土结构的高性能和耐久性，成为了一个亟待解决的问题。

减缓或阻止钢筋锈蚀的方法有很多，包括：钢筋表面涂覆、阴极保护、电化学除氯以及使用阻锈剂等。其中，钢筋阻锈剂是一种施工方便且经济、有效的阻锈方法。早期的阻锈剂主要有苯甲酸钠，亚硝酸盐或铬酸盐等。其中，亚硝酸盐由于具有优异的阻锈性能，在工程上有较长的应用史。但是当其用量不够时，反而会引起严重的局部腐蚀。此外，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用此类阻锈剂。

为了减少阻锈剂对生态环境的不良影响，有机钢筋阻锈剂应运而生，这类阻锈剂可在钢筋表面形成保护膜分子层，减缓或阻止钢筋锈蚀。目前常见的市售有机阻锈剂中主要组分是有机胺或醇胺，这些物质一般具有较高的饱和蒸汽压，易挥发，有效利用率无法保证。为了确保持续的保护作用，往往掺量较大，导致成本增加。此外，有机胺或醇胺的阻锈性能也存在争议，有研究表明，有机阻锈剂中的常用组分N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)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)，醇胺类阻锈剂对于已发生锈蚀的钢筋也起不到保护作用(Cement and Concrete Research,2007,37,972-977)，胺类只能通过氮的孤对电子与铁作用，在钢筋表面的吸附能力不强，阻锈效果并不理想(Corrosion Science,2009,51,2959-2968)。另外，这类阻锈剂很少单独使用，往往与其他组分复配。如中国专利CN101007717A公开了一种由醇胺、酸的水溶液组成的钢筋阻锈剂，这样可能导致混凝土的碱度下降，从而引起钝化膜的加速溶解。有些专利中为了弥补其阻锈性能不足的缺陷，也会加入亚硝酸盐和钨酸钠等无机盐，所以并不环保。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，阻锈剂的开发在确保阻锈性能的同时，也应避免对生态环境的不利影响。

将天然小分子生物材料或合成制剂作为阻锈剂，不仅价格低廉、对环境友好，而且对人体无害。其中，糖属于多羟基化合物，可与金属离子形成良好的配位键，将糖分子进行结构改造以获得高效阻锈、环境友好的新型阻锈剂是值得深入研究的课题。目前，糖与其他分子键合构建阻锈剂的报道并不多，较早的例子是杨怀玉等人开发的阻锈剂(Corrosion Science,2012,54,193-200；中国腐蚀与防护学报,2014,34,125-130；CN103880316A)，其在钢筋表面可通过化学吸附抵御氯离子的侵蚀，同时可增强表面钝化膜的稳定性和致密性，不过该分子的合成需要100℃以上的高温，并且需要加入酸性催化剂，反应后期需加入强碱中和，操作繁琐。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是提供一种糖苷酮钢筋阻锈剂，本发明的糖苷酮钢筋阻锈剂不仅结构稳定，阻锈效率高，同时制备方法简单，易于工业化，对环境友好，生产成本低。

本发明的另一个目的是上述糖苷酮钢筋阻锈剂的制备方法。

发明概述

现有技术可知，葡萄糖季戊四醇糖苷属于C-O糖苷，容易水解(Chemical Communications,2000,2049-2050)，混凝土孔隙液的强碱性环境将使水解反应更快。而C-C糖苷具有很高的稳定性，在碱性条件下不易水解，将其作为阻锈剂使用不仅阻锈效率高，而且可达到长期保护钢筋的目的。

在本发明的第一方面，提供了一种糖苷酮钢筋阻锈剂，由如下组分按照重量百分比混合而成：糖苷酮15％-30％、有机胺5％-15％，余量为水；

其中糖苷酮的化学结构式如式(Ⅰ)所示：