[發明專利]使用天然生物質甲殼素高聚物制備環境友好型鋼筋阻銹劑的方法

有效

• 申請號: 201910392700.2
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110128567B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 趙暉;陳達;廖迎娣;宣衛紅;歐陽峰;封嘉蕊
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;C04B24/38
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蔣廈

本發明涉及一種使用天然生物質甲殼素高聚物制備環境友好型鋼筋阻銹劑的方法，通過對甲殼素高聚物進行高溫催化降解、強氧化降解、脫酰基化等改性處理步驟，得到連有親水性CH₂OH、?OH、?NH₂官能團且具有直鏈狀的殼聚糖低聚物。使用天然生物質甲殼素高聚物制備醇氨有機阻銹劑，擴大了制備醇氨有機阻銹劑的原材料來源，降低了醇氨類有機阻銹劑使用成本，避免了咪唑、嘧啶、吡啶五元或六元雜環醇氨類有機阻銹劑制備過程復雜、生產過程中產生劇毒廢氣的問題，實現醇氨有機阻銹劑的綠色化生產。該醇氨有機阻銹劑在較低摻量下能明顯降低混凝土中鋼筋的腐蝕電位，有效減緩和阻止混凝土中鋼筋的銹蝕速度，具有良好的經濟與社會效益。

技術領域

本發明涉及生物質材料領域，具體涉及一種使用天然生物質甲殼素高聚物制備環境友好型鋼筋阻銹劑的方法。

背景技術

鋼筋混凝土復合材料因其具有成本低廉和比普通混凝土材料更高的強度、韌性等優點，已成為土木工程結構設計中的首選材料。每年中國鋼筋混凝土材料的使用量就達世界鋼筋混凝土材料總用量一半以上。近年來，隨著我國海洋發展戰略的確立與實施，海洋工程的建設蓬勃發展，大型海底隧道、跨海大橋、深海港口和碼頭、海上石油平臺等基礎設施開工建設。這些海洋工程的主體均使用鋼筋混凝土作為建筑結構材料。但海洋環境是一個復雜的環境，海水中含有大量腐蝕性的氯離子(Cl^-)，環境中的氯離子滲透到鋼筋混凝土內部會加速鋼筋的銹蝕和混凝土開裂而導致海洋結構物的承載力下降。如何提高海洋環境下，鋼筋混凝土結構的耐久性和延長海洋結構物使用壽命是海洋工程領域亟待解決的問題，已經日益引起了國內外學者的廣泛重視。

一般來說，提高海洋鋼筋混凝土結構物的抗氯離子侵蝕措施主要包括，使用特種鋼筋、涂層、陰極保護法、電化學修復、摻加鋼筋阻銹劑等,其中摻加鋼筋阻銹劑是阻止混凝土中的鋼筋腐蝕的最有效方法之一。目前，按其化學成分來說，鋼筋阻銹劑可分為無機阻銹劑、有機阻銹劑和復合型阻銹劑。無機阻銹劑主要包括亞硝酸鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽。有機阻銹劑主要由醇氨類、氨基羧酸類、醛類、有機磷化合物、有機硫化合物、羧酸及其鹽類、磺酸及其鹽類、雜環化合物等構成。復合型鋼筋阻銹劑由上述無機化學物與有機化合物復合組成。大量研究表明，常用的亞硝酸鈣類無機阻銹劑在用量不足時會加速鋼筋腐蝕，使用此種無機阻銹劑對環境和人體健康有負面影響，世界上許多國家已限制或停止使用亞硝酸鈣類無機阻銹劑。復合型鋼筋阻銹劑一般需與其他成分進行復配才能在工程中應用，制備過程比較復雜、成本較高，這制約了復合型鋼筋阻銹劑在鋼筋混凝土材料中使用。綜上所述,有機阻銹劑(特別是醇氨類有機阻銹劑)因其具有無毒、環境安全性好特點，使用醇氨類有機阻銹劑減緩混凝土中的鋼筋銹蝕已成為鋼筋混凝土材料發展的趨勢，開發醇氨類有機阻銹劑是世界各國研究的熱點問題。

醇氨類有機阻銹劑主要為含有-OH、-NH₂、-SH、-COOH,-SO₃親水性官能團的脂肪族、雜環型小分子有機化學物，這些脂肪族或雜環型有機小分子化學物具有多個活性吸附中心、對外供應電子的能力大、與鋼筋的結合力強等特性。目前使用的醇氨類有機阻銹劑多為咪唑、嘧啶、吡啶等五元或六元雜環類人工合成化學物。此類醇氨有機阻銹劑來源有限、價格昂貴。更為重要的是,制備此類醇氨有機阻銹劑工藝復雜、生產過程產生對周圍環境和身體健康有害的劇毒廢氣，這些缺點阻礙了此種醇氨類有機阻銹劑在鋼筋混凝土材料中廣泛應用。利用天然生物質材料制備醇氨類有機阻銹劑，開發出一種低成本、綠色環保的醇氨有機阻銹劑已成為此領域研究的熱點。