用於與鐵基基質接觸的組合物中的抗腐蝕添加劑的製作方法

2023-05-29 19:27:36 1

專利名稱：用於與鐵基基質接觸的組合物中的抗腐蝕添加劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及抗腐蝕添加劑化合物，更具體而言，涉及用於在加強混凝土結構中的混凝土的抗腐蝕添加劑。
背景技術：
對於由強化混凝土製成的結構來說，混凝土至少有兩項功能，例如，承受(緩衝)壓縮應變和保護鋼筋條或鋼筋免受腐蝕。鋼筋的作用是承受(緩衝)剪應力和張應力。
考慮到伴隨的災難性結構坍塌以及生命的喪失，估計每年因腐蝕而造成的損失以數十億計。依賴於鋼筋的硬化混凝土的保護效果尤其依賴於氣候和環境條件，其作為水泥的量、混凝土骨料的顆粒、水/水泥係數以及混凝土壓應力的函數。
在Jaklin的美國專利USP 4,869,752中描述了經改性的無機矽酸鹽的用途，例如將經改性的鹼金屬矽酸鹽作為混凝土添加劑，用以防止鋼結構或鋼筋的腐蝕。
在Katoot的美國專利USP 6,277,450中描述了使用塗層方法(工藝)來塗敷金屬表面，將該金屬改性成金屬氫氧化物的活性部分，使其能接納各種厚度的完全交聯的聚合物。
因此，正如與加強混凝土的使用相關，已經著手解決腐蝕問題，然而，問題仍然存在，並且需要抗腐蝕添加劑來提供更有效的、長期的防腐蝕作用，從而避免在用於建築業的金屬表面上進行昂貴的預塗敷。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種新的抗腐蝕添加劑。
本發明的另一目的是提供一種可以在澆鑄前與混凝土混合併且通過降低水滲透性來保護混凝土和混凝土鋼筋免受腐蝕的新的抗腐蝕添加劑。
本發明的又一的目的是提供一種可以在施用前與其它介質混合用以防止腐蝕和降低滲透性的新的抗腐蝕添加劑。
本發明的再一個目的是提供一種可以施用在既有的混凝土表面上的新的抗腐蝕劑，它可以遷移通過混凝土而到達鋼筋的表面用以防止鋼筋表面的腐蝕，同時降低混凝土的透溼性。
本發明的這些和其它目的是通過使用二元酸的鹼基鹽溶液作為抗腐蝕添加劑來實現的，該鹽溶液或者單獨使用，或者以有效量與另一種在下文中詳細說明的組合物混合使用。
具體實施例方式
本發明的抗腐蝕添加劑是以下列化學式表示的化合物
其中，M+選自由Na+和K+組成的組；R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪烴，而R2是C0-C10的支鏈或直鏈的脂肪烴，該化合物通過下面的反應來合成 其中，得到的加成化合物與鹼金屬氫氧化物發生下面的反應
用以形成二元酸的二鈉鹽溶液，以用作抗腐蝕添加劑，其單獨使用或以有效量與一種和暴露的鐵或鋼相接觸的組合物混合使用，以便隨後將其施加到暴露的鐵或鋼上。
反應(I)是在升高的溫度和壓力下持續足夠的時間來有效進行的，用以形成烯烴二酸化合物。在除去未反應物料後，將得到的物料引入到間歇蒸餾釜或薄膜蒸發器中，用以收集烯烴二酸化合物的餾份。然後將烯烴二酸化合物引入到帶有回流冷凝器的不鏽鋼反應器中，在足以使其有效轉化成二鈉鹽溶液的溫度下，在一段時間內向其中緩緩加入氫氧化鈉水溶液。
當作為抗腐蝕添加劑應用在混凝土中以保護鋼筋時，本發明的抗腐蝕添加劑在澆鑄混凝土摻料前以每立方碼混凝土大約3至5磅的比率與混凝土混合。
下面的實施例舉例說明了烯烴和環二烯的(反應)工藝。
實施例1向不鏽鋼反應器中加入300克的2，5-呋喃二酮和750克的四甲基乙烯以及1克的BHT抗氧化劑。將反應混合物在250℃和氮氣保護下劇烈攪拌4小時。在減壓下除去未反應的物料後，在235℃下用薄膜蒸發器在5mm汞柱壓力下處理得到的產物，收集大約730克的輕餾份產物，其中的釜底餾份為廢料。
將製得的輕餾份引入到帶有回流冷凝器的不鏽鋼反應器中，並且在100℃下加熱2小時，向其中緩慢加入80克的氫氧化鈉溶液並攪拌，直到形成丁烷二酸十二碳烯二鈉鹽的清亮的黃色溶液。
實施例2根據實施例1的方法，將X克的馬來酸酐與Y克的四聚丙烯在230℃、40psi下反應4小時。在除去未反應物料後形成餾份，並在初步加熱攪拌後，緩慢加入0.27克的氫氧化鈉，用以形成丁烷二酸十二碳烯二鈉鹽的鹽溶液。
在製備本發明的抗腐蝕添加劑過程中，可以以重量比為0.02％至0.010％的量使用諸如2-甲氧基甲基乙氧基丙烷的消泡劑。還可以使用另外的穩定劑，如苯甲酸、馬來酸以及類似物質。
雖然本發明已經結合示例性的實施例加以描述，但是本領域的普通技術人員應當明了可以在不偏離本發明的精神和保護範圍的情況下做出多種改進或變化。因此，很明顯，本發明只由權利要求及其等同物來限定。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種抗腐蝕添加劑，其化學式為 其中，M+選自由Na+和K+組成的組；R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支鏈或直鏈的脂肪族化合物。
2.根據權利要求1所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述抗腐蝕添加劑與混凝土混合用於加強混凝土結構中。
3.根據權利要求2所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述抗腐蝕添加劑在每立方碼水泥中含有大約3至5磅的量。
4.根據權利要求3所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述抗腐蝕添加劑是丁烷二酸十二碳烯二鈉鹽。
5.一種構建加強混凝土結構的方法，其中的改進包括以下步驟a.在構建所述加強混凝土結構的過程中，將化學式為 的抗腐蝕化合物與混凝土混合，其中，M+選自由Na+和K+組成的組；R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支鏈或直鏈的脂肪族化合物。
6.根據權利要求5所述的構建加強混凝土結構的方法，其中，所述抗腐蝕添加劑在每立方碼水泥中含有大約3至5磅的量。
7.根據權利要求6所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述抗腐蝕添加劑是丁烷二酸十二碳烯二鈉鹽。
8.一種用於形成以下化學式的抗腐蝕添加劑的方法，包括以下步驟 (a)將化學式為C＝C-R1的烯烴與以下化學式的環二酸反應 其中，R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪烴，而R2是C-C10的支鏈或直鏈的脂肪烴，用以形成 以及(b)將步驟(a)的產物與選自由氫氧化鈉和氫氧化鉀組成的組中的鹼金屬氫氧化物反應，用以形成以下化學式的可溶性鹽 9.一種用於對鐵基結構進行處理的方法，包括向所述鐵基結構施加有效量的抗腐蝕添加劑，所述添加劑的化學式為 其中，M+選自由Na+和K+組成的組；R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支鏈或直鏈的脂肪族化合物。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，將在水基溶液中的所述抗腐蝕添加劑施加到加強混凝土結構的固化混凝土的表面。
11.根據權利要求10所述定的方法，其中，將所述水基溶液在修補前直接施加到所述固化混凝土的裂縫中。
權利要求
1.一種抗腐蝕添加劑，其化學式為 其中，M+選自由Na+和K+組成的組；R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支鏈或直鏈的脂肪族化合物，所述添加劑在使用前要與待使用的另一組合物混合。
2.根據權利要求1所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述組合物是在加強混凝土結構中與鋼筋一起使用的混凝土。
3.根據權利要求2所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述抗腐蝕添加劑在每立方碼水泥中含有大約3至5磅的量。
4.根據權利要求3所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述抗腐蝕添加劑是丁烷二酸十二碳烯二鈉鹽。
5.一種構建加強混凝土結構的方法，其中的改進包括以下步驟a.將以下化學式 的抗腐蝕化合物與混凝土混合，然後使用得到的混合物構建所述加強混凝土結構。
6.根據權利要求5所述的構建加強混凝土結構的方法，其中，所述抗腐蝕添加劑的使用量是每立方碼水泥大約3至5磅。
7.根據權利要求6所述的抗腐蝕添加劑，其中，所述抗腐蝕添加劑是丁烷二酸十二碳烯二鈉鹽。
8.一種用於形成以下化學式的抗腐蝕添加劑的方法，包括以下步驟 (a)將化學式為C＝C-R1的烯烴與以下化學式的環二酸反應 其中R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪烴，而R2是C0-C10的支鏈或直鏈的脂肪烴，用以形成 以及(b)將步驟(a)的產物與選自由氫氧化鈉和氫氧化鉀組成的組中的鹼金屬氫氧化物反應，用以形成以下化學式的可溶性鹽
9.向鐵基結構中施加有效量的以下化學式的抗腐蝕添加劑 其中，M+選自由Na+和K+組成的組；R1是C1至C24的支鏈或直鏈的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支鏈或直鏈的脂肪族化合物。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，將在水基溶液中的所述抗腐蝕添加劑施加到固化的混凝土的表面。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，將所述溶液在修補前直接加入到所述混凝土的裂縫中。
全文摘要
本申請描述了將二元酸的二鹼基鹽溶液作為抗腐蝕添加劑，其可以單獨使用或以有效量與另一種組合物如混凝土混合使用。
文檔編號C04B9/02GK1802329SQ200480014897
公開日2006年7月12日 申請日期2004年5月5日 優先權日2003年5月29日
發明者詹姆斯·漢弗萊, 菲利普·羅茲, 伊茲賴列夫·列昂尼德, 尤金·B·漢弗萊, 麥可·S·羅茲 申請人:海格瑞特技術有限責任公司