[发明专利]一种有机微纳阻锈胶囊的制备方法

说明书

本发明涉及一种有机微纳阻锈胶囊的制备方法，属于混凝土防护技术领域。本发明采用醋酸纤维素和聚氨酯共同改性聚甲基丙烯酸甲酯为壳材，能在芯材表面附着成膜，而且还不和芯材发生反应，它对芯材的缓释具有决定性作用，微胶囊是一种微小粒子，一般利用高分子作为壁材，将需要保护的芯材进行包裹后制备而成，由于微胶囊具有特殊的核‑壳结构，使其具有一些独特的功能，如使不稳定的囊芯物质得到保护，减少使用时的流失，降低毒性及挥发性；壁材能有效隔绝外界环境如温度、湿度、紫外线等的影响，提高芯材的稳定性；通过壁材的破裂或分解，使微胶囊具有缓释的特点，延长使用期限和保存时间。

技术领域

本发明涉及一种有机微纳阻锈胶囊的制备方法，属于混凝土防护技术领域。

背景技术

钢筋混凝土是人类社会用量最大的建筑材料。通常情况下，钢筋混凝土结构在设计服役寿命内是结构坚固、性能优良的；然而，由于设计不合理、材料选择不合适、施工质量无法保证以及外界环境严酷等因素的影响，钢筋混凝土结构可能会被破坏，进而存在耐久性降低、服役寿命缩短的风险。其中钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土构筑物提前失效的最主要原因之一，严重影响钢筋混凝土构筑物的使用寿命，进而导致重大的工程损害和经济损失。

钢筋锈蚀所带来的经济损失已经成为全球基础设施所面临的重大问题。钢筋锈蚀所引发的最常见的工程问题是混凝土保护层的剥落。

综上所述，钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土构筑物破坏已成为全世界普遍关注并日益突出的一大工程问题，而针对钢筋混凝土的防锈、阻锈及修复等已成为钢筋混凝土构筑物耐久性研究的热点。

解决钢筋锈蚀问题的核心是如何延缓钢筋混凝土构筑物中钢筋锈蚀的诱发时间、减小锈蚀诱发后的锈蚀速率以及后续的修复。关于相关控制措施的成本，DeSitter提出了著名的“五倍法则”：1元正确的设计和建设费用相当于5元锈蚀未发生时的建设费用，25元锈蚀发生时的维修费用，125元锈蚀严重发生时的维修费用。所以钢筋锈蚀防护和修复技术的成本在整个建筑使用周期中所占的费用比例并不高，在经济上是可行的。由于钢筋锈蚀的复杂性和严重性，通常需要采用一种或几种防护与修复技术对钢筋混凝土进行防护。常见的防止混凝土中钢筋锈蚀的技术措施包括：混凝土组成与结构优化、混凝土表面改性、钢筋表面涂层、特种钢筋、电化学保护技术、钢筋阻锈剂等方法。

混凝土中的钢筋锈蚀破坏形式主要是由于氯离子侵入所导致的局部点蚀，因此钢

筋阻锈剂主要是针对点蚀对钢筋进行防护，相关机理有：（a）阻锈剂和氯离子的在钢筋表面的竞争性吸附（常见醇胺类）；（b）提高或维持钢筋局部点蚀坑周围混凝土孔溶液的高pH值；（c）在钢筋表面生成钝化膜，使钢筋表面钝化（钨酸盐，钼酸盐，亚硝酸盐等）；（d）提高抗渗性，改善混凝土孔结构（磷酸盐）。

按照阻锈剂的应用方式，混凝土中的钢筋阻锈剂可以分为掺入型和迁移型。其中掺入型主要通过内掺对新建结构进行有效地防护，而迁移型主要通过表面渗透对现有结构进行有效地预防和修复。由于掺入型的阻锈剂能更容易掺加到混凝土中，人们通常认为内掺型阻锈剂比外渗型更加可靠。此外按照存在形式，可将阻锈剂分为溶剂型和粉剂型；按阻锈机理可分为阴极型（抑制阴极反应）、阳极型（抑制阳极反应）、混合型（抑制阴极和阳极反应）；按化学成分，可将阻锈剂分为无机、有机和混合型。

钢筋的锈蚀破坏通常从钢筋表面的局部位置开始，导致该锈蚀破坏区域的化学环境变化（如pH下降和Cl^-浓度提高），然而传统的有机阻锈剂不能识别开始发生锈蚀破坏的区域，因此不能在锈蚀诱发后的第一时间对锈蚀破坏区域进行智能防护。事实上，具备pH敏感特性的自愈微胶囊材料已经被报道应用于抗腐蚀涂层的制备。

针对传统阻锈剂的毒性大、迁移效率不高、不具有智能防护的特点，新型钢筋混凝土阻锈剂有绿色化、高效迁移阻锈剂、智能响应型阻锈剂等三个发展方向。