[发明专利]一种pH自免疫型水滑石阻锈剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种pH自免疫型水滑石阻锈剂及制备方法与应用，属于钢筋阻锈剂领域，采用纤维素乙醚和苯乙烯乳胶作为表面pH响应包覆层，采用水滑石负载有机无污染阻锈剂及pH自免疫组分作为囊芯材料的主要成分，其中阻锈剂为维生素B2、B6或脱氧核糖核酸，水滑石为镁铝水滑石，pH自免疫组分为氢氧化钙或氢氧化钡。本发明针对高碱性环境下钢筋不易锈蚀的特点，实现pH自免疫缓释先行，阴离子敏感的水滑石缓释和固氯作用次之，达成有的放矢的梯度缓释阻锈效应，有效延长缓释时间，提升缓释作用的靶向性；通过pH响应包覆层的包裹作用，使水滑石阻锈剂被包裹在聚合物内掺入到混凝土中，能够有效降低由水滑石吸水性引起的对混凝土工作性能的负面影响。

技术领域

本发明涉及钢筋阻锈剂领域，具体涉及一种pH自免疫型水滑石阻锈剂及制备方法与应用。

背景技术

钢筋混凝土结构是各类工程中不可或缺的一部分，具有施工方便、成本低、服役时间长等优势。随着钢筋混凝土结构服役时间的增长，耐久性问题逐渐显现。其中，由氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀，是威胁混凝土结构安全的重要因素。在混凝土内掺加阻锈剂是一种简单、直接的预防钢筋腐蚀的措施。

传统阻锈剂通常是被直接掺入混凝土中，随着阻锈剂研究、应用的发展，已暴露出一些问题，包括功能单一、防腐长效性弱、易泄露、与混凝土兼容性不佳、污染环境等。围绕阻锈剂应用存在的这些短板，载体负载型阻锈剂(Carrier-loaded corrosion inhibitor，CLCI)应运而生。CLCI是指通过一系列物理化学过程，使阻锈剂装载至无机或有机载体中后制得的多功能阻锈材料。在自发或外界触发条件的影响下，载体中的阻锈剂将被释放至混凝土中，对钢筋进行腐蚀防护。

水滑石(Layered double hydroxides，LDH)，也被称为层状双氢氧化物，是一种阴离子层状化合物，该类材料具有类水镁石层状结构，层板由二价金属阳离子(M²⁺)和三价金属阳离子(M³⁺)组成，其化学组成通常表示为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+[A^n-_x/n]^x+·mH₂O。它具有优异的阴离子交换性能、结构记忆效应和热稳定性等特点。目前已经有一些关于水滑石负载阻锈剂的报道，但水滑石负载阻锈剂仍然存在功能单一、缓释过快、防腐长效性弱等缺陷。因此，为实现阻锈剂的长效防腐、多功能协同，设计一种新型负载类阻锈功能材料对阻锈剂在混凝土中的应用及推广具有重要意义。

发明内容

为了解决现有阻锈剂技术功能单一、阻锈长效性弱的问题，本发明提供一种pH自免疫型水滑石阻锈剂及制备方法与应用。通过将水滑石负载阻锈剂与pH自免疫功能组分包裹进微胶囊中，达成阻锈剂双重负载，发挥出离子置换、长效缓释、pH自免疫的多重效应，有效提升阻锈剂的防腐性能。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种pH自免疫型水滑石阻锈剂的制备方法，用于钢筋混凝土防腐，包括以下步骤：

步骤(1).pH自免疫型水滑石阻锈剂囊芯的制备：

采用共沉淀法合成制备水滑石负载阻锈剂，首先将镁源和铝源配制成盐溶液，将阻锈剂和碱性物质配制成碱溶液，将盐溶液缓慢滴加至碱溶液中，滴定期间强烈搅拌碱溶液且通入氮气，在此过程中控制溶液的pH值保持稳定，再经过陈化、洗涤、烘干，制备得到水滑石负载阻锈剂。将水滑石负载阻锈剂、囊芯辅料、粘结剂、pH自免疫组分等充分混匀，将得到的混合物投入挤出设备进行挤出抽细，挤出线条状的囊芯材料，将线条状囊芯材料倒入滚圆设备中的滚筒，滚出水滑石阻锈剂囊芯微粒，囊芯微粒在强制通风的条件下，进行干燥处理，制得囊芯。

步骤(2).pH自免疫型水滑石阻锈剂的制备：