《一种钢构桥防护剂及其制备和应用方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种钢构桥防护剂及其制备和应用方法.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)授权公告号 CN 102199390 B (45)授权公告日 2012.10.03 CN 102199390 B *CN102199390B* (21)申请号 201110083287.5 (22)申请日 2011.04.02 C09D 151/10(2006.01) C09D 133/16(2006.01) C09D 133/08(2006.01) C09D 5/08(2006.01) C09D 7/12(2006.01) C08F 292/00(2006.01) C08F 220/22(2006.01) C08F 230/08(2006.01) C08F 220/18(2006.0。
2、1) (73)专利权人 中南大学 地址 410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路 932 号 专利权人 高速铁路建造技术国家工程实验 室 (72)发明人 刘鹏 余志武 宋力 黄可龙 何章兴 李进洲 (74)专利代理机构 长沙市融智专利事务所 43114 代理人 颜勇 CN 101100395 A,2008.01.09, CN 1376755 A,2002.10.30, CN 101224594 A,2008.07.23, CN 1386810 A,2002.12.25, (54) 发明名称 一种钢构桥防护剂及其制备和应用方法 (57) 摘要 本发明公开了一种钢构桥防护剂及其制备和 应用方法。 。
3、其组分为 ： 有/无机复合氟硅苯丙聚合 物、 硅酸锂、 钼酸钠、 苯丙三氮唑、 纳米二氧化钛、 葡萄糖酸钠、 乙醇胺、 无水乙醇和蒸馏水。含有的 阻锈成分可被吸附于钢构桥的金属表面上， 使金 属表面因发生钝化反应而生成致密保护膜， 起缓 蚀和防腐蚀作用 ； 所含低表面能的氟硅烷苯丙聚 合物组分可固化成膜， 起到疏水和保护作用 ； 纳 米组分可提高膜层抗紫外线老化、 改善聚合物性 能和赋予其良好的自洁等性能。所含硅氧烷基团 水解生成羟基可与钢构桥表面羟基发生缩合反应 生成化学键， 提高膜层与基体材料之间的粘附力， 改善界面结合。该防护剂稳定性好、 无毒环保、 功 能多、 易于施工， 可广泛用于各。
4、种钢构桥结构工程 的防护中， 有利于提高钢构桥的使用寿命。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 陈娇 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 1 页 1/2 页 2 1. 一种钢构桥防护剂， 其特征是包括按重量份计的如下组分制备而成 ： 固含量 20-40% 的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 40-100 ； 苯并三氮唑 0.3-0.9 ； 硅酸锂 0.6-1.2 ； 钼酸钠 0.03-0.3 ； 葡萄糖酸钠 0.05-0.8 ； 乙醇胺 1.5-8 ； 四硼酸钠 0.。
5、02-0.1 ； 纳米二氧化钛 0.01-0.08 ； 无水乙醇 0.5-4 ； 蒸馏水 0-60 ； 所述有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物采用半连续乳液聚合法制成， 所用原料包括按重量 份计的如下组分 ： 氟化物单体 20-60 ； 硅氧烷单体 3-12 ； 质量含量 15-30% 的表面改性的无机纳米材料的水溶胶 15-35 ； 甲基丙烯酸甲酯 10-30 ； 苯乙烯 10-30 ； 丙烯酸丁酯 10-55 ； 甲基丙烯酸羟乙酯 2-10 ； 甲基丙烯酸 2-10 ； 乳化剂 2.5-8 ； 引发剂 0.5-2 ； 蒸馏水 270-290 ； 所述的表面改性的无机纳米材料包括 SiO2、 A。
6、l2O3和 TiO2三种氧化物的一种或几种的 混合物 ； 所述的表面改性的无机纳米材料的水溶胶是采用溶胶凝胶法， 由有机醇盐、 无水乙醇、 蒸馏水和氨水按摩尔比为 1:(15-50):(1-3):(0.06-0.15) 反应， 得到无机纳米材料的醇溶 胶， 再经硅氧烷单体表面改性， 并以水替换醇溶剂得到的。 2. 根据权利要求 1 所述的钢构桥防护剂， 其特征是所述氟化物单体包括甲基丙烯酸六 氟丁酯 ； 丙烯酸十二氟庚酯 ； 丙烯酸十三氟辛酯中的一种或几种的混合物 ； 所述硅氧烷单 体包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 氨丙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基甲基三甲氧 基硅烷中的一种或几种的混合物。。
7、 3. 根据权利要求 1 所述的钢构桥防护剂， 其特征是所述引发剂为过硫酸钾和过硫酸氨 中的一种或者两者混合物 ； 所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烷 (10) 醚和烯丙基壬基酚聚氧乙 烯磺酸氨中的一种或者两者混合物。 4. 根据权利要求 1 所述的钢构桥防护剂， 其特征是所述有机醇盐包括硅酸四乙酯、 钛 酸丁酯和异丙醇铝中的一种或几种的混合物。 5. 根据权利要求 1 所述的钢构桥防护剂， 其特征是所述硅氧烷单体包括甲基丙烯酰氧 权 利 要 求 书 CN 102199390 B 2 2/2 页 3 基丙基三甲氧基硅烷、 氨丙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷中的一种或几 种的混合物， 其用量。
8、为无机纳米材料的醇溶液中纳米氧化物总重量的 10-40%。 6. 权利要求 1-5 任意一项所述的钢构桥防护剂的制备方法， 其特征是包括以下步骤 ： 1) 有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液制备 利用氟化物单体、 硅氧烷单体、 甲基丙烯酸甲酯、 苯乙烯、 丙烯酸丁酯、 甲基丙烯酸、 甲 基丙烯酸羟乙酯、 乳化剂、 引发剂、 表面改性的无机纳米材料的水溶胶， 采用半连续乳液聚 合法制备 ； 2) 将苯并三氮唑溶于无水乙醇中， 配成醇溶液 ； 3) 将步骤 1) 和 2) 得到的各溶液、 硅酸锂、 钼酸钠、 葡萄糖酸钠、 纳米二氧化钛、 四硼酸 钠和乙醇胺加蒸馏水搅拌混匀， 即得钢构桥防护剂。 7。
9、. 一种权利要求 1-5 任意一项所述的钢构桥防护剂的应用方法， 其特征是， 采用机械 喷涂或人工涂覆方式应用于钢构桥表面。 权 利 要 求 书 CN 102199390 B 3 1/8 页 4 一种钢构桥防护剂及其制备和应用方法 技术领域 0001 本发明涉及一种钢构桥防护剂， 尤其涉及一种可以提高钢构桥使用寿命的水性防 护剂及其制备和应用方法。 背景技术 0002 钢构桥因具有跨径大、 承载能力强和施工期短等优点而被广泛采用。桥梁主要建 设在跨越江河和海湾等高湿环境中， 外界的腐蚀性物质(如氯盐、 酸雨和硫酸盐等)极易随 水汽一起在钢构桥表面凝结、 富集， 易引起钢构桥锈蚀破坏。同时， 钢。
10、构桥在自然环境中的 盐雾、 酸雨、 冰冻、 雨雪和光照等物化因素交互作用下， 易发生性能退化而破坏。 如何减小外 界物化因素对钢构桥的破坏作用， 是提高桥梁使用寿命的重要措施之一。 目前， 国内外对钢 构桥多采用表面防护措施来降低外界环境因素对桥梁结构的影响。 表层防护可缓冲外界载 荷、 温度场和湿度场等对桥梁作用， 有效减少外界水、 二氧化碳和氯离子等物质的侵入， 从 而降低各种侵蚀效应的侵蚀破坏。大量研究和工程实践表明， 最常用且效果较佳的防护措 施之一是采用表层防护剂。 0003 表层防护剂多由无机类材料、 有机类材料以及两者复合而成。常用的无机类材料 多为具有阻锈功能的组分 ( 如亚硝。
11、酸盐、 磷酸盐和重铬酸盐等 ) 和活性金属粉 ( 如锌粉和 铝粉等 ) 与一定量的胶凝性材料或有机物混合后涂覆于钢构桥表面， 达到隔绝外界和缓蚀 效果 ； 而有机类材料多为树脂 ( 如聚氨酯和环氧树脂等 )、 沥青、 有机涂料、 油漆和多元醇酯 等直接涂覆于钢构桥表面， 起到防护和阻锈作用。无机类材料具有抗老化、 稳定、 持久和环 保等优点， 但常面临功能单一和粘结力差等问题 ； 此外， 尽管部分无机类材料具有较佳的阻 锈功能， 但因具有较大环境负效应而被禁止 ( 如亚硝酸盐等 )。有机类材料具有功能多、 高 效和易施工等优点， 但易老化、 龟裂、 粉化和耐候性差且环境负效应较大。这两类材料自。
12、身 的不足， 使其制备的单一种类防护剂很难满足工程所需。如何充分发挥无机和有机材料各 自优点， 是当今金属防护领域研究的热点和难点。其中， 开发有机 / 无机复合防护剂是一种 行之有效的途径。 0004 现今研究开发的一些金属防护剂多侧重于单一性能防护 ( 如防腐蚀、 保护等 )， 而 易忽视了金属防护中对多功能性的要求。如一种名为 “黑色金属永久性防护剂及其生产方 法” ( 授权公告号 CN 101139496B) 的发明专利， 其特征是采用酚醛树脂、 聚乙烯醇缩丁醛和 聚乙烯缩甲醛等为主体成膜液， 在反应釜中与环烷酸铝反应生成半透明液体产品。该发明 作用机理是依靠阻绝外界物质与金属接触而起。
13、到防护效应 ； 若防护膜层遭破损， 外界的水 和腐蚀性物质等易接触金属而发生腐蚀反应， 从而降低防护效果。一种名为 “一种防护剂 组合物” ( 专利号 93103720.4) 的发明专利， 其特征是苯并三氮唑、 三乙醇胺和钼酸钠等为 主， 其作用机理是在金属表面生成一层致密的钝化膜， 减少外界腐蚀介质与金属接触， 从而 提高金属防腐蚀性能。从已有的防护剂及其使用效果可知， 采用具有单一性能的防护剂难 以保证钢构桥不发生腐蚀破坏。因此， 研制一种兼有隔绝防护和阻锈功能的复合防护剂在 一定程度上可满足工程所需， 具有很好的经济和环境效益。 说 明 书 CN 102199390 B 4 2/8 页 。
14、5 发明内容 0005 本发明的目的是为了弥补上述现有技术的不足， 提供一种兼有防护和阻锈功能的 防护剂来提高钢构桥使用寿命。 0006 本发明的另一目的是提供该防护剂的制备和应用方法。 0007 本发明将合成的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物与阻锈成分等相互复配而制得的 一种有无机复合型防护剂。 本发明利用具有疏水和防护作用的有机聚合物固化成膜来隔绝 钢构桥与外界接触， 减小外界介质对钢构桥的侵蚀 ； 利用阻锈组分易被金属吸附于表面， 使 得金属发生钝化反应生成致密的氧化膜层来提高金属的抗锈蚀能力 ； 含有的纳米组分和光 稳定剂赋予防护剂良好的抗老化能力和稳定性。此外， 所含硅氧烷基团水解生成。
15、羟基可与 钢构桥表面羟基发生缩合反应生成化学键， 提高膜层与钢构桥之间的粘附力。 0008 本发明主要是通过下述技术方案得以实现的 ： 0009 一种钢构桥防护剂， 它由按重量份计的如下组分制备而成 ： 0010 固含量 20-40的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 40-100 ； 0011 苯并三氮唑 0.3-0.9 ； 硅酸锂 0.6-1.2 ； 0012 钼酸钠 0.03-0.3 ； 葡萄糖酸钠 0.05-0.8 ； 0013 乙醇胺 1.5-8 ； 四硼酸钠 0.02-0.1 ； 0014 纳米二氧化钛 0.01-0.08 ； 无水乙醇 0.5-4 ； 0015 蒸馏水 0-60。。
16、 0016 制备本发明的优选按重量份计的配比范围为 ： 0017 固含量 20-40的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 60-90 ； 0018 苯并三氮唑 0.5-0.9 ； 硅酸锂 0.6-1 ； 0019 钼酸钠 0.05-0.2 ； 葡萄糖酸钠 0.2-0.8 ； 0020 乙醇胺 2-6 ； 四硼酸钠 0.05-0.08 ； 0021 纳米二氧化钛 0.03-0.06 ； 无水乙醇 1-3 ； 0022 蒸馏水 10-40。 0023 本发明的最佳按重量份计的配比为 ： 0024 固含量 25的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 80 ； 0025 苯并三氮唑 0.7 ； 硅酸锂 。
17、0.8 ； 0026 钼酸钠 0.1 ； 葡萄糖酸钠 0.6 ； 0027 乙醇胺 5 ； 四硼酸钠 0.06 ； 0028 纳米二氧化钛 0.04 ； 无水乙醇 1 ； 0029 蒸馏水 20。 0030 所述的乙醇胺包括二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或者两者混合物。 0031 所述纳米二氧化钛为锐钛矿或以锐钛矿为主的纳米二氧化钛混晶。 0032 所述有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液采用半连续乳液聚合法制成， 所用原料包 括按重量份计的如下组分 ： 0033 氟化物单体 20-60 ； 0034 硅氧烷单体 3-12 ； 说 明 书 CN 102199390 B 5 3/8 页 6 0035 。
18、质量含量 15-30的表面改性的无机纳米材料的水溶胶 15-35 ； 0036 甲基丙烯酸甲酯 10-30 ； 0037 苯乙烯 10-30 ； 0038 丙烯酸丁酯 10-55 ； 0039 甲基丙烯酸羟乙酯 2-10 ； 0040 甲基丙烯酸 2-10 ； 0041 乳化剂 2.5-8 ； 0042 引发剂 0.5-2 ； 0043 蒸馏水 270-290。 0044 所述的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液具有最佳性能时， 所用原料包括按重量 份计的如下组分 ： 0045 氟化物单体 35 ； 硅氧烷单体 8 0046 质量含量 20表面改性的无机纳米材料水溶胶 30 ； 0047 甲基。
19、丙烯酸甲酯 15 ； 苯乙烯 15 0048 乳化剂 3.6 ； 丙烯酸丁酯 18 ； 0049 甲基丙烯酸 5 ； 甲基丙烯酸羟乙酯 5 ； 0050 引发剂 1 ； 蒸馏水 280。 0051 所述的表面改性的无机纳米材料水溶胶中的无机纳米材料包含SiO2、 Al2O3和TiO2 三种氧化物中的一种或几种混合物。 0052 所述氟化物单体包括甲基丙烯酸六氟丁酯 ； 丙烯酸十二氟庚酯 ； 丙烯酸十三氟辛 酯中的一种或几种的混合物 ； 所述硅氧烷单体包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 氨 丙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。 0053 所述引发剂为过硫酸钾和过。
20、硫酸氨中的一种或者两者混合物 ； 所述乳化剂为辛基 酚聚氧乙烷 (10) 醚和烯丙基壬基酚聚氧乙烯磺酸氨中的一种或者两者混合物。 0054 所述的表面改性的无机纳米材料的水溶胶是采用溶胶凝胶法， 由有机醇盐、 无水 乙醇、 蒸馏水和氨水按摩尔比为 1 (15-50) (1-3) (0.06-0.15) 反应， 得到无机纳米 材料的醇溶胶， 再经硅氧烷单体表面改性， 并以水替换醇溶剂得到的。 所述有机醇盐包括硅 酸四乙酯、 钛酸丁酯和异丙醇铝中的一种或几种的混合物。所述硅氧烷单体包括甲基丙烯 酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 氨丙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷中的一种 或几种的混合物， 其用。
21、量为无机纳米材料的醇溶液中纳米氧化物总重量的 10-40。 0055 所述的有 / 无机复合氟硅丙聚合物乳液的有效成分是具有由表面改性的无机纳 米材料构成核和有机聚合物构成壳的乳胶颗粒。 0056 所述的构成核的表面改性的无机纳米材料包括 SiO2、 Al2O3和 TiO2三种氧化物中 的一种或几种的混合物， 以及附于其表面上用于改性的硅氧烷单体。 0057 所述的构成外壳的有机聚合物包括 ： 氟化物单体、 硅氧烷单体、 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸丁酯、 苯乙烯、 甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羟乙酯。 0058 所述的表面改性的无机纳米材料的水溶胶是将上述采用溶胶 - 凝胶法制得的含 表面改性的无机纳。
22、米材料的醇溶胶采用真空浓缩， 为便后续聚合反应而用少量蒸馏水替代 无水乙醇而获取的 ； 其质量含量 15-30也是指表面改性的无机纳米材料在水溶胶中所占 说 明 书 CN 102199390 B 6 4/8 页 7 的质量百分比。 0059 所述的钢构桥防护剂的制备方法， 包括以下步骤 ： 0060 1) 有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液制备 0061 利用氟化物单体、 硅氧烷单体、 甲基丙烯酸甲酯、 苯乙烯、 丙烯酸丁酯、 甲基丙烯 酸、 甲基丙烯酸羟基乙酯、 乳化剂、 引发剂、 表面改性的无机纳米材料的水溶胶， 采用半连续 乳液聚合法制备 ； 0062 2) 将苯并三氮唑溶于无水乙醇中，。
23、 配成醇溶液 ； 0063 3) 将步骤 1) 和 2) 得到的各溶液、 硅酸锂、 钼酸钠、 葡萄糖酸钠、 纳米二氧化钛、 四 硼酸钠和乙醇胺加水搅拌混匀， 即得钢构桥防护剂。 0064 上述的钢构桥防护剂制备方法具体如下 ： 0065 第一步 ： 有机醇盐水解法制备无机纳米材料及其表面改性， 其制备方法如下 ： 0066 A、 将有机醇盐溶于一定量无水乙醇中， 混合均匀后装入分液漏斗中待用 ； 0067 B、 将无水乙醇、 蒸馏水和氨水按一定比加入到装有回流冷凝装置和电动搅拌器的 四口烧瓶中， 以 100-300 转 / 分的速度搅拌 1-4 小时， 混合均匀后缓慢升温 ； 0068 C、 。
24、当温度升至 45-60时， 将分液漏斗中的混合物滴加入四口烧瓶中， 以 150-300 转 / 分的速度快速搅拌， 反应 1-6 小时 ； 0069 D、 室温下搅拌陈化 12-48 小时， 得到所需的无机纳米材料的醇溶胶 ； 0070 E、 低速搅拌条件下， 将一定量的硅氧烷单体滴加入无机纳米材料的醇溶胶中， 室 温下反应 12-24 小时后， 升温到 40-60并恒温反应 1-5 小时， 即得表面改性的无机纳米材 料的醇溶胶 ； 0071 F、 采用抽真空干燥方式浓缩表面改性的无机纳米材料的醇溶胶， 并以一定量的水 替换， 得表面改性的无机纳米材料的水溶胶。 0072 第二步 ： 采用乳液。
25、聚合法合成有无机复合聚合物， 其制备方法如下 ： 0073 A、 用占单体质量 1-4的乳化剂和与单体等质量的水， 制备稳定的单体预乳化液 ； 各单体包括 ： 甲基丙烯酸甲酯、 苯乙烯、 丙烯酸丁酯、 甲基丙烯酸羟基乙酯、 甲基丙烯酸、 氟 化物单体、 硅氧烷单体。 0074 B、 在装有搅拌、 回流冷凝管、 温度计的四口瓶中加入表面改性的无机纳米材料的 水醇溶胶， 并加入部分乳化剂、 蒸馏水和碳酸氢钠， 以200-300转/分的速度快速搅拌， 混合 均匀并升温 ； 0075 C、 当温度升至 70-85时， 将部分甲基丙烯酸甲酯和少量苯乙烯两种单体的预乳 化水溶液滴入烧瓶， 并同步滴加部分引。
26、发剂溶液， 反应 0.5-2 小时 ； 升温至 75-90， 滴加甲 基丙烯酸羟基乙酯、 剩余的甲基丙烯酸甲酯、 部分丙烯酸丁酯、 剩余的苯乙烯和甲基丙烯酸 的五种单体预乳化水溶液， 并同步滴加部分引发剂溶液， 恒温反应 0.5-1 小时 ； 连续滴加氟 化物单体、 硅氧烷单体和剩余的丙烯酸丁酯三种单体的预乳化水溶液， 并同步滴加剩余引 发剂溶液， 恒温反应4-12小时， 降温至40以下， 调节pH值至中性， 得到有/无机复合氟硅 苯丙聚合物乳液 ； 取5g 左右乳液放入重量为 m0的培养皿中， 称重为 m1； 将其在 1055烘 箱中烘干至恒重， 取出后放入干燥器中冷却至室温称重为m2； 所。
27、合成聚合物乳液的固含量W 按照下式计算 ： 说 明 书 CN 102199390 B 7 5/8 页 8 0076 0077 第三步 ： 将苯并三氮唑溶于少量无水乙醇中， 配成醇溶液 ； 0078 第四步 ： 将第二步、 第三步得到的各溶液、 硅酸锂、 纳米二氧化钛、 钼酸钠、 葡萄 糖酸钠、 乙醇胺和四硼酸钠按比例添加到含有一定量的蒸馏水的反应器中， 在室温下以 100-150 转 / 分的速度混合均匀， 即得钢构桥防护剂。 0079 本发明中， 有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物可在钢构桥表面固化成膜， 该膜层具有 良好机械性能和致密度， 可有效减少外界温度场和湿度场及其光照等因素对钢构桥的影。
28、 响。 所含低表面能的氟硅烷组分固化过程中， 可赋予膜层良好的疏水性能， 无机纳米材料不 仅可改善聚合物性能和增加膜良好的粗糙度， 而且可赋予膜层抗紫外线老化和自洁净等性 能。 此外， 所含硅氧烷基团水解生成羟基可与钢构桥表面羟基发生缩合反应生成化学键， 提 高膜层与钢构桥之间的粘附力。 0080 苯并三氮唑是一种性能优良的有机聚合物光稳定剂、 金属防锈剂和缓蚀剂。它具 有良好的紫外光吸收能力， 可赋予聚合物良好的抗老化性能 ； 可与金属原子形成共价键和 配位键， 相互交替成链状聚合物在金属表面形成保护膜， 阻止氧化还原反应引起的锈蚀。 此 外， 当其与多种缓蚀剂配合使用时， 缓蚀效果更佳。 。
29、0081 硅酸锂作为表面处理剂和防锈剂， 可与金属及其表面羟基起反应生成 Fe2(SiO3)3 和其它硅酸盐类的膜层， 具有耐热、 不燃、 耐辐射、 保色、 无毒、 自干和耐干湿交替等性能。 此 外， 部分锂离子被吸附于钢筋表面， 起到钝化和保护钢铁作用。 0082 钼酸钠是一种有效的孔蚀缓蚀剂， 可显著增强金属抗点蚀性能， 与铁反应生成 Fe(MoO3)3， 能使得孔蚀再钝化与封闭。与聚磷酸盐、 葡萄糖酸盐、 锌盐和苯并三氮唑等复配 使用时， 不但可以减少阻锈剂使用量， 而且还可起到更好的缓蚀效果。 0083 葡萄糖酸钠是一种缓蚀剂和螯合剂。具有明显的协调效应， 适用于与钼、 硅、 磷、 钨。
30、和亚硝酸盐等复配时， 可起到提高缓蚀效果 ； 与一般缓蚀剂相比， 缓蚀率随温度升高而增 加 ； 它对钙、 镁和铁盐等具有极强的络合能力， 特别对 Fe3+有极好的螯合作用， 从而有效减 少外界对铁的腐蚀。 0084 乙醇胺具有缓蚀和螯合作用。可与多种重金属螯合生成 2-4 个配位的稳定螯合 物， 是优良的螯合剂 ； 作为缓蚀剂可防止金属表面氧化， 从而提高钢构桥金属耐腐蚀性。 0085 四硼酸钠具有一定缓蚀功能， 可与钼酸盐、 硅酸盐和葡萄糖酸盐等协调使用， 具有 良好的缓蚀效果。 0086 水作为溶剂起到均匀分散作用， 有利于施工且无环境负效应。 0087 本发明钢构桥防护剂为液体， 涂覆于。
31、钢构桥表面即可。 0088 本发明的有益效果是 ： 0089 1、 采用表面改性和乳液聚合方式将有机、 无机材料以化学键形式结合成一体， 从 而改性有机聚合物， 有效减少了有机 / 无机材料之间剥离， 抑制聚合物固化成膜时发生过 大收缩， 克服了因材质相异而造成的不稳和分相， 充分发挥无机和有机材料自身的优点， 实 现了不同材质间的优势互补。 0090 2、 有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物所含的氟硅烷组分本身具有良好的疏水性和抗 老化性能， 固化成膜可减少外界水和有害介质接触金属 ； 无机纳米材料具有良好的协同作 说 明 书 CN 102199390 B 8 6/8 页 9 用， 可有效提高固。
32、化膜的粗糙度而增加膜层疏水性 ； 光稳定剂和纳米组分可赋予固化膜良 好的抗紫外线老化和自洁净等性能 ； 所含阻锈成分是由无毒、 高效和耐候性佳的多种有机 / 无机阻锈剂和缓蚀剂复合而成， 相互之间具有良好的协调效应， 易被吸附于金属表面使其 钝化， 从而减少金属锈蚀率。 0091 3、 含有的硅氧烷基团水解生成羟基可与钢构桥表面的羟基发生缩合反应生成化 学键， 提高防护剂与基体之间的粘附力， 避免使用过程中出现脱落和起鼓等现象。 0092 4、 合成以水和少量乙醇为溶剂， 其成本较低且无毒害副产品生成 ； 使用过程中， 依 靠防护剂各组分自身特性赋予其多功能性， 具有良好的环境效益。 附图说明。
33、 0093 图 1 为实施例 1、 2 和 3 合成的有机 / 无机复合氟硅苯丙聚合物微球 TEM 图。 具体实施方式 0094 下面实施例是对本发明技术内容的进一步说明， 但并非对本发明实质内容的限 制。 0095 实施例 1 ： 0096 将异丙醇铝 0.1 千克、 钛酸丁酯 0.3 千克、 硅酸四乙酯 1.7 千克和无水乙醇 6 千 克， 混合均匀后待用 ； 将无水乙醇 10 千克、 蒸馏水 0.4 千克和氨水 0.1 千克 ( 质量分数为 25 ) 加入到装有回流冷凝装置和电动搅拌器的反应器中， 以 150 转 / 分速度搅拌 1-2 小 时， 混合均匀后缓慢升温 ； 当温度升至 45。
34、-60时， 将有机醇盐和乙醇混合物滴加入反应器 中， 以 200 转 / 分的速度快速搅拌， 反应 2-4 小时 ； 室温下搅拌陈化 24 小时， 得到所需的无 机纳米材料的醇溶胶。低速搅拌条件下， 将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 0.18 千克滴 加入无机纳米材料的醇溶胶中， 室温下反应22小时， 升温到50并恒温反应2小时， 即得表 面改性的无机纳米材料的醇溶胶 ； 采用抽真空干燥方式浓缩， 并加入 2 千克水替代乙醇， 得 到表面改性的无机纳米材料的水溶胶。 0097 在装有搅拌、 回流冷凝管、 温度计的反应器中加入表面改性的无机纳米材料的水 溶胶 ( 质量分数约为 20 )3 千克，。
35、 并加入辛基酚聚氧乙烷 (10) 醚 0.01 千克、 烯丙基壬基 酚聚氧乙烯磺酸氨 0.01 千克、 蒸馏水 16 千克和 pH 值调节缓冲剂碳酸氢钠 0.012 千克， 通 入氮气 1 小时排除空气 ； 然后， 以 200 转 / 分的速度搅拌均匀并升温 ； 当温度升至 75时， 将甲基丙烯酸甲酯 0.6 千克、 苯乙烯 0.7 千克、 水 1.3 千克、 辛基酚聚氧乙烷 (10) 醚 0.015 千克和烯丙基壬基酚聚氧乙烯磺酸氨 0.015 千克制成的预乳化液加入反应器中， 并同步滴 加入过硫酸钾溶液 0.26 千克 ( 质量分数为 5 )， 反应 0.5 小时 ； 升温至 80， 将丙。
36、烯酸丁 酯 1.2 千克、 甲基丙烯酸羟基乙酯 0.5 千克、 甲基丙烯酸 0.5 千克、 甲基丙烯酸甲酯 0.9 千 克、 苯乙烯 0.8 千克、 水 3.9 千克、 辛基酚聚氧乙烷 (10) 醚 0.065 千克和烯丙基壬基酚聚氧 乙烯磺酸氨0.065千克制成的预乳化液加入反应器中， 并同步滴加过硫酸钾溶液0.76千克 ( 质量分数为 5 )， 恒温反应 0.5 小时 ； 将丙烯酸丁酯 0.6 千克、 甲基丙烯酸六氟丁酯 1.75 千克、 丙烯酸十二氟庚酯 1.75 千克、 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 0.8 千克、 水 4.9 千 克、 辛基酚聚氧乙烷 (10) 醚 0.09 千克和。
37、烯丙基壬基酚聚氧乙烯磺酸氨 0.09 千克制成的预 乳化液加入反应器中， 并同步滴加过硫酸钾溶液 0.98 千克 ( 质量分数为 5 )， 恒温反应 5 说 明 书 CN 102199390 B 9 7/8 页 10 小时， 降温至 40以下， 用氨水 ( 质量分数为 25 ) 调节 pH 值至中性， 即得到稳定的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 ( 固含量约为 25 )。 0098 将有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 60 千克和蒸馏水 40 千克加入到带有搅拌 器的混合器中， 以 100 转 / 分的速度混合均匀 ； 升温至 405， 将硅酸锂 0.6 千克、 钼酸钠 0.1 千克、 。
38、0.3 千克苯并三氮唑和 0.6 千克无水乙醇的混合液、 葡萄糖酸钠 0.2 千克、 纳米二 氧化钛0.03、 乙醇胺1.5千克和四硼酸钠0.05千克依次缓慢加入搅拌器中， 搅拌2-6小时， 即得钢构桥防护剂。 0099 实施例 2 ： 0100 有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液制备如实施例 1。 0101 将有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 80 千克和蒸馏水 20 千克加入到带有搅拌 器的混合器中， 以 100 转 / 分的速度混合均匀 ； 升温至 405， 将硅酸锂 0.8 千克、 钼酸钠 0.1 千克、 0.7 千克苯并三氮唑和 1 千克无水乙醇的混合液、 葡萄糖酸钠 0.6 千克。
39、、 纳米二氧 化钛0.04、 乙醇胺5千克和四硼酸钠0.06千克依次缓慢加入搅拌器中， 搅拌2-6小时， 即得 钢构桥防护剂。 0102 实施例 3 ： 0103 有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液制备如实施例 1。 0104 将有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物乳液 70 千克和水 30 千克加入到带有搅拌器的混 合器中， 以100转/分的速度混合均匀 ； 升温至405， 将硅酸锂0.8千克、 钼酸钠0.12千 克、 0.6 千克苯并三氮唑和 1 千克无水乙醇的混合液、 葡萄糖酸钠 0.5 千克、 纳米二氧化钛 0.05、 乙醇胺 3 千克和四硼酸钠 0.06 千克依次缓慢加入搅拌器中， 搅拌 。
40、2-6 小时， 即得钢构 桥防护剂。 0105 实施例 4 ： 0106 钢构桥防护剂合成制备与实施例 2 相同， 但合成固含量约为 20有 / 无机复合氟 硅苯丙聚合物乳液所用原料如下 ： 0107 氟化物单体 22 ； 硅氧烷单体 4 ； 0108 表面改性的无机纳米材料 ( 质量分数为 20 ) 10 ； 0109 乳化剂 2.5 ； 苯乙烯 11 ； 0110 甲基丙烯酸甲酯 11 ； 丙烯酸丁酯 18 ； 0111 甲基丙烯酸 2 ； 甲基丙烯酸羟乙酯 2 ； 0112 引发剂 1 ； 蒸馏水 270。 0113 实施例 5 ： 0114 钢构桥防护剂合成制备与实施例 2 相同， 但。
41、合成固含量约为 35有 / 无机复合氟 硅丙聚合物乳液所用原料如下 ： 0115 氟化物单体 55 ； 硅氧烷单体 10 ； 0116 表面改性的无机纳米材料 ( 质量分数为 20 ) 30 ； 0117 乳化剂 4.5 ； 苯乙烯 22 ； 0118 甲基丙烯酸甲酯 22 ； 丙烯酸丁酯 38 ； 0119 甲基丙烯酸 6 ； 甲基丙烯酸羟乙酯 6 ； 0120 引发剂 1.3 ； 蒸馏水 270。 说 明 书 CN 102199390 B 10 8/8 页 11 0121 实施例 6 ： 0122 钢构桥防护剂合成制备与实施例 2 相同， 但合成固含量约为 30有 / 无机复合氟 硅丙聚合。
42、物乳液所用原料如下 ： 0123 氟化物单体 25 ； 硅氧烷单体 5 ； 0124 表面改性的无机纳米材料 ( 质量分数为 20 ) 20 ； 0125 乳化剂 3 ； 苯乙烯 27 ； 0126 甲基丙烯酸甲酯 28 ； 丙烯酸丁酯 35 ； 0127 甲基丙烯酸 5 ； 甲基丙烯酸羟乙酯 5 ； 0128 引发剂 1.2 ； 蒸馏水 280。 0129 上述的有 / 无机复合氟硅苯丙聚合物微球 TEM 图， 如图 1 所示。从图中可以看出， 合成的微球颗粒具有由无机纳米材料构成的核和有机聚合物构造的壳结构， 该结构可赋予 有机聚合物乳液粒子更佳的耐候性、 耐热性、 抗老化和其他力学性能等。 0130 所制备的钢构桥防护剂性能测试如下表所示 ： 0131 说 明 书 CN 102199390 B 11 1/1 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 102199390 B 12 。