专利名称：用于与铁基基质接触的组合物中的抗腐蚀添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及抗腐蚀添加剂化合物，更具体而言，涉及用于在加强混凝土结构中的混凝土的抗腐蚀添加剂。
背景技术：
对于由强化混凝土制成的结构来说，混凝土至少有两项功能，例如，承受(缓冲)压缩应变和保护钢筋条或钢筋免受腐蚀。钢筋的作用是承受(缓冲)剪应力和张应力。
考虑到伴随的灾难性结构坍塌以及生命的丧失，估计每年因腐蚀而造成的损失以数十亿计。依赖于钢筋的硬化混凝土的保护效果尤其依赖于气候和环境条件，其作为水泥的量、混凝土骨料的颗粒、水/水泥系数以及混凝土压应力的函数。
在Jaklin的美国专利USP 4,869,752中描述了经改性的无机硅酸盐的用途，例如将经改性的碱金属硅酸盐作为混凝土添加剂，用以防止钢结构或钢筋的腐蚀。
在Katoot的美国专利USP 6,277,450中描述了使用涂层方法(工艺)来涂敷金属表面，将该金属改性成金属氢氧化物的活性部分，使其能接纳各种厚度的完全交联的聚合物。
因此，正如与加强混凝土的使用相关，已经着手解决腐蚀问题，然而，问题仍然存在，并且需要抗腐蚀添加剂来提供更有效的、长期的防腐蚀作用，从而避免在用于建筑业的金属表面上进行昂贵的预涂敷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种新的抗腐蚀添加剂。
本发明的另一目的是提供一种可以在浇铸前与混凝土混合并且通过降低水渗透性来保护混凝土和混凝土钢筋免受腐蚀的新的抗腐蚀添加剂。
本发明的又一的目的是提供一种可以在施用前与其它介质混合用以防止腐蚀和降低渗透性的新的抗腐蚀添加剂。
本发明的再一个目的是提供一种可以施用在既有的混凝土表面上的新的抗腐蚀剂，它可以迁移通过混凝土而到达钢筋的表面用以防止钢筋表面的腐蚀，同时降低混凝土的透湿性。
本发明的这些和其它目的是通过使用二元酸的碱基盐溶液作为抗腐蚀添加剂来实现的，该盐溶液或者单独使用，或者以有效量与另一种在下文中详细说明的组合物混合使用。
具体实施例方式
本发明的抗腐蚀添加剂是以下列化学式表示的化合物
其中，M+选自由Na+和K+组成的组；R1是C1至C24的支链或直链的脂肪烃，而R2是C0-C10的支链或直链的脂肪烃，该化合物通过下面的反应来合成 其中，得到的加成化合物与碱金属氢氧化物发生下面的反应
用以形成二元酸的二钠盐溶液，以用作抗腐蚀添加剂，其单独使用或以有效量与一种和暴露的铁或钢相接触的组合物混合使用，以便随后将其施加到暴露的铁或钢上。
反应(I)是在升高的温度和压力下持续足够的时间来有效进行的，用以形成烯烃二酸化合物。在除去未反应物料后，将得到的物料引入到间歇蒸馏釜或薄膜蒸发器中，用以收集烯烃二酸化合物的馏份。然后将烯烃二酸化合物引入到带有回流冷凝器的不锈钢反应器中，在足以使其有效转化成二钠盐溶液的温度下，在一段时间内向其中缓缓加入氢氧化钠水溶液。
当作为抗腐蚀添加剂应用在混凝土中以保护钢筋时，本发明的抗腐蚀添加剂在浇铸混凝土掺料前以每立方码混凝土大约3至5磅的比率与混凝土混合。
下面的实施例举例说明了烯烃和环二烯的(反应)工艺。
实施例1向不锈钢反应器中加入300克的2，5-呋喃二酮和750克的四甲基乙烯以及1克的BHT抗氧化剂。将反应混合物在250℃和氮气保护下剧烈搅拌4小时。在减压下除去未反应的物料后，在235℃下用薄膜蒸发器在5mm汞柱压力下处理得到的产物，收集大约730克的轻馏份产物，其中的釜底馏份为废料。
将制得的轻馏份引入到带有回流冷凝器的不锈钢反应器中，并且在100℃下加热2小时，向其中缓慢加入80克的氢氧化钠溶液并搅拌，直到形成丁烷二酸十二碳烯二钠盐的清亮的黄色溶液。
实施例2根据实施例1的方法，将X克的马来酸酐与Y克的四聚丙烯在230℃、40psi下反应4小时。在除去未反应物料后形成馏份，并在初步加热搅拌后，缓慢加入0.27克的氢氧化钠，用以形成丁烷二酸十二碳烯二钠盐的盐溶液。
在制备本发明的抗腐蚀添加剂过程中，可以以重量比为0.02％至0.010％的量使用诸如2-甲氧基甲基乙氧基丙烷的消泡剂。还可以使用另外的稳定剂，如苯甲酸、马来酸以及类似物质。
虽然本发明已经结合示例性的实施例加以描述，但是本领域的普通技术人员应当明了可以在不偏离本发明的精神和保护范围的情况下做出多种改进或变化。因此，很明显，本发明只由权利要求及其等同物来限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种抗腐蚀添加剂，其化学式为 其中，M+选自由Na+和K+组成的组；R1是C1至C24的支链或直链的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支链或直链的脂肪族化合物。
2.根据权利要求1所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述抗腐蚀添加剂与混凝土混合用于加强混凝土结构中。
3.根据权利要求2所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述抗腐蚀添加剂在每立方码水泥中含有大约3至5磅的量。
4.根据权利要求3所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述抗腐蚀添加剂是丁烷二酸十二碳烯二钠盐。
5.一种构建加强混凝土结构的方法，其中的改进包括以下步骤a.在构建所述加强混凝土结构的过程中，将化学式为 的抗腐蚀化合物与混凝土混合，其中，M+选自由Na+和K+组成的组；R1是C1至C24的支链或直链的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支链或直链的脂肪族化合物。
6.根据权利要求5所述的构建加强混凝土结构的方法，其中，所述抗腐蚀添加剂在每立方码水泥中含有大约3至5磅的量。
7.根据权利要求6所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述抗腐蚀添加剂是丁烷二酸十二碳烯二钠盐。
8.一种用于形成以下化学式的抗腐蚀添加剂的方法，包括以下步骤 (a)将化学式为C＝C-R1的烯烃与以下化学式的环二酸反应 其中，R1是C1至C24的支链或直链的脂肪烃，而R2是C-C10的支链或直链的脂肪烃，用以形成 以及(b)将步骤(a)的产物与选自由氢氧化钠和氢氧化钾组成的组中的碱金属氢氧化物反应，用以形成以下化学式的可溶性盐 9.一种用于对铁基结构进行处理的方法，包括向所述铁基结构施加有效量的抗腐蚀添加剂，所述添加剂的化学式为 其中，M+选自由Na+和K+组成的组；R1是C1至C24的支链或直链的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支链或直链的脂肪族化合物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，将在水基溶液中的所述抗腐蚀添加剂施加到加强混凝土结构的固化混凝土的表面。
11.根据权利要求10所述定的方法，其中，将所述水基溶液在修补前直接施加到所述固化混凝土的裂缝中。
权利要求
1.一种抗腐蚀添加剂，其化学式为 其中，M+选自由Na+和K+组成的组；R1是C1至C24的支链或直链的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支链或直链的脂肪族化合物，所述添加剂在使用前要与待使用的另一组合物混合。
2.根据权利要求1所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述组合物是在加强混凝土结构中与钢筋一起使用的混凝土。
3.根据权利要求2所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述抗腐蚀添加剂在每立方码水泥中含有大约3至5磅的量。
4.根据权利要求3所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述抗腐蚀添加剂是丁烷二酸十二碳烯二钠盐。
5.一种构建加强混凝土结构的方法，其中的改进包括以下步骤a.将以下化学式 的抗腐蚀化合物与混凝土混合，然后使用得到的混合物构建所述加强混凝土结构。
6.根据权利要求5所述的构建加强混凝土结构的方法，其中，所述抗腐蚀添加剂的使用量是每立方码水泥大约3至5磅。
7.根据权利要求6所述的抗腐蚀添加剂，其中，所述抗腐蚀添加剂是丁烷二酸十二碳烯二钠盐。
8.一种用于形成以下化学式的抗腐蚀添加剂的方法，包括以下步骤 (a)将化学式为C＝C-R1的烯烃与以下化学式的环二酸反应 其中R1是C1至C24的支链或直链的脂肪烃，而R2是C0-C10的支链或直链的脂肪烃，用以形成 以及(b)将步骤(a)的产物与选自由氢氧化钠和氢氧化钾组成的组中的碱金属氢氧化物反应，用以形成以下化学式的可溶性盐
9.向铁基结构中施加有效量的以下化学式的抗腐蚀添加剂 其中，M+选自由Na+和K+组成的组；R1是C1至C24的支链或直链的脂肪族化合物，而R2是C至C10的支链或直链的脂肪族化合物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，将在水基溶液中的所述抗腐蚀添加剂施加到固化的混凝土的表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述溶液在修补前直接加入到所述混凝土的裂缝中。
全文摘要
本申请描述了将二元酸的二碱基盐溶液作为抗腐蚀添加剂，其可以单独使用或以有效量与另一种组合物如混凝土混合使用。
文档编号C04B9/02GK1802329SQ200480014897
公开日2006年7月12日 申请日期2004年5月5日 优先权日2003年5月29日
发明者詹姆斯·汉弗莱, 菲利普·罗兹, 伊兹赖列夫·列昂尼德, 尤金·B·汉弗莱, 迈克尔·S·罗兹 申请人:海格瑞特技术有限责任公司