一种金属用防腐涂料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种金属用防腐涂料及其制备和应用。该金属用防腐涂的料原料组分及其质量百分比为：光固化涂料前驱体80

【技术实现步骤摘要】
一种金属用防腐涂料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于防腐涂料
，具体涉及一种金属用防腐涂料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀(Metallic Corrosion)。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。因此，金属腐蚀引起人们对安全问题的重视。
[0003]针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：(1)改变金属的内部组织结构，例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢；(2)保护层法，即在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。保护层法主要包括三种方式：a、在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料；b、用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等，这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀；c、用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。
[0004]其中有机涂层因其良好的时效性和加工性能而被认为是防止金属腐蚀的最通用策略，广泛应用于机械和海洋防腐等场合中。然而，纯有机涂层无法提供良好的综合性能，如物理阻隔性、耐腐蚀性以及化学惰性等。疏水涂层通常由低表面能物质和微纳米尺度粗糙结构组成，由于其优异的阻隔性能，能屏蔽腐蚀介质与金属基材的接触，从而赋予金属基材长久防腐性能。此外，涂层制备涉及到长流程的工艺、严重环境污染、高成本以及低的涂料利用率等，这不符合工业大规模生产、应用以及环保的要求。
[0005]申请号为201910162015.0的专利技术专利公开了一种防腐碳纳米管/硅烷复合超疏水涂层及其制备方法，以环保无污染的有机硅烷为成膜剂，以负载缓蚀剂的多壁碳纳米管为载体，通过一步浸涂技术制备具有超疏水特性的功能化表面，将特殊浸润性表面与环保型硅烷钝化技术有机结合起来，进而大大延长镀锌钢的耐腐蚀寿命，降低维护成本。主要包括以下步骤，将经过脱脂并羟基化的镀锌钢基体浸入含有搭载缓蚀剂的碳纳米管、无机纳米颗粒、低表面能修饰剂的硅烷溶液中处理1
‑
10min，然后将镀锌钢基体缓慢取出，采用压缩空气除去多余液体，并用无水乙醇清洗，在80～150℃下固化成膜10
‑
40min。该工艺过程仍存在较为复杂的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决上述问题，提供了一种金属用防腐涂料及其制备和应用，该涂料适合工业加工生产，简单环保，涂料利用率高，且防腐性能优异。
[0007]按照本专利技术的技术方案，所述金属用防腐涂料，原料组分及其质量百分比为：光固
化涂料前驱体80
‑
95％，纳米颗粒5
‑
20％；
[0008]所述光固化涂料前驱体的原料包括疏水剂、交联剂和光引发剂；
[0009]所述疏水剂为带有多官能度双键的不饱和油酸酯；
[0010]所述交联剂为巯基类衍生物。
[0011]本专利技术中疏水剂能够屏蔽腐蚀介质与金属基体的直接接触，采用巯基类衍生物与疏水剂配合使用，同时作为固化成膜的基础；涂料适用于各种金属基体，包括但不限于铝镁合金和钢。
[0012]进一步的，所述光固化涂料前驱体中疏水剂、交联剂和光引发剂的质量比为5：2
‑
4：0.5
‑
5。
[0013]进一步的，所述带有多官能度双键的不饱和油酸酯为季戊四醇油酸酯和/或甘油油酸酯。
[0014]进一步的，所述巯基类衍生物为3
‑
巯丙基三乙氧基硅烷和/或季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯。
[0015]进一步的，所述光引发剂为光引发剂1173。
[0016]进一步的，所述纳米颗粒纳米二氧化硅、石墨烯和MXene中的一种或多种。
[0017]本专利技术的第二方面提供了上述金属用防腐涂料的制备方法，包括以下步骤，
[0018]S1：将疏水剂、交联剂和光引发剂混合并搅拌均匀，然后进行紫外照射处理，得到光固化涂料前驱体；
[0019]S2：向所述光固化涂料前驱体中加入纳米颗粒，搅拌均匀，得到所述金属用防腐涂料。
[0020]进一步的，所述步骤S1中，紫外照射处理的时间为2
‑
8h，光照强度为0.5
‑
5mW cm
‑2。
[0021]具体的，所述金属用防腐涂料的制备方法可以如下：
[0022]S1：将疏水剂、交联剂和光引发剂按质量比为5：2
‑
4：0.5
‑
5混合并搅拌均匀，然后置于光照强度为0.5
‑
5mW cm
‑2的紫外灯下照射2
‑
8h，得到光固化涂料前驱体；
[0023]S2：向步骤S1得到的光固化涂料前驱体中加入纳米颗粒，纳米颗粒用量为5
‑
20wt.％(金属用防腐涂料中纳米颗粒的含量)，搅拌均匀，得到所述金属用防腐涂料。
[0024]本专利技术的第三方面提供了上述金属用防腐涂料在金属防腐中的应用，其特征在于，将所述金属用防腐涂料涂覆在金属表面，经热固化工艺处理后形成防腐涂层。
[0025]进一步的，涂覆可以采用刮涂法，涂覆厚度为100
‑
500um，具体的，轻薄涂层约150um以下，厚涂层200um以上。
[0026]进一步的，热固化工艺处理的温度为130
‑
150℃，时间为8
‑
15min；优选为140℃固化10min。
[0027]本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0028]1、本专利技术的防腐涂料避免了有机溶剂的使用，简单环保，流程短，适用工业加工生产，涂料利用率高，防腐性能优异；
[0029]2、本专利技术的防腐涂料除了赋予基材防腐性能外，涂层中的功能性纳米颗粒还可赋予涂层耐光老化和耐高温性能，满足防腐涂层在复杂环境中的应用。
附图说明
[0030]图1为涂层PM/SiO2后的铝镁合金AZ31B的SEM微观图。
[0031]图2为涂层PM/SiO2后的铝镁合金AZ31B的水接触角的光学照片。
[0032]图3为涂层前后的铝镁合金AZ31B的塔菲尔极化曲线。
[0033]表1为涂层前后的铝镁合金AZ31B的塔菲尔极化参数。
[0034]图4为铝镁合金AZ31B的奈奎斯特曲线。
[0035]图5为涂层PM后的铝镁合金AZ31B的奈奎斯特曲线。
[0036]图6为涂层PM/SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属用防腐涂料，其特征在于，原料组分及其质量百分比为：光固化涂料前驱体80
‑
95％，纳米颗粒5
‑
20％；所述光固化涂料前驱体的原料包括疏水剂、交联剂和光引发剂；所述疏水剂为带有多官能度双键的不饱和油酸酯；所述交联剂为巯基类衍生物。2.如权利要求1所述的金属用防腐涂料，其特征在于，所述光固化涂料前驱体中疏水剂、交联剂和光引发剂的质量比为5：2
‑
4：0.5
‑
5。3.如权利要求1或2所述的金属用防腐涂料，其特征在于，所述带有多官能度双键的不饱和油酸酯为季戊四醇油酸酯和/或甘油油酸酯。4.如权利要求1或2所述的金属用防腐涂料，其特征在于，所述巯基类衍生物为3
‑
巯丙基三乙氧基硅烷和/或季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯。5.如权利要求1或2所述的金属用防腐涂料，其特征在于，所述光引发剂为光引发剂1173。6.如权利要求1所述的金属用防腐涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晖，蔡映杰，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：