CN102151651B - 一种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法，包括：(1)将环氧树脂、酚醛树脂和有机硅树脂预聚体按质量比1～2∶1～2∶1混合，加入与酚醛树脂质量比为1∶1的二甲苯，溶解形成胶液；(2)把纳米氧氮化硅铝粉末加入到上述胶液中分散30～50分钟，粉末质量为胶液质量的4～5％；(3)将胶液用聚酰胺固化，喷涂于棒材表面，即得耐氯离子腐蚀棒材。本发明工艺简单，成本低，利于工业化，制得的表面涂层使得棒材耐氯离子腐蚀性能有显著的提高，具有良好的应用前景。

Description

一种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于棒材表面涂料的领域，特别涉及一种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法。

背景技术

[0002] 海洋性环境和海水中存在渗透能力和腐蚀性极强的氯离子，目前常用的海洋工程防护方法是涂覆防海水腐蚀的海洋涂料。海洋涂料的两大基础系列是海洋防污涂料与海洋防腐涂料。根据不同设施的使用环境，可分为船舶涂料、海洋工程设施用重防腐涂料等。船舶涂料按使用部位分为船底防腐和防污涂料、船壳涂料、甲板涂料、内舱涂料以及各种特种 功能涂料。海洋防腐涂料所包括的范围非常广泛且都属于重防腐涂料的范畴，如防锈底漆、船壳漆、甲板漆、内舱漆、集装箱涂料、海港设施及平台涂料、油罐涂料、海水冷却管道及海上输油管道用涂料等。随着人类进入21世纪，海洋经济和海洋产业进一步升级和向多元化发展，人们对于海洋工程防护涂料尤其是量大面广的环氧富锌涂料的需求量越来越大，也提出了更高的要求，例如高防护性能、低资源消耗及环境生态友好等。但传统的海洋工程涂料的防护性能，尤其是抗氯离子腐蚀方面的性能还不令人满意。

[0003] 腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的。20世纪70年代前后，许多工业发达国家相继进行了比较系统的腐蚀调查工作，并发表了调查报告。结果显示，腐蚀的损蚀占全国GNP的1%到5%。这次调查是各国政府关注腐蚀的危害，也对腐蚀科学的发展起到了重要的推动作用。在此后的30年间，人们在不同程度上进行了金属的保护工作。在以后的不同时间各国又进行了不同程度的调查工作，不同时期的损失情况也是不同的。有资料记载，美国1975年的腐蚀损失为820亿美元，占国民经济总产值的4. 9% ; 1995年为3000亿美元，占国民经济总产值的4. 21%。这些数据只是与腐蚀有关的直接损失数据，间接损失数据有时是难以统计的，甚至是一个惊人的数字。

[0004] 金属腐蚀在造成经济损失的同时，也造成了资源和能源的浪费，由于所报废的设备或构件有少部分是不能再生的，可以重新也冶炼再生的部分在冶炼过程中也会耗费大量的能源。目前世界上的资源和能源日益紧张，因此由腐蚀所带来的问题不仅仅只是一个经济损失的问题了。腐蚀对金属的破坏，有时也会引发灾难性的后果，此方面的例子太多了，所以对金属腐蚀的研究是利国利民的选择。由于世界各国对于腐蚀的危害有了深刻的认识，因此利用各种技术开展了金属腐蚀学的研究，经过几十年代努力已经取得了显著的成绩。

[0005] 那么，如何才能赋予海洋涂料高抗氯离子腐蚀性能，关键在于进一步提高环氧富锌涂料成膜后涂层整体的质量，而高耐海水腐蚀性、抗划伤性能等是其重要的特征。然而，传统海洋涂料的树脂已无法满足人们对海洋工程高抗氯离子腐蚀性能的要求。以环氧富锌涂料为例，目前通用的环氧富锌涂料由树脂，锌粉等填料及辅助材料所组成。依据经典的涂膜腐蚀失效机理，在腐蚀介质中涂膜的腐蚀失效通常有三种形式：一是涂层与基体的附着力差，出现脱落；二是涂层自身受到酸、碱、盐等介质的侵蚀而丧失了对基体的保护；三是涂层存在缺陷（如针孔）或涂层抗渗性差，像Na+、Cr等离子可以通过扩散，从而使涂层的电阻大大下降造成局部腐蚀。环氧富锌涂层表面抗划伤性能主要取决于涂层表面显微及耐磨性能。通常提高涂膜耐海水腐蚀性、抗划伤性性能的主要途径是采用高性能树脂和高品质填料及辅料等。

[0006]目前应用较多的用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层，称为非金属涂层，可达到防腐蚀的目的。例如，船身、车厢、水桶等常涂油漆，汽车外壳常喷漆，枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）喷涂金属表面，比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁、色泽艳丽，兼具防腐蚀与装饰的双重功能。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法，该方法工艺简单，成本低，利于工业化，制得的表面涂层使得棒材耐氯离子腐蚀性能有显著的提高，具有良好的应用前景。

[0008] 本发明的一种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法，包括：

[0009] (I)将环氧树脂、酚醛树脂和有机硅树脂预聚体按质量比I〜2 ： I〜2 ： I混合，加入与酚醛树脂质量比为I : I的二甲苯，溶解形成胶液；

[0010] (2)把纳米氧氮化硅铝粉末加入到上述胶液中分散30〜50分钟，粉末质量为胶液质量的4〜5% ；

[0011] (3)将胶液用聚酰胺固化，喷涂于棒材表面，即得耐氯离子腐蚀棒材。

[0012] 所述步骤（I)中的环氧树脂型号为E20,分子量为1000。

[0013] 所述步骤（I)中的有机硅树脂为聚甲基苯基有机硅树脂.

[0014] 所述步骤（2)中的纳米氧氮化娃招粉末粒径为30_50nm。

[0015] 所述步骤（3)中的聚酰胺质量为环氧树脂质量的5%,固化时间为48小时。

[0016] 本发明通过高速分散，纳米粉体分布均匀、细致，提高涂层的致密度的同时，也发挥了其本身的优异抗腐蚀性能。改性的环氧树脂也提高了涂料的附着力和耐腐蚀性，采用的聚酰胺固化剂也可保证涂层的优异性能，使涂层有良好的兼容性及优良的耐腐蚀性。

[0017] 有益效果

[0018] 本发明工艺简单，成本低，利于工业化，制得的表面涂层使得棒材耐氯离子腐蚀性能有显著的提高，具有良好的应用前景。

具体实施方式

[0019] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0020] 实施例I

[0021] (I)取聚甲基苯基有机硅40g，环氧树脂20g，酚醛树脂20g，混合加入到三口瓶中，瓶中装有搅拌计、温度计、回流冷凝器及油水分离器，再加入20g有机溶液二甲苯，加热升温到150°左右，反应出的小分子（如乙醇）及水通过油水分离器分离出去。反应3〜4h后，降温停止加热，溶液冷却后行成胶液。

[0022] (2)将纳米氧氮化硅铝4g，加入到胶液中，一起置于真空密炼机中高速分散30分钟。

[0023] (3)经高速分散后，脱氧除气，最终过滤得到浆液即为抗氯离子腐蚀高效表面涂料。

[0024] 实施例2 [0025] (I)取聚甲基苯基有机硅30g，环氧树脂30g，酚醛树脂20g，混合加入到三口瓶中，瓶中装有搅拌计、温度计、回流冷凝器及油水分离器，再加入20g有机溶液二甲苯，加热升温到150°左右，反应出的小分子（如乙醇）及水通过油水分离器分离出去。反应3〜4h后，降温停止加热，溶液冷却后行成胶液。

[0026] (2)将纳米氧氮化硅铝5g，加入到胶液中，一起置于真空密炼机中高速分散50分钟。

[0027] (3)经高速分散后，脱氧除气，最终过滤得到浆液即为抗氯离子腐蚀高效表面涂料。

[0028] 实施例I和实施例2成分列表如下：

[0029]

[0030] 将热镀锌板进行喷砂处理，提高表面建议表面粗糙度为30-50 μ m。喷砂处理后经无水乙醇、丙酮依次清洗后，干燥，放置于干燥器中备用。

[0031] 把实施例I和实施例2制得的涂料加入聚酰胺作为固化剂处理，聚酰胺固化剂质量为按照环氧树脂质量的5%的比例加入，即加入Ig的聚酰胺固化剂。将涂料均匀喷涂于热镀锌板上，室温下48小时固化成膜，对样品的性能测试如下表所示。

[0032] 表I不同实施例下获得的涂膜耐盐雾性能测试结果

[0033]

[0034] 从实验结果来看，利用本发明技术处理过的涂膜板的盐雾实验时间得到了明显提高，说明本发明的抗氯离子腐蚀高效表面涂层其耐氯离子腐蚀性能得到了显著提高。

Claims (4)

1. ー种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法，包括： (1)将环氧树脂、酚醛树脂和有机硅树脂预聚体按质量比I〜2:1〜2:1混合，加入与酚醛树脂质量比为1:1的ニ甲苯，溶解形成胶液；其中，有机硅树脂为聚甲基苯基有机硅树脂； (2)把纳米氧氮化硅铝粉末加入到上述胶液中分散30〜50分钟，粉末质量为胶液质量的4〜5 % ； (3)将胶液用聚酰胺固化，喷涂于棒材表面，即得表面涂覆有耐氯离子腐蚀涂料的棒材。

2.根据权利要求I所述的ー种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法，其特征在于：所述步骤（I)中的环氧树脂型号为E20，分子量为1000。

3.根据权利要求I所述的ー种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法，其特征在于：所述步骤（2)中的纳米氧氮化硅铝粉末粒径为30-50nm。

4.根据权利要求I所述的ー种具有表面涂层的耐氯离子腐蚀棒材的制备方法，其特征在于：所述步骤（3)中的聚酰胺质量为环氧树脂质量的5%,固化时间为48小时。