CN105820615A - 一种环保铝电极防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保铝电极防腐涂料，它是由下述重量份的原料组成的：蜂蜡2‑3、十六烷基三甲基溴化铵0.7‑1、硫酸镁0.05‑0.06、苯并三氮唑0.06‑0.07、辛基酚聚氧乙烯醚1.7‑2、十二胺0.3‑0.5、正硅酸乙酯46‑50、正十二烷基三氯硅烷0.3‑0.4、正丙醇锆13‑20、乙酰乙酸乙酯7‑10、异丙醇57‑60、硅烷偶联剂kh56010‑13、羧酸甘油酯0.1‑0.2、棕榈酸钙0.6‑2、氟硅酸钠1‑2、乙酰丙酮锌0.2‑0.3、月桂基二甲基氧化胺0.2‑0.4。本发明的涂料不含有毒有害物质挥发，安全环保性好。

Description

一种环保铝电极防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电极防腐技术领域，尤其涉及一种环保铝电极防腐涂料及其制备方法。

背景技术

金属涂层防腐蚀是金属防腐的重要方法之一，而涂层本身只起到被动的物理隔绝作用，即防止金属表面与环境介质的直接接触，由于涂层内部可能存在一些缺陷(如微孔)，所以不能充分保护好金属。为了提高其主动防腐性，以直接或间接的方式添加无机或有机缓蚀剂。直接添加的缓蚀剂可能会与涂层发生相互作用,降低涂层的强度，同时也造成了不必要的浪费，而间接方式主要是通过载体材料负载缓蚀剂，防止缓蚀剂与涂层的直接接触，必要时也能够释放出来、理想的缓蚀剂载体需要具备两大特征，一方面，载体材料不能和涂层本身发生反应,并且与涂层有较好的相容性；另一方面,在载体中的缓蚀剂包覆效率应该比较高,当涂层受外界环境刺激时，缓蚀剂能够在短时间内释放出来，保护金属表面；

近年来研究表明，可以釆用无机材料作为金属缓蚀剂载体，比如高岭土纳米管、Ti02和Si02微球或纳米管特别是介孔Si02微球得到了广泛的应用，主要是由于其具有高比表面积、高孔体积、化学稳定性好以及易进行表面功能化改性等优点；

而关于对介孔Si02微球进行功能化改性方面，有研究采用层层自组装的方法，在介孔Si02微球表面形成多层聚电解质，聚电解质层具有pH刺激响应性，可以达到缓蚀剂可控释放的目的；但是由于这种改性方法比较复杂，不易于工业生产，所以开发简单而新颖的介孔Si02微球表面改性的方法，成为人们的研究方向。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种环保铝电极防腐涂料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种环保铝电极防腐涂料，它是由下述重量份的原料组成的：

蜂蜡2-3、十六烷基三甲基溴化铵0.7-1、硫酸镁0.05-0.06、苯并三氮唑0.06-0.07、辛基酚聚氧乙烯醚1.7-2、十二胺0.3-0.5、正硅酸乙酯46-50、正十二烷基三氯硅烷0.3-0.4、正丙醇锆13-20、乙酰乙酸乙酯7-10、异丙醇57-60、硅烷偶联剂kh56010-13、羧酸甘油酯0.1-0.2、棕榈酸钙0.6-2、氟硅酸钠1-2、乙酰丙酮锌0.2-0.3、月桂基二甲基氧化胺0.2-0.4。

一种所述的环保铝电极防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述十六烷基三甲基溴化铵、氟硅酸钠混合，加入到混合料重量37-40倍的去离子水中，搅拌均匀，滴加3-5mol/l的硫酸，调节pH为2-3，在60-70℃下保温搅拌4-7分钟，与上述硫酸镁、苯并三氮唑混合，超声分散3-5分钟，得水相混合液；

（2）将上述蜂蜡、棕榈酸钙混合，加入到混合料重量10-12倍、70-75%的乙醇中，搅拌均匀，送入80-90℃的水浴中，保温搅拌4-7分钟，出料，加入乙酰丙酮锌，搅拌至常温，滴加3.7-4mol/l的氢氧化钠，调节pH为10-12，搅拌混合20-30分钟，得醇溶液；

（3）将上述辛基酚聚氧乙烯醚、十二胺混合，加入到混合料重量10-14倍的煤油中，超声2-3分钟，得油相混合液；

（4）将上述油相混合液、水相混合液、醇溶液混合，1600-2000转/分搅拌16-20分钟，加入上述正硅酸乙酯重量的3-5%，搅拌反应20-24小时，加入上述混合体系重量1-2%的无水乙醇，搅拌2-3分钟，离心，将沉淀用无水乙醇洗涤3-4次，在46-50℃下干燥20-25小时，得负载硅微球；

（5）将上述正十二烷基三氯硅烷加入到其重量100-140倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入负载硅微球，在80-86℃下超声20-30分钟，离心，将沉淀常温干燥，得疏水改性负载硅微球；

（6）将上述硅烷偶联剂kh560、剩余的正硅酸乙酯、异丙醇混合，超声分散3-5分钟，加入上述月桂基二甲基氧化胺，磁力搅拌20-30分钟，得硅溶胶；

（7）将上述正丙醇锆、乙酰乙酸乙酯混合，搅拌均匀，与上述硅溶胶混合，搅拌均匀，加入疏水改性负载硅微球，磁力搅拌50-60分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，在室温下静置20-25小时，得所述涂料。

一种环保铝电极防腐涂料及其制备方法，所述的涂料的使用方法为：

首先使用8000目的砂纸，将铝电极的表面慢慢打磨至明亮，然后分别用丙酮、水进行清洗，各洗3-4次，自然干燥，浸泡于本发明的涂料中100-120s，然后缓慢将电极提出来，置于室温下干燥，即可。

本发明的优点是：本发明通过油包水型反相微乳液聚合，制备包覆缓蚀剂苯并三氮唑的中空介孔Si02微球，并且在水相中加入镁离子，这样在微球表面的介孔中生成氧氧化镁无机盐沉淀物，这种方法比较简单、易操作，另外，对微球表面进行疏水改性,最后将微球掺入无机涂层中，能够提高无机涂层的防腐蚀性能；

本发明首先将乳化剂和碱性催化剂十二胺溶解在煤油中，将溶有十六烷基三甲基溴化铵和苯并三氮唑的水溶液滴加到油相中，配制成油包水型反相微乳液，然后在磁力搅梓条件下，滴加一定量的正硅酸乙酯到油相中，正硅酸乙酯的水解反应开始进行，由于正硅酸乙酯是油溶性分子，因此在反相微乳液中,其水解反应的发生需要扩散到油水界面处进行，水解后的正硅酸乙酯分子带有部分负电荷，可以与阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵发生静电吸附作用，而被吸附在油水界面上，最后水解的正硅酸乙酯分子在界面处发生缩聚反应，形成Si02的壳层，同时水相中的镁离子与氧氧根离子发生沉淀反应，生成氧氧化镁沉淀，堵塞Si02介孔或孔道，而在生成中空Si02微球的同时，苯并三氮唑分子也被包覆在微球的内部，生成的氧氧化镁沉淀阻碍苯并三氮唑从微球中的渗出；

在电化学腐蚀过程中，可能在局部区域会发生酸碱性的改变，刺激包覆缓蚀剂的载体作出响应；

在受到碱液腐蚀时，苯并三氮唑在碱液中的溶解度较高，就会从微孔中不断的释放出来，起到缓蚀的效果；

在受到酸液腐蚀时，微球表面的介孔孔道中的氢氧化镁沉淀物被酸性溶液中H+溶解，孔道中的苯并三氮唑可以快速的释放出来，达到防腐的目的；

根据铝在中性腐蚀溶液中会发生电化学的腐蚀现象，金属铝发生局部区域的腐蚀，阳极会生成自由的铝离子，溶解在溶液中，会与溶液中的其他成分(如OH-)反应生成氧氧化铝或氧化铝沉淀，与此同时，由于阳极区域中OH-的消耗，会促进整个体系中氢离子和水合氢离子的形成，最终使溶液变成酸性，从前面的分析可以看出，在酸性环境下，微球表面的介孔孔道中的氢氧化镁沉淀物被酸性溶液中H+溶解，孔道中的苯并三氮唑可以快速的释放出来，这样能在阴极或阳极表面成膜，抑制金属的进一步腐蚀；本发明的涂料不含有毒有害物质挥发，安全环保性好。

具体实施方式

一种环保铝电极防腐涂料，它是由下述重量份的原料组成的：

蜂蜡2、十六烷基三甲基溴化铵0.7、硫酸镁0.05、苯并三氮唑0.06、辛基酚聚氧乙烯醚1.7、十二胺0.3、正硅酸乙酯46、正十二烷基三氯硅烷0.3、正丙醇锆13、乙酰乙酸乙酯7、异丙醇57、硅烷偶联剂kh56010、羧酸甘油酯0.1、棕榈酸钙0.6、氟硅酸钠1、乙酰丙酮锌0.2、月桂基二甲基氧化胺0.2。

一种所述的环保铝电极防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述十六烷基三甲基溴化铵、氟硅酸钠混合，加入到混合料重量37倍的去离子水中，搅拌均匀，滴加3mol/l的硫酸，调节pH为2，在60℃下保温搅拌4分钟，与上述硫酸镁、苯并三氮唑混合，超声分散3分钟，得水相混合液；

（2）将上述蜂蜡、棕榈酸钙混合，加入到混合料重量10倍、70%的乙醇中，搅拌均匀，送入80℃的水浴中，保温搅拌4分钟，出料，加入乙酰丙酮锌，搅拌至常温，滴加3.7mol/l的氢氧化钠，调节pH为10，搅拌混合20分钟，得醇溶液；

（3）将上述辛基酚聚氧乙烯醚、十二胺混合，加入到混合料重量10倍的煤油中，超声2分钟，得油相混合液；

（4）将上述油相混合液、水相混合液、醇溶液混合，1600转/分搅拌16分钟，加入上述正硅酸乙酯重量的3%，搅拌反应20小时，加入上述混合体系重量1%的无水乙醇，搅拌2分钟，离心，将沉淀用无水乙醇洗涤3次，在46℃下干燥20小时，得负载硅微球；

（5）将上述正十二烷基三氯硅烷加入到其重量100倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入负载硅微球，在80℃下超声20分钟，离心，将沉淀常温干燥，得疏水改性负载硅微球；

（6）将上述硅烷偶联剂kh560、剩余的正硅酸乙酯、异丙醇混合，超声分散3分钟，加入上述月桂基二甲基氧化胺，磁力搅拌20分钟，得硅溶胶；

（7）将上述正丙醇锆、乙酰乙酸乙酯混合，搅拌均匀，与上述硅溶胶混合，搅拌均匀，加入疏水改性负载硅微球，磁力搅拌50分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，在室温下静置20小时，得所述涂料。

一种环保铝电极防腐涂料及其制备方法，所述的涂料的使用方法为：

首先使用8000目的砂纸，将铝电极的表面慢慢打磨至明亮，然后分别用丙酮、水进行清洗，各洗3次，自然干燥，浸泡于本发明的涂料中100s，然后缓慢将电极提出来，置于室温下干燥，即可。

在0.1 M的NaCl溶液中，对铝的腐蚀抑制效率达到99.24%。

Claims (3)

1.一种环保铝电极防腐涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：

蜂蜡2-3、十六烷基三甲基溴化铵0.7-1、硫酸镁0.05-0.06、苯并三氮唑0.06-0.07、辛基酚聚氧乙烯醚1.7-2、十二胺0.3-0.5、正硅酸乙酯46-50、正十二烷基三氯硅烷0.3-0.4、正丙醇锆13-20、乙酰乙酸乙酯7-10、异丙醇57-60、硅烷偶联剂kh56010-13、羧酸甘油酯0.1-0.2、棕榈酸钙0.6-2、氟硅酸钠1-2、乙酰丙酮锌0.2-0.3、月桂基二甲基氧化胺0.2-0.4。

2.一种如权利要求1所述的环保铝电极防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将上述十六烷基三甲基溴化铵、氟硅酸钠混合，加入到混合料重量37-40倍的去离子水中，搅拌均匀，滴加3-5mol/l的硫酸，调节pH为2-3，在60-70℃下保温搅拌4-7分钟，与上述硫酸镁、苯并三氮唑混合，超声分散3-5分钟，得水相混合液；

（2）将上述蜂蜡、棕榈酸钙混合，加入到混合料重量10-12倍、70-75%的乙醇中，搅拌均匀，送入80-90℃的水浴中，保温搅拌4-7分钟，出料，加入乙酰丙酮锌，搅拌至常温，滴加3.7-4mol/l的氢氧化钠，调节pH为10-12，搅拌混合20-30分钟，得醇溶液；

（3）将上述辛基酚聚氧乙烯醚、十二胺混合，加入到混合料重量10-14倍的煤油中，超声2-3分钟，得油相混合液；

（4）将上述油相混合液、水相混合液、醇溶液混合，1600-2000转/分搅拌16-20分钟，加入上述正硅酸乙酯重量的3-5%，搅拌反应20-24小时，加入上述混合体系重量1-2%的无水乙醇，搅拌2-3分钟，离心，将沉淀用无水乙醇洗涤3-4次，在46-50℃下干燥20-25小时，得负载硅微球；

（5）将上述正十二烷基三氯硅烷加入到其重量100-140倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入负载硅微球，在80-86℃下超声20-30分钟，离心，将沉淀常温干燥，得疏水改性负载硅微球；

（6）将上述硅烷偶联剂kh560、剩余的正硅酸乙酯、异丙醇混合，超声分散3-5分钟，加入上述月桂基二甲基氧化胺，磁力搅拌20-30分钟，得硅溶胶；

（7）将上述正丙醇锆、乙酰乙酸乙酯混合，搅拌均匀，与上述硅溶胶混合，搅拌均匀，加入疏水改性负载硅微球，磁力搅拌50-60分钟，加入剩余各原料，搅拌均匀，在室温下静置20-25小时，得所述涂料。

3.根据权利要求1、2所述的一种环保铝电极防腐涂料及其制备方法，其特征在于，所述的涂料的使用方法为：

首先使用8000目的砂纸，将铝电极的表面慢慢打磨至明亮，然后分别用丙酮、水进行清洗，各洗3-4次，自然干燥，浸泡于本发明的涂料中100-120s，然后缓慢将电极提出来，置于室温下干燥，即可。