CN109337454B - 一种适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属防腐领域，具体涉及一种具有高耐蚀及锈转化性能的高分子防蚀膏及其制备方法和应用。高耐蚀防蚀膏为在含聚异丁烯的混合物中加入复配转锈剂和二茂铁粉体；其中，二茂铁粉体的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的1％‑3％，复配转锈剂的添加量高耐蚀防蚀膏质量的3％‑5％。本发明防蚀膏获得优良的耐腐蚀性、良好的封闭效果，大大提升了防蚀膏的防护寿命。

Description

一种适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于金属防腐领域，具体涉及一种具有高耐蚀及锈转化性能的高分子防蚀膏及其制备方法和应用。
背景技术
钢铁材料作为最常用的建筑材料，广泛应用于海洋环境中。然而，由于海洋环境中盐分高、湿度大，是腐蚀最为苛刻的自然环境之一，因此，海洋环境中钢铁材料的腐蚀与防护是困扰人类海洋开发活动的重要问题。
目前，在海洋大气环境中，常规防护手段一般为涂镀层、大黄油等防护手段，但是长期实践表明，由于海洋大气的高腐蚀性，常规手段已经不能提供良好的防护，因此，应用于海洋大气环境的防蚀膏材料已有研发，其耐蚀性能虽然较涂镀层与大黄油技术有一定提高，但是其对严苛的海洋大气环境防护仍远远不够。因此，针对以上问题，急需一种具有高耐蚀及锈转化性能的高分子防蚀膏。
发明内容
针对上述高腐蚀性的海洋大气环境中钢结构的防护问题及目前技术的缺陷，本发明目的在于提供一种适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案为：
一种适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏，其特征在于：高耐蚀防蚀膏为在含聚异丁烯的混合物中加入复配转锈剂和二茂铁粉体；其中，二茂铁粉体的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的1％-3％，复配转锈剂的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的3％-5％。
优选，所述二茂铁粉体的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的3％，复配转锈剂的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的5％。
所述复配转锈剂为鞣酸、硬脂酸钙、硅酸钠与乙醇胺按重量份数比为1:3:0.1:0.01-1:7:0.5:0.03。
所述改性的二茂铁粉体粒径1μm；所述含聚异丁烯的混合物为按重量百分比计，聚异丁烯57-60％、有机膨润土10-13％、二氧化钛0.1-1％、石墨0.1-1％、滑石粉26-29％和二氧化硅0.1-0.24％。
一种适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏的制备方法，在聚异丁烯基础体系中，添加具有耐腐蚀及封闭性能的改性的二茂铁粉体和复配转锈剂混匀即可。
一种适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏的应用，所述防蚀膏作为适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏中的应用。
本发明的有益效果在于：
本发明高耐蚀防蚀膏是将具有耐腐蚀及封闭性能的二茂铁粉体加入聚异丁烯基础体系中对其改性，同时复配鞣酸、硬脂酸钙、硅酸钠与乙醇胺，进而使得耐腐蚀与锈转化性能得以显著提升，可应用于高腐蚀性的海洋大气环境中钢结构的防护，具体在于：
(1)目前已知二茂铁具有良好的耐磨与耐酸碱性能，但本发明通过二茂铁的复合可对防蚀膏的封闭性能与耐氯离子腐蚀性能带来有意想不到的增强效果，进而大大提高对钢铁基底的腐蚀防护效果。
(2)本发明高耐蚀防蚀膏中通过复配鞣酸、硬脂酸钙、硅酸钠与乙醇胺，充分利用了其吸附作用及其阴极、阳极缓蚀的特点，大大提升了防蚀膏的锈转化功能并延长了防蚀膏对基底的腐蚀防护寿命。
附图说明
图1A为本发明实施例提供的含聚异丁烯的混合物的盐雾实验光学照片。
图1B为本发明实施例提供的具有高耐蚀及锈转化性能的高分子防蚀膏的盐雾实验光学照片。
图2为本发明实施例提供的含聚异丁烯的混合物(a)与具有高耐蚀及锈转化性能的高分子防蚀膏(b)防护下的钢铁试样暴露于海洋干湿交替环境下的腐蚀产物傅里叶变换红外吸收光谱谱图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明，有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
高耐蚀防蚀膏的制备：
在含聚异丁烯的混合物(聚异丁烯60％、有机膨润土10.76％、二氧化钛1％、石墨1％、滑石粉27％和二氧化硅0.24％)中，添加具有耐腐蚀及封闭性能的二茂铁粉体和复配转锈剂，使用行星搅拌机调和均匀；其中，具有耐腐蚀及封闭性能的二茂铁粉体的添加质量分数为1％，复配转锈剂的添加质量分数为3％；所述复配转锈防蚀剂为鞣酸、硬脂酸钙、硅酸钠与乙醇胺质量分数比1:3:0.1:0.01。
所述具有耐腐蚀及封闭性能的二茂铁粉粒径1μm。
将上述获得高耐蚀防蚀膏适用于海洋大气环境的耐盐雾测试：
在打磨光滑的碳钢板表面分别涂抹2μm厚的含聚异丁烯的混合物或上述实施例高耐蚀防蚀膏，放入日本suga公司CYP-90型盐雾实验箱4d，定期记录腐蚀情况(原始形貌、盐雾12h及盐雾4d后)的光学照片如图1A和B所示。
由测试结果可知，含聚异丁烯的混合物与实施例中高耐蚀防蚀膏在最初12h内均展现了良好的耐腐蚀性能，防护下的钢铁表面未出现任何锈蚀。当盐雾暴露时间增长到4d后，基础聚异丁烯体系失效，其覆盖下的钢铁发生了严重锈蚀，出现了大量黄锈，而高耐蚀防蚀膏体系仍旧保持优秀的耐蚀性能，其保护下的钢铁试样未出现任何锈蚀；可见，高耐蚀防蚀膏内添加二茂铁，其除具有自身耐磨与耐酸碱性能，当其再与高耐蚀防蚀膏中其它成分混配使其不仅达到自身效果，并且还能对防蚀膏的封闭性能与耐氯离子腐蚀性能带来有意想不到的增强效果，并且促进其它成分吸附作用及其阴极、阳极缓蚀进而达到显著降低腐蚀速率意想不到的效果。
实施例2：
高耐蚀防蚀膏的制备：
在含聚异丁烯的混合物(聚异丁烯57％、有机膨润土13％、二氧化钛1％、石墨1％、滑石粉27.9％和二氧化硅0.1％)中，添加具有耐腐蚀及封闭性能的二茂铁粉体和复配转锈剂，使用行星搅拌机调和均匀；其中，具有耐腐蚀及封闭性能的二茂铁粉体(1μm)的添加质量分数为3％，复配转锈剂的添加质量分数为5％；所述复配转锈防蚀剂为鞣酸、硬脂酸钙、硅酸钠与乙醇胺质量分数比1:7:0.5:0.03。
将上述获得高耐蚀防蚀膏适用于海洋大气环境的耐盐雾测试：
在打磨光滑的碳钢板表面分别涂抹2μm厚的含聚异丁烯的混合物或上述实施例高耐蚀防蚀膏，在海水干湿交替的大气环境中放置8d，对其表面腐蚀产物进行傅里叶变换红外吸收光谱分析(FT-IR)。结果如图2所示。
由图2(a)可见含聚异丁烯的混合物防护下的碳钢在8d后的腐蚀产物。所有吸收峰强度都很低，说明腐蚀产物主要为无机物。1020cm-1附近的吸收峰是γ-FeOOH的特征吸收峰。796cm-1和890cm-1的吸收峰代表α-FeOOH，568cm-1和473cm-1的吸收峰证明了Fe3O4的存在，1650cm-1处的吸收峰表明在腐蚀产物中有结合水存在。由图2(b)可见本实施例高耐蚀防蚀膏防护下的碳钢在2d、4d和8d后与的腐蚀产物与复配转锈剂本身的FTIR图。复配转锈剂的红外谱图中3700cm-1至2700cm-1之间的宽吸收峰对应O-H伸缩振动吸收峰，是多酚类的特征吸收峰。1600cm-1、1521cm-1和1447cm-1的吸收峰为C＝C骨架伸缩振动吸收峰，证明了芳香环的存在。900cm-1至600cm-1之间的多个吸收峰、1000cm-1和1300cm-1的弱吸收峰对应了苯环上取代物的吸收峰。在腐蚀产物FTIR图中3300cm-1吸收峰明显减弱说明OH的减少，证明转锈剂是以羟基与铁离子发生螯合配位，生成转锈剂螯合物盐；转锈剂螯合物盐在1448cm-1、1032cm-1和873cm-1的吸收峰强度明显降低；与纯转锈剂的红外谱图相比，腐蚀产物的红外谱图在1088cm-1的吸收峰向低频移动。随着暴露时间的增加，各吸收峰位置不变，吸收强度不断增加，说明腐蚀产物中转锈剂螯合物盐含量不断增多，证明其有良好的锈转化功能。
由此可见，所得高耐蚀防蚀膏获得优良的耐腐蚀性、良好的封闭效果，进而使得耐腐蚀与锈转化性能得以显著提升，大大提升了防蚀膏的防护寿命，可应用于高腐蚀性的海洋大气环境中钢结构的防护。

Claims (5)

1.一种适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏，其特征在于：高耐蚀防蚀膏为在含聚异丁烯的混合物中加入复配转锈剂和二茂铁粉体；其中，二茂铁粉体的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的1%-3%，复配转锈剂的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的3%-5%；
所述复配转锈剂为鞣酸、硬脂酸钙、硅酸钠与乙醇胺按重量份数比为1:3:0.1:0.01或1:7:0.5:0.03；
所述含聚异丁烯的混合物为按重量百分比计，聚异丁烯57-60%、有机膨润土10-13%、二氧化钛0.1-1%、石墨0.1-1%、滑石粉26-29%和二氧化硅0.1-0.24%。
2.按权利要求1所述的适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏，其特征在于：所述二茂铁粉体的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的3%，复配转锈剂的添加量占高耐蚀防蚀膏质量的5%。
3.按权利要求1或2所述的适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏，其特征在于：所述二茂铁粉体粒径1μm。
4.一种权利要求1所述的适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏的制备方法，其特征在于：在聚异丁烯基础体系中，添加具有耐腐蚀及封闭性能的二茂铁粉体和复配转锈剂混匀即可。
5.一种权利要求1所述的适用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏的应用，其特征在于：所述防蚀膏作为用于海洋大气环境的高耐蚀防蚀膏中的应用。
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