CN116589905A - 一种防腐结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防腐结构及其制备方法，所述防腐结构包括依次叠设的粘结层、自修复层和防腐蚀层，其中，所述自修复层包括修复剂和增强剂。该防腐结构用于涂覆在易腐蚀器具的表面，具体的，在易腐蚀器具的表面自下而上依次涂覆粘结层、自修复层和防腐蚀层，各涂层材料的功能相互补充，形成了一个稳定的复合结构。由此，采用本发明的防腐结构能够保护易腐蚀器具表面，提高易腐蚀器具的耐腐蚀性能和自修复能力。
Description
技术领域
本发明涉及涂层技术领域，具体涉及一种防腐结构及其制备方法。
背景技术
腐蚀实际上是对自然资源地极大破环与浪费，腐蚀是一个自发过程，一直以来都给人类的生产生活带来了严重的损失，甚至是灾难性的事故。在众多防腐技术中，涂层技术是最直接，且相对简单的一种，因此在土木工程领域、装饰装修方面、金属防腐技术得到了广泛的应用。
然而涂层在使用过程中，会发生破坏，尤其是遭受外部压力而造成的机械损伤，使得涂层产生裂纹甚至脱落，从而使易腐蚀器具表面再次裸露在腐蚀介质中发生腐蚀。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供一种防腐结构及其制备方法，采用本发明提供的防腐结构，能够提高耐腐蚀性能。
为此，本发明第一方面提供了一种防腐结构，根据本发明的实施例，所述防腐结构包括依次叠设的粘结层、自修复层和防腐蚀层，其中，所述自修复层包括修复剂和增强剂。
根据本发明实施例的防腐结构，该防腐结构包括依次叠设的粘结层、自修复层和防腐蚀层，各涂层材料的功能相互补充，形成了一个稳定的“三明治”复合结构。其中，防腐蚀层能够隔离被保护易腐蚀器具表面与周围环境的接触，从而保护易腐蚀器具免受腐蚀，自修复层能够在涂层受到损伤时自动修复，从而使易腐蚀器具具备优异的防腐蚀能力，粘结层能够将自修复层牢牢地粘附在易腐蚀器具表面，使得二者之间具有较高的结合强度和稳定性。此外，自修复层由修复剂和增强剂组成，修复剂是自修复层的主要构成成分，是一种具有自修复功能的材料，能够修复防腐结构中的损伤。增强剂能够增强自修复层的力学性能，提高了自修复层的自修复能力。由此，采用本发明的防腐结构能够保护易腐蚀器具表面，提高防腐结构的耐腐蚀性能。
另外，根据本发明上述实施例的防腐结构还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述粘结层的厚度为0.3mm-5mm。由此，可以提高粘结层的粘结强度，提高防腐结构的稳定性。
根据本发明的一些实施例，所述自修复层的厚度为0.2mm-4mm。由此，能够提高自修复层的自修复能力。
根据本发明的一些实施例，所述防腐蚀层的厚度为0.1mm-4mm。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
根据本发明的一些实施例，所述自修复层中，修复剂的质量占比为70％-90％。由此，能够增强自修复层的自修复能力。
根据本发明的一些实施例，所述自修复层中，增强剂的质量占比为10％-30％。由此，能够增强自修复层的力学性能。
根据本发明的一些实施例，所述修复剂包括改性聚苯乙烯、改性聚酰亚胺、改性聚乙烯醇和聚丙烯酸中的至少一种。由此，能够增强自修复层的自修复能力。
根据本发明的一些实施例，所述增强剂包括碳纤维、玻璃纤维和石墨烯中的至少一种。由此，能够增强自修复层的力学性能。
根据本发明的一些实施例，所述粘结剂包括粘结剂、第一固化剂和固化促进剂。由此，能够提高自修复层和易腐蚀器具表面之间的粘合性。
根据本发明的一些实施例，所述粘结层中，粘结剂的质量占比为75％-85％。由此，能够提高粘结层的粘结性能。
根据本发明的一些实施例，所述粘结层中，第一固化剂的质量占比为10％-20％。由此，能够与粘结剂发生固化反应，提高粘结层的粘结性能。
根据本发明的一些实施例，所述粘结层中，固化促进剂的质量占比为5％-7％。由此，能够促进固化反应，提高粘结层的粘结性能。
根据本发明的一些实施例，所述粘结剂包括苯丙乳液、聚酰胺树脂、硅酮树脂、聚氨酯和黏土中的至少一种。由此，能够提高粘结层的粘结性能。
根据本发明的一些实施例，所述第一固化剂包括五元环酮、四乙烯四胺和二乙二酰丙酸二酯中的至少一种。由此，能够与粘结剂发生固化反应，提高粘结层的粘结性能。
根据本发明的一些实施例，所述固化促进剂包括可溶性钴盐、磷酸酐酰胺和磷酸酐中的至少一种。由此，能够促进固化反应，提高粘结层的粘结性能。
根据本发明的一些实施例，所述防腐蚀层包括防腐剂、第二固化剂、有机溶剂和强化剂。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
根据本发明的一些实施例，所述防腐蚀层中，防腐剂的质量占比为70％-90％。由此，有利于在易腐蚀器具表面形成薄膜，提高防腐结构的耐腐蚀性能。
根据本发明的一些实施例，所述防腐蚀层中，第二固化剂的质量占比为0.5％-15％。由此，有利于与防腐剂发生固化反应。
根据本发明的一些实施例，所述防腐蚀层中，有机溶剂的质量占比为5％-20％。由此，能够溶解防腐剂和第二固化剂，促进固化反应的进行。
根据本发明的一些实施例，所述防腐蚀层中，强化剂的质量占比为1％-20％。由此，能够提高防腐结构的机械性能。
根据本发明的一些实施例，所述防腐剂包括环氧树脂、氟碳漆和改性聚氯乙烯中的至少一种。由此，能够在易腐蚀器具表面形成薄膜，提高防腐结构的耐腐蚀性能。
根据本发明的一些实施例，所述第二固化剂包括环氧丙烷胺、过氧化丙酮和酞酸酐中的至少一种。由此，能够与防腐剂发生固化反应。
根据本发明的一些实施例，所述有机溶剂包括丙酮、N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯中的至少一种。由此，能够溶解防腐剂和第二固化剂，促进固化反应的进行。
根据本发明的一些实施例，所述强化剂包括纳米氧化铝、纳米二氧化硅、钛白粉、氧化锌、聚合物、金属、陶瓷和玻璃等中的至少一种。由此，能够提高防腐结构的机械性能。
在本发明的第二个方面，本发明提供了一种制备上述所述防腐结构的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：制备粘结层；在粘结层的一侧制备自修复层；在所述自修复层背离所述粘结层的一侧制备防腐蚀层，得到防腐结构。
根据本发明实施例的制备防腐结构的方法，该方法采用逐层制备的方法在易腐蚀器具表面得到防腐结构，在易腐蚀器具的表面自下而上依次涂覆粘结层、自修复层和防腐蚀层，各涂层材料的功能相互补充，形成了一个稳定的“三明治”复合结构。其中，防腐蚀层能够隔离被保护易腐蚀器具表面与周围环境的接触，从而保护易腐蚀器具免受腐蚀，自修复层能够在涂层受到损伤时自动修复，从而提高易腐蚀器具的防腐蚀性能，粘结层能够将自修复层牢牢地粘附在易腐蚀器具表面上，使得二者之间具有较高的结合强度和稳定性。此外，自修复层由修复剂和增强剂组成，修复剂是自修复层的主要构成成分，是一种具有自修复功能的材料，主要功能是在防腐结构发生划伤或者磨损时，能够修复损伤。增强剂与修复剂之间能够通过物理或化学的交互作用，相互连接形成强化效应，从而提高自修复层的力学性能。由此，采用本发明的防腐结构能够保护易腐蚀器具表面，提高防腐结构的耐腐蚀性能。
另外，根据本发明上述实施例的制备防腐结构的方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一些实施例，步骤在粘结层的一侧制备自修复层包括：在200℃-300℃的温度下，将修复剂和增强剂熔融，得到自修复层涂料；将自修复层涂料涂覆在粘结层的一侧，得到自修复层。由此，能够得到性能优秀的自修复层，有利于提高防腐结构的耐腐蚀性能。
根据本发明的一些实施例，所述熔融时间为20min-30min。由此，能够得到均匀的自修复层涂料，有利于自修复层涂料涂覆，从而提高防腐结构的耐腐蚀性能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了本申请一实施例的防腐结构的结构示意图；
图2显示了图1中所述的防腐结构的制备方法示意图。
附图标记说明：
100：防腐结构；10：粘结层；20：自修复层；30：防腐蚀层；1：易腐蚀器具。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
涂层是涂料一次施涂在易腐蚀器具表面上所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等易腐蚀器具上的塑料薄层。然而涂层在使用过程中，会发生破坏，尤其是遭受外部压力而造成的机械损伤，使得涂层产生裂纹甚至脱落，从而使易腐蚀器具表面再次裸露在腐蚀介质中发生腐蚀。
鉴于此，如图1所示，本发明提出了一种防腐结构100。根据本发明的实施例，所述防腐结构包括依次叠设的粘结层10、自修复层20和防腐蚀层30，其中，所述自修复层包括修复剂和增强剂。
本发明上述实施例的防腐结构100是在易腐蚀器具1的表面依次涂覆粘结层10、自修复层20和防腐蚀层30，各涂层材料的功能相互补充，形成了一个稳定的“三明治”复合结构。其中，防腐蚀层能够隔离被保护易腐蚀器具表面与周围环境的接触，从而保护易腐蚀器具免受腐蚀，自修复层能够在涂层受到损伤时自动修复，从而提高防腐结构的防腐蚀性能，粘结层能够将自修复层牢牢地粘附在易腐蚀器具表面上，使得二者之间具有较高的结合强度和稳定性。此外，自修复层由修复剂和增强剂组成，修复剂是自修复层的主要构成成分，是一种具有自修复功能的材料，主要功能是在防腐结构发生划伤或者磨损时，能够修复损伤。增强剂能够增强自修复层的力学性能。由此，采用本发明的防腐结构能够保护易腐蚀器具表面，提高防腐结构的耐腐蚀性能。
需要说明的是，对于易腐蚀器具1的种类不特殊限定，根据本发明的一个具体实施例，所述易腐蚀器具可以为消防炮，消防炮是一种常用的消防设备，常用于高层建筑和大型工厂等场所的火灾扑救。在使用过程中容易受到腐蚀、磨损等因素的影响，导致设备的使用寿命缩短、安全性降低。主要是由于消防炮通常由金属材料制成，经常处于恶劣环境中，如潮湿、腐蚀、紫外线辐射等，易受到腐蚀的影响。海水中含有许多盐类和其他化学物质，这些物质可能会与金属发生反应，导致腐蚀。此外，海水中还存在微生物、藻类和其他生物，它们可以在金属表面形成生物膜，也会加速金属的腐蚀过程。本申请提供的防腐结构是在易腐蚀器具的表面自下而上依次涂覆粘结层、自修复层和防腐蚀层，各涂层材料的功能相互补充，形成了一个稳定的“三明治”复合结构。由此，本申请提供的防腐结构可以自行修复消防炮表面结构的磨损、破损或裂纹等损坏问题，使其恢复正常使用状态，从而提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述粘结层10的厚度为0.3mm-5mm，例如粘结层的厚度可以为0.5mm-4.5mm，1mm-4mm，1.5mm-3.5mm，2mm-3mm等。如果粘结层的厚度小于0.3mm，可能无法提供足够的粘结强度，导致自修复层和防腐蚀层容易剥离或脱落。并且较薄的粘结层也可能无法有效填补易腐蚀器具表面的不平坦和凹凸部分，导致粘结不均匀，影响防腐结构的质量和性能。如果粘结层的厚度超过5mm，过厚的粘结层可能在固化过程中出现收缩和开裂的问题，影响涂层的稳定性和耐久性。而且较厚的粘结层还可能会导致涂层表面的不平整，增加表面粗糙度，影响涂层的外观质量和光滑度。由此，将上述粘结层的厚度限定在上述范围内，可以提高粘结层的粘结强度和涂层性能，而且也能提高防腐结构的稳定性和耐久性。
在本发明的一些实施例中，所述自修复层20的厚度为0.2mm-4mm，例如自修复层的厚度可以为0.5mm-3.5mm，1mm-3mm，1.5mm-2.5mm等。如果自修复层的厚度小于0.2mm，其自修复能力可能会受到限制。自修复层的功能主要是通过自愈性材料释放修复剂或填补材料来修复涂层表面的微小损伤。较薄的自修复层可能无法容纳足够的修复剂，限制了其修复效果。如果自修复层的厚度超过4mm，较厚的自修复层可能对防腐结构的柔韧性和弯曲性能产生负面影响。由此，将上述自修复层的厚度限定在上述范围内，能够提高自修复层的自修复能力。
在本发明的一些实施例中，所述防腐蚀层30的厚度为0.1mm-4mm，例如防腐蚀层的厚度可以为0.5mm-3.5mm，1mm-3mm，1.5mm-2.5mm等。如果防腐蚀涂层的厚度小于0.1mm，防腐结构的保护性能可能会受到限制。防腐蚀层的主要功能是隔离被保护物体与外部环境的接触，防止腐蚀、氧化和其他化学反应。过薄的防腐蚀层可能无法提供足够的隔离效果，导致防腐结构的耐腐蚀性能下降，被保护物体易受到环境侵蚀。如果防腐蚀层的厚度超过4mm，过厚的防腐蚀层可能对被保护物体的外观和尺寸产生不利影响，会造成涂层因为内应力过大而开裂。由此，将上述防腐蚀层的厚度限定在上述范围内，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述自修复层30中，修复剂的质量占比为70％-90％，例如修复剂的质量占比可以为72％-89％，73％-87％，75％-85％等。如果修复剂的含量过高，会导致固化反应的效率低，从而降低自修复层的自修复能力，如果修复剂的含量过低，会导致自修复层的自修复能力减弱。由此，将上述修复剂的的含量限定在上述范围，能够提高防腐结构的自修复能力，从而提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述自修复层30中，增强剂的质量占比为10％-30％，例如增强剂的质量占比可以为15％-28％，17％-25％，18％-22％等。如果增强剂的含量过高，会导致涂层涂料的流动性降低，不利于涂料的涂布，如果增强剂的含量过低，不利于增强自修复层的力学性能。由此，将上述增强剂的的含量限定在上述范围，能够提高防腐结构的自修复能力，从而提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述修复剂包括改性聚苯乙烯、改性聚酰亚胺、改性聚乙烯醇和聚丙烯酸中的至少一种。上述提供的修复剂在高温条件下，能够发生解交联的现象，促使修复剂具有一定的流动性，能够自由流动到涂层的损伤处，重新发生交联反应，完成对涂层损伤的修复。例如，当升高到一定温度时，聚丙烯酸的内共价键发生可逆分解，使分子链段自由流动到涂层的损伤处，并重新形成交联，完成对涂层损伤的修复。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述增强剂包括碳纤维、玻璃纤维和石墨烯中的至少一种。增强剂的作用是提高自修复层的力学性能。修复剂和增强剂之间通过物理或化学交互作用，相互连接形成强化效应，从而提高自修复层的力学性能。例如，修复剂中的自修复单元可以与增强剂的表面相互吸附或化学反应，形成稳定的界面结构，从而提高自修复层的力学性能和自修复能力。由此，选用上述增强剂，能够提高自修复层的力学性能和自修复能力，从而提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述粘结层10包括粘结剂、第一固化剂和固化促进剂。粘结剂作为粘结层的主要成分，是能够形成强有力的化学键的高分子材料，具有较好的粘结性能。第一固化剂能够与粘结剂发生固化反应，使粘结剂分子发生交联反应，形成高分子聚合物，并在易腐蚀器具表面形成一个牢固的粘结。固化促进剂是加速固化反应的辅助剂，能够增加第一固化剂与粘结剂反应的速率和效率，从而缩短固化时间，提高固化效果。粘结剂、第一固化剂和固化促进剂共同构成了粘结层的完整体系，实现了对易腐蚀器具的粘结。
在本发明的一些实施例中，所述粘结层10中，粘结剂的质量占比为75％-85％，例如粘结剂的质量占比可以为77％-83％，78％-82％，79％-81％等。如果粘结剂的含量过低，会导致粘结层与易腐蚀器具表面的结合力变弱，出现涂层脱落的现象，如果粘结剂的含量过高，会导致粘结剂的溢出，造成浪费。由此，将上述粘结剂的含量限定在上述范围，能够提高粘结层的粘性，有利于将修复层和易腐蚀器具牢固的粘在一起，从而保护易腐蚀器具的表面。
在本发明的一些实施例中，所述粘结层10中，第一固化剂的质量占比为10％-20％，例如第一固化剂的质量占比可以为12％-29％，14％-18％，15％-17％等，如果第一固化剂的含量过低，会导致固化剂与粘结剂之间的固化反应减弱，从而影响粘结层与易腐蚀器具表面的结合力，如果第一固化剂的含量过高，会降低涂层的柔韧性，容易开裂。由此，将上述第一固化剂的含量限定在上述范围，有利于与粘结层发生固化反应，提高粘结层的粘性。
在本发明的一些实施例中，所述粘结层10中，固化促进剂的质量占比为5％-7％，例如固化剂促进剂的质量占比可以为5.3％-6.7％，5.5％-6.5％，5.8％-6.2％等，如果固化促进剂的含量过低，会导致与粘结层的固化反应效率低，从而降低粘结层与易腐蚀器具的结合力，如果固化促进剂的含量过高，并不能达到加速固化的效果，反而会使涂层的性能下降，导致涂层开裂。由此，将上述固化促进剂的含量限定在上述范围，有利于促进粘结剂与第一固化剂发生固化反应，提高固化效果。
在本发明的一些实施例中，所述粘结剂包括苯丙乳液、聚酰胺树脂、硅酮树脂、聚氨酯和黏土中的至少一种。上述选用的粘结剂具有较好的粘结性能。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述第一固化剂包括五元环酮、四乙烯四胺和二乙二酰丙酸二酯中的至少一种。上述选用的第一固化剂能够与粘结剂分子发生交联反应，形成高分子聚合物，并在易腐蚀器具表面形成一个牢固的粘结。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述固化促进剂包括可溶性钴盐、磷酸酐酰胺和磷酸酐中的至少一种。上述选用的固化促进剂能够促进第一固化剂与粘结剂发生固化反应，提高反应速率，缩短固化时间。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述防腐蚀层30包括防腐剂、第二固化剂、有机溶剂和强化剂。防腐蚀层的主要功能是隔离被保护易腐蚀器具表面与周围环境的接触，从而保护易腐蚀器具免受腐蚀。防腐蚀层能够防止氧气、水、盐等腐蚀因素侵蚀被保护易腐蚀器具表面，从而延长其使用寿命。具体来说，防腐剂作为防腐蚀层的主要成分，是通过涂覆在被保护易腐蚀器具表面形成的薄膜，起到隔离和保护的作用。第二固化剂能够与防腐剂发生固化反应，使得防腐剂分子发生交联反应，形成高分子聚合物，从而使涂层形成坚硬、耐磨、防腐蚀的保护层。有机溶剂能够溶解防腐剂和第二固化剂，以便涂覆在被保护易腐蚀器具表面，形成连续的薄膜层，有机溶剂还可以调节涂层的粘度、流动性和干燥速度，从而影响涂层的质量和性能。强化剂可以提高涂层的机械性能、增加涂层的厚度和填补表面缺陷。由此，由上述四部分组成得防腐蚀层，能够保护易腐蚀器具得表面，提高防腐结构得耐腐蚀性能。
需要说明的是，防腐剂具有一定的粘度，能够增加自修复层和防腐蚀层的结合力，其中，粘度是影响防腐剂粘性质量的关键因素。如果粘度太大，那么涂层较厚、耗胶量大、干燥速度减慢，而且还会影响防腐剂对易腐蚀器具表面的润湿和渗透作用。
在本发明的一些实施例中，所述防腐蚀层30中，防腐剂的质量占比为70％-90％，例如防腐剂得质量占比可以为72％-98％，75％-95％，78％-88％等。如果防腐剂得含量过低，会导致防腐蚀层容易发生腐蚀，从而不能保护易腐蚀器具表面，如果防腐剂得含量过高，会导致对环境的污染。由此，将上述防腐剂的含量限定在上述范围，有利于提高防腐结构得耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述防腐蚀层30中，第二固化剂的质量占比为0.5％-15％，第二固化剂得质量占比可以为2％-13％，4％-12％，6％-10％等，如果第二固化剂的含量过低，会导致固化剂与防腐剂之间的固化反应减弱，降低了防腐蚀涂层的耐磨性能，如果第二固化剂得含量过高，会降低涂层的柔韧性，容易开裂。由此，将上述第二固化剂的含量限定在上述范围，有利于与防腐剂发生固化反应，从而提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述防腐蚀层30中，有机溶剂的质量占比为5％-20％，例如有机溶剂的质量占比可以为7％-18％，9％-16％，10％-12％等。如果有机溶剂溶剂的含量过低，会导致涂层的粘度过低、流动性差，不利于形成连续的薄膜层。如果有机溶剂的含量过高，会导致涂层的干燥速度变慢流动性大，不利于形成连续的薄膜层。由此，将上述有机溶剂的含量限定在上述范围，有利于调节涂层的粘度、流动性和干燥速度，从而提供防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述防腐蚀层30中，强化剂的质量占比为1％-20％，强化剂的质量占比可以为3％-17％，5％-15％，8％-12％等，如果强化剂的含量过低，会导致防腐蚀层的力学强度过低，如果强化剂的含量过高，会导致防腐蚀层的附着力减弱，从而造成防腐蚀层的开裂。由此，将上述强化剂的含量限定在上述范围，有利于调节防腐蚀涂层的力学性能，从而提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述防腐剂包括环氧树脂、氟碳漆和改性聚氯乙烯中的至少一种。选用上述的防腐剂涂覆在被保护易腐蚀器具的表面形成薄膜，能够防止氧气、水、盐等腐蚀因素侵蚀被保护易腐蚀器具表面。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述第二固化剂包括环氧丙烷胺、过氧化丙酮和酞酸酐中的至少一种。选用上述的第二固化剂能够与防腐剂分子发生交联反应，形成高分子聚合物，从而使涂层形成坚硬、耐磨、防腐蚀的保护层。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述有机溶剂包括丙酮、N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯中的至少一种。选用上述的有机溶剂能够有效溶解防腐剂和第二固化剂，便于涂覆在被保护易腐蚀器具表面，而且上述的有机溶剂还可以调节涂层的粘度、流动性和干燥速度。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
在本发明的一些实施例中，所述强化剂包括纳米氧化铝、纳米二氧化硅、钛白粉、氧化锌、聚合物、金属、陶瓷和玻璃等中的至少一种。由此，选用上述的强化剂可以增强涂层的抗磨损和防腐蚀性能。
在本发明的另一个方面，如图2所示，本发明提供了一种制备上述所述防腐结构100的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：
S100：制备粘结层10。
对于粘结层的制备方式不特殊限定，在本发明的一个实施例中，首先制备粘结层的涂料，具体的，按上述提供的质量百分比将粘结剂、第一固化剂和固化促进剂加入搅拌分散桶中，先在第一转速下搅拌使上述组成物质分散，再在第二转速下均匀搅拌，直到上述组成物质完全溶解，没有可见的颗粒物停止搅拌，得到粘结层涂料，再将粘结层涂料涂布到易腐蚀器具的表面上，从而得到粘结层。
在本发明的一些实施例中，所述第一转速为200r/min-400r/min，例如第一转速可以是210r/min-380r/min，230r/min-350r/min，250r/min-330r/min，260r/min-310r/min等，所述第二转速为1200r/min-2000r/min，例如第二转速可以为1300r/min-1900r/min，1500r/min-1800r/min，1600r/min-1700r/min等，由此，先在低速下搅拌能够促使混合组分的分散，再在高转速下进行搅拌，能够使得混合组分充分反应，提高反应速率。
S200：在粘结层10的一侧制备自修复层20。
对于自修复层的制备方式不特殊限定，在本发明的一个实施例中，首先制备自修复层的涂料，具体的，在200℃-300℃的温度下，例如温度可以为210℃-290℃，220℃-280℃，230℃-270℃，240℃-260℃等，按上述提供的质量百分比将修复剂和增强剂混合，熔融反应20min-30min，例如熔融反应的时间可以是21min-29min，23min-27min，24min-26min等，待混合物呈熔融流体，即得到自修复层涂料，再将自修复层涂料涂布到粘结层的表面上，得到自修复层。
S300：在所述自修复层20背离所述粘结层的一侧制备防腐蚀层30，得到防腐结构100。
对于防腐蚀层的制备方式不特殊限定，在本发明的一个实施例中，首先制备防腐蚀层的涂料，具体的，按上述提供的质量百分比将防腐剂、第二固化剂、有机溶剂和强化剂加入搅拌分散桶中，先在第三转速下搅拌使上述组成物质分散，再在第四转速下均匀搅拌，直到上述组成物质完全溶解，没有可见的颗粒物停止搅拌，得到防腐蚀层涂料，再将防腐蚀层涂料涂布到自修复层的表面上，从而得到防腐蚀层。由此，得到防腐结构。
在本发明的一些实施例中，所述第三转速为200r/min-400r/min，例如第三转速可以是210r/min-380r/min，230r/min-350r/min，250r/min-330r/min，260r/min-310r/min等，所述第四转速为800r/min-1000r/min，例如第四转速可以为820r/min-980r/min，830r/min-960r/min，850r/min-930r/min等，由此，先在低速下搅拌能够促使混合组分的分散，再在高转速下进行搅拌，能够使得混合组分充分反应，提高反应速率。
根据本发明实施例的制备防腐结构的方法，该方法采用逐层制备的方法在易腐蚀器具表面得到防腐结构，该方法简单易操作，具体的，在易腐蚀器具的表面自下而上依次涂覆粘结层、自修复层和防腐蚀层，各涂层材料的功能相互补充，形成了一个稳定的“三明治”复合结构。当易腐蚀器具表面受到磨损、划伤、腐蚀等损伤时，在高温条件下，自修复层能够自动识别和修复损伤，使得防腐结构具有一定的生命特性，能够自我修复并延长使用寿命。同时，粘结层能够确保三层材料之间的牢固粘合，防腐蚀层能够保护易腐蚀器具的表面。由此，能够提高防腐结构的耐腐蚀性能。
下面将结合实施例对本公开的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本公开，而不应视为限定本公开的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
(1)制备粘结层：将80％的聚氨酯、15％的五元环酮和5％的可溶性钴盐加入到搅拌分散桶中，先在200r/min的转速下搅拌分散，再在1200r/min的转速下搅拌均匀，直到混合物质完全溶解，没有可见的颗粒物后停止搅拌，得到粘结层涂料，将粘结层涂料涂布到消防炮的表面上，从而得到厚度为3mm的粘结层。
(2)在粘结层的一侧制备自修复层：在200℃的温度下，将70％的改性聚苯乙烯和30％的碳纤维混合，熔融反应20min，得到自修复层涂料，将自修复层涂料涂布到粘结层的表面上，得到厚度为2mm的自修复层。
(3)在所述自修复层背离所述粘结层的一侧制备防腐蚀层：将80％的环氧树脂、10％的丙酮、5％的纳米氧化铝和5％的环氧丙烷胺加入到搅拌分散桶中，先在400r/min的转速下搅拌分散后，再在2000r/min的转速下搅拌均匀，直到混合物质完全溶解，没有可见的颗粒物后停止搅拌，得到防腐蚀层涂料，将防腐蚀层涂料涂布到自修复层的表面上，从而得到厚度为3mm的防腐蚀层。由此，得到防腐结构。
实施例2-11和对比例1-4的防腐结构，除参数不同外(参见表1)，其余与实施例1相同。
本申请实施例1-11和对比例1-4的防腐结构的组成参数如表1所示。
表1
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“-”表示没有该层。
性能测试：
(1)耐腐蚀性能测试：以实施例1为例，参照国家标准GB6458-86，使用盐水喷雾试验机将氯化钠溶液的试验液，以雾状喷于实施例1中所得防腐结构上，进行240小时的喷雾测试后，观察防腐结构的腐蚀情况，若防腐结构表面出现腐蚀现象，记录时间并停止喷雾测试，若防腐结构表面喷雾240h后仍未被腐蚀，则记录为240h并停止喷雾测试。
对实施例1-11和对比例1-2进行上述耐腐蚀性能测试，结果如表2所示。
表2
| 喷雾时间/h | 腐蚀情况 | |
| 实施例1 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例2 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例3 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例4 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例5 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例6 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例7 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例8 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例9 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例10 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例11 | 240 | 未腐蚀 |
| 对比例1 | 187 | 出现裂纹 |
| 对比例2 | 193 | 出现裂纹 |
(2)自修复性能测试：以实施例1为例，先进行人为破坏防腐蚀涂层，再进行85℃高温自修复，防腐结构的表面进行观察，判断破损的防腐结构是否被修复，再对涂层进行上述240小时的喷雾测试，观察涂层的腐蚀情况，若防腐结构表面出现腐蚀现象，记录时间并停止喷雾测试，若防腐结构表面喷雾240h后仍未被腐蚀，则记录为240h并停止喷雾测试。
对实施例1-11和对比例3-4进行上述自修复性能测试，结果如表3所示。
表3
| 自修复情况 | 喷雾时间/h | 腐蚀情况 | |
| 实施例1 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例2 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例3 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例4 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例5 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例6 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例7 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例8 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例9 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例10 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 实施例11 | 是 | 240 | 未腐蚀 |
| 对比例3 | 否 | 0 | 出现裂纹 |
| 对比例4 | 否 | 0 | 出现裂纹 |
从表2和表3中可以看出，实施例1-11和对比例1-2都是在同等试验条件下，实施例1-11喷涂240h后仍未被腐蚀，对比例1-2在喷涂不到240时就出现腐蚀，可见实施例1-11的消防炮经过防腐蚀涂层处理后，消防炮的耐盐雾能力大幅度上升。这是因为防腐蚀涂层的存在隔离了金属表面与周围环境的接触，从而保护金属免受腐蚀。涂层能够防止氧气、水、盐等腐蚀因素侵蚀被保护物体表面，使其具有更强的耐腐蚀性，抗盐雾能力也得到提升，从而延长其使用寿命。
从表3中可以看出，实施例1-11和对比例3-4都是在同等试验条件下，具有自修复层的实施例1-11，在85℃高温自修复后再次具备完整的防腐结构和防腐能力，而经过人为破坏防腐蚀涂层的对比例3-4完全丧失防腐能力。表明在防腐蚀涂层发生划伤或者磨损时，自修复层能够自动识别和修复损伤，释放出自修复剂。此时，自修复层和防腐蚀涂层之间通过物理或化学交互作用，相互连接形成强化效应，快速修复涂层的损伤，恢复原来的材料结构和性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一些实施方案”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (13)
1.一种防腐结构，其特征在于，所述防腐结构包括依次叠设的粘结层、自修复层和防腐蚀层，其中，所述自修复层包括修复剂和增强剂。
2.根据权利要求1所述的防腐结构，其特征在于，所述粘结层的厚度为0.3mm-5mm；
任选地，所述自修复层的厚度为0.2mm-4mm；
任选地，所述防腐蚀层的厚度为0.1mm-4mm。
3.根据权利要求1所述的防腐结构，其特征在于，所述自修复层中，修复剂的质量占比为70％-90％；
任选地，所述自修复层中，增强剂的质量占比为10％-30％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的防腐结构，其特征在于，所述修复剂包括改性聚苯乙烯、改性聚酰亚胺、改性聚乙烯醇和聚丙烯酸中的至少一种；
任选地，所述增强剂包括碳纤维、玻璃纤维和石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的防腐结构，其特征在于，所述粘结层包括粘结剂、第一固化剂和固化促进剂。
6.根据权利要求5所述的防腐结构，其特征在于，所述粘结层中，粘结剂的质量占比为75％-85％；
任选地，所述粘结层中，第一固化剂的质量占比为10％-20％；
任选地，所述粘结层中，固化促进剂的质量占比为5％-7％。
7.根据权利要求5所述的防腐结构，其特征在于，所述粘结剂包括苯丙乳液、聚酰胺树脂、硅酮树脂、聚氨酯和黏土中的至少一种；
任选地，所述第一固化剂包括五元环酮、四乙烯四胺和二乙二酰丙酸二酯中的至少一种；
任选地，所述固化促进剂包括可溶性钴盐、磷酸酐酰胺和磷酸酐中的至少一种。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的防腐结构，其特征在于，所述防腐蚀层包括防腐剂、第二固化剂、有机溶剂和强化剂。
9.根据权利要求8所述的防腐结构，其特征在于，所述防腐蚀层中，防腐剂的质量占比为70％-90％；
任选地，所述防腐蚀层中，第二固化剂的质量占比为0.5％-15％；
任选地，所述防腐蚀层中，有机溶剂的质量占比为5％-20％；
任选地，所述防腐蚀层中，强化剂的质量占比为1％-20％。
10.根据权利要求8所述的防腐结构，其特征在于，所述防腐剂包括环氧树脂、氟碳漆和改性聚氯乙烯中的至少一种；
任选地，所述第二固化剂包括环氧丙烷胺、过氧化丙酮和酞酸酐中的至少一种；
任选地，所述有机溶剂包括丙酮、N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯中的至少一种；
任选地，所述强化剂包括纳米氧化铝、纳米二氧化硅、钛白粉、氧化锌、聚合物、金属、陶瓷和玻璃等中的至少一种。
11.一种制备权利要求1-10所述的防腐结构的方法，其特征在于，包括：
制备粘结层；
在粘结层的一侧制备自修复层；
在所述自修复层背离所述粘结层的一侧制备防腐蚀层，得到防腐结构。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤在粘结层的一侧制备自修复层包括：
在200℃-300℃下，将修复剂和增强剂熔融，得到自修复层涂料；
将自修复层涂料涂覆在粘结层的一侧，得到自修复层。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述熔融时间为20min-30min。
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