海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬金屬防腐技術領域，尤其涉及一種海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]我國擁有18000多公里海岸線，具有豐富的海洋資源和蓬勃發(fā)展的海洋產業(yè)，但由于海水環(huán)境(含C1-和大量微生物等)的特殊性，海洋環(huán)境非常嚴酷且具有強腐蝕性。海水具有含鹽量高、導電性強，02和C02在表層海水中趨于飽和，pH值達到8.2左右，電導率遠遠超過河水和雨水的電導率，具有腐蝕性的天然電解質溶液，導致海水中的使浸泡在海水中的金屬發(fā)生電池作用導致電偶腐蝕效應。此外，海水中生活著21萬多種的海洋生物有，其中有一些動植物和微生物會附著于海洋工程材料上，形成生物污損。據調查統(tǒng)計，全世界有2000種左右的海洋污損生物，在我國沿海地區(qū)，主要的污損生物大約為200種，它們大多棲息在岸邊及港灣處，生物污損也會加劇海洋工程材料腐蝕。研究結果表明，海洋生物在船舶表面附著導致的海洋污損將增加船體表面的粗糙度、降低航速、增加燃油消耗量，增加大量無謂的維護與運行成本。我國每年因腐蝕造成的經濟損不低于900億元，海洋腐蝕的比例達到30%以上，其中海洋材料腐蝕總量的30%和海洋微生物附著相關。
[0003]近年來，隨著科學技術的進步，海洋工業(yè)得到迅猛發(fā)展，海上鉆探、海水捕撈、遠洋航運、海岸工程等已成為人們開發(fā)建設的重點領域，浩瀚的海洋必將給予更加巨大的財富。但海洋的腐蝕和污染問題又時刻挑戰(zhàn)者人們開發(fā)利用海洋的手段，同時也是決定開發(fā)利用海洋成功與失敗的關鍵之一。在工程構件表面涂刷涂料是解決海洋防污、防腐問題的重要手段，隨著海洋事業(yè)的興起，海洋涂料也獲得了巨大的發(fā)展。但現(xiàn)有涂料中有些含有銅、錫等重金屬離子，會在一定程度上污染海洋，有些涂料的機械強度不高，不能滿足實際需要，還有一些涂料的成本過高，不適用產業(yè)化生產。所以研究開發(fā)一類環(huán)境友好且能夠滿足實際生產需要的綠色防腐、防污涂料就顯得極為重要。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種結合力高，腐蝕壽命長，耐濕熱性理想，環(huán)保效能顯著的海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料及其制備方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。
[0006]當采用納米氧化物時，本發(fā)明海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料，以質量份計，包括如下組分:
環(huán)氧樹脂15?20份；腐蝕抑制劑1?5份；
氟碳樹脂15?24份；分散劑1?3份；
鋁鋅鎳合金粉15?25份；粘結劑0.6?1份；
有機溶劑15?20份；消泡劑2?9份；
納米氧化物5?10份；增稠劑1?4份； 去離子水10?20份。
[0007]作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述納米氧化物為納米氧化鋁、納米氧化鈦、納米氧化鋅中的一種或兩種以上的混合物。
[0008]進一步地，本發(fā)明所述有機溶劑為乙二醇；所述消泡劑為正丁醇；所述腐蝕抑制劑為硼酸；所述分散劑為二丙二醇。
[0009]上述海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料，可按如下步驟實施。
[0010](1)按計量在攪拌條件下依次加入的有機溶劑、去離子水、環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂。
[0011](2)依次加入消泡劑及分散劑。
[0012](3)繼續(xù)攪拌后依次加入鋁鋅鎳合金粉、納米氧化物、腐蝕抑制劑、增稠劑及粘結劑。
[0013](4)持續(xù)攪拌，即得目的產物。
[0014]進一步地，本發(fā)明所述步驟(1)中，在攪拌速度為200r/min的條件下依次加入有機溶劑、去離子水、環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂；所述步驟(2)中，攪拌60?80min后，依次加入消泡劑、分散劑；所述步驟(3)中，繼續(xù)攪拌80?120min后，依次加入鋁鋅鎳合金粉、納米氧化物、腐蝕抑制劑、增稠劑及粘結劑；所述步驟(4)中，持續(xù)攪拌30?60min，即得目的產物。
[0015]當采用改性納米氧化物時，本發(fā)明海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料，以質量份計，包括如下組分:
環(huán)氧樹脂15?20份；腐蝕抑制劑1?5份；
氟碳樹脂15?24份；分散劑1?3份；
鋁鋅鎳合金粉15?25份；粘結劑0.6?1份；
有機溶劑15?20份；消泡劑2?9份；
改性納米氧化物5?10份；增稠劑1?4份；
去離子水10?20份。
[0016]進一步地，本發(fā)明所述改性納米氧化物為改性納米氧化鋁、改性納米氧化鈦、改性納米氧化鋅中的一種或兩種以上的混合物。
[0017]進一步地，本發(fā)明所述有機溶劑為乙二醇；所述消泡劑為正丁醇；所述腐蝕抑制劑為硼酸；所述分散劑為二丙二醇。
[0018]進一步地，本發(fā)明所述改性納米氧化物的制備方法按如下步驟實施:按質量配比依次為6.5:0.1:1的比例分別稱取丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯及納米氧化物；先將丙醇和異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯混合均勻，然后加入納米氧化物，在室溫條件下將所得混合物以250 r/min的攪拌速度攪拌2小時后，利用真空抽濾進行固液分離，將固體在70 V條件下烘干后即得改性納米氧化物。
[0019]上述海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料，其特征在于，按如下步驟實施:
(1)按計量在攪拌條件下依次加入的有機溶劑、去離子水、環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂；
(2)依次加入消泡劑及分散劑；
(3)繼續(xù)攪拌后依次加入鋁鋅鎳合金粉、改性納米氧化物、腐蝕抑制劑、增稠劑及粘結劑；
(4)持續(xù)攪拌，即得目的產物。
[0020]本發(fā)明結合力高，腐蝕壽命長，耐濕熱性理想，環(huán)保效能顯著。采用本發(fā)明的涂料在Q235鋼片上涂覆形成80 μ m厚的涂層，經加速腐蝕模擬試驗結果表明在海水飛濺帶環(huán)境中其結合力高于70N，中性鹽霧腐蝕壽命大于1800小時，300°C耐濕熱性大于260小時，硝酸銨快速腐蝕壽命大于10小時，耐海洋氣候腐蝕壽命大于22年(快速壽命)。
【具體實施方式】
[0021]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的保護范圍不僅局限于下列內容的表述。
[0022]實施例1。
[0023]海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料，以質量份計，包括如下組分:
有機溶劑(乙二醇)15份；改性棒狀納米氧化鋁5份；
去離子水20份；環(huán)氧樹脂15份；
氟碳樹脂24份；消泡劑(正丁醇)2份；
分散劑(二丙二醇)1份； 增稠劑(硅藻土)1份；
招鋅鎳合金粉(合金中金屬招、鋅、鎳的質量比3:2:5) 15份；
腐蝕抑制劑(硼酸)1份； 粘結劑(硼酸偶聯(lián)劑)1份。
[0024]上述海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料的制備方法，可按如下步驟實施。
[0025]①在攪拌速度為200r/min的條件下依次加入15份的有機溶劑(乙二醇)、20份的去離子水、15份的環(huán)氧樹脂、24份的氟碳樹脂；②攪拌80min后依次加入2份消泡劑(正丁醇)、1份分散劑(二丙二醇)；③繼續(xù)攪拌80min后依次加入15份鋁鋅鎳合金粉(合金中金屬鋁、鋅、鎳的質量比3:2:5)、5份改性棒狀納米氧化鋁、1份腐蝕抑制劑(硼酸)、1份增稠劑(硅藻土)、1份粘結劑(硼酸偶聯(lián)劑);④所有成分添加完畢后持續(xù)攪拌60min獲得合格涂料。
[0026]所述改性棒狀納米氧化鋁的制備方法按如下步驟實施:按質量配比依次為6.5:0.1:1的比例分別稱取丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯及棒狀納米氧化鋁；先將丙醇和異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯混合均勻，然后加入棒狀納米氧化鋁，在室溫條件下將所得混合物以250 r/min的攪拌速度攪拌2小時后，利用真空抽濾進行固液分離，將固體在70°C條件下烘干后即得改性棒狀納米氧化鋁。
[0027]采用本發(fā)明的涂料在Q235鋼片上涂覆形成80 μ m厚的涂層，經加速腐蝕模擬試驗結果表明在海水飛濺帶環(huán)境中其結合力高于70N，中性鹽霧腐蝕壽命大于1800小時，300°C耐濕熱性大于260小時，硝酸銨快速腐蝕壽命大于10小時，耐海洋氣候腐蝕壽命大于22年(快速壽命)。
[0028]實施例2。
[0029]海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料，以質量份計，包括如下組分:
有機溶劑(乙二醇)20份；去離子水10份；
環(huán)氧樹脂20份；氟碳樹脂15份；
消泡劑(正丁醇)9份；分散劑(二丙二醇)3份；
招鋅鎳合金粉(合金中金屬招、鋅、鎳的質量比2:5:3) 15份；
改性片狀納米氧化鈦5份；腐蝕抑制劑(硼酸)1份；
增稠劑(硅藻土)1份；粘結劑(硼酸偶聯(lián)劑)1份。
[0030]上述海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料的制備方法，可按如下步驟實施。
[0031]①在攪拌速度為200r/min的條件下依次加入20份的有機溶劑(乙二醇)、10份的去離子水、20份的環(huán)氧樹脂、15份的氟碳樹脂；②攪拌60min后依次加入9份消泡劑(正丁醇)、3份分散劑(二丙二醇)；③繼續(xù)攪拌120min后依次加入15份鋁鋅鎳合金粉(合金中金屬鋁、鋅、鎳的質量比2:5:3)、5份改性片狀納米氧化鈦、1份腐蝕抑制劑(硼酸)、1份增稠劑(硅藻土)、1份粘結劑(硼酸偶聯(lián)劑);④所有成分添加完畢后持續(xù)攪拌50min獲得合格涂料。
[0032]所述改性片狀納米氧化鈦的制備方法按如下步驟實施:按質量配比依次為6.5:0.1:1的比例分別稱取丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯及片狀納米氧化鈦；先將丙醇和異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯混合均勻，然后加入片狀納米氧化鈦，在室溫條件下將所得混合物以250 r/min的攪拌速度攪拌2小時后，利用真空抽濾進行固液分離，將固體在70°C條件下烘干后即得改性片狀納米氧化鈦。
[0033]采用本發(fā)明的涂料在Q235鋼片上涂覆形成80 μ m厚的涂層，經加速腐蝕模擬試驗結果表明在海水飛濺帶環(huán)境中其結合力高于70N，中性鹽霧腐蝕壽命大于1800小時，300°C耐濕熱性大于260小時，硝酸銨快速腐蝕壽命大于10小時，耐海洋氣候腐蝕壽命大于22年(快速壽命)。
[0034]實施例3。
[0035]海洋金屬構件防污、防腐處理用新型涂料，以質量份計，包括如下組分: