一種基體表面的防腐層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基體表面的防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種處于動態(tài)沖擊磨損腐蝕性 液體環(huán)境中的基體表面的防腐層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國擁有18000多公里海岸線，W及豐富的海洋資源和蓬勃發(fā)展的海洋產(chǎn)業(yè)。但 是，我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失至少達(dá)900億元人民幣，其中海洋腐蝕所造成的經(jīng)濟 損失要遠(yuǎn)大于地震、臺風(fēng)等自然災(zāi)害所造成的經(jīng)濟損失，占到30% W上。目前，我國在海洋 油氣田開發(fā)、港口建設(shè)、跨海大橋、海底隧道、船舶工程和深?？碧降阮I(lǐng)域已建和在建大量 的各種鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)設(shè)施，一旦發(fā)生災(zāi)害性腐蝕，將會導(dǎo)致嚴(yán)重破壞和巨大經(jīng) 濟損失。因此，海洋腐蝕與防護(hù)也將成為國家發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。
[0003] 在海洋腐蝕中，一般情況下，鋼在海洋大氣中的平均腐蝕速率約為0. 0 3~ 0. 08mm/a ;而浪瓣區(qū)腐蝕速率為0. 3~0. 5mm/a，最高甚至可達(dá)1. Omm/a W上?？梢?，在浪 花飛瓣區(qū)的腐蝕速度可比海水全浸區(qū)中高出3~10倍。
[0004] 浪花飛瓣區(qū)的腐蝕是由于材料表面受到富含氧氣并不斷交替充氧的含腐蝕性鹽 分的空氣泡液滴飛瓣沖擊，海水的周期性潤濕使得材料表面經(jīng)常處于干濕交替狀態(tài)，氧供 應(yīng)充分，鹽分不斷濃縮，加上溫度差異及風(fēng)和海水同時作用時引起的波浪沖擊等因素協(xié)同 作用，從而更加速了材料的腐蝕。因此，浪花飛瓣區(qū)的腐蝕是最嚴(yán)重的。
[0005] 目前，多數(shù)針對海洋浪瓣區(qū)的防腐方法都還局限于單純靠增加材料的力學(xué)強度、 增加防腐層厚度，W及靠犧牲一種金屬材料而保護(hù)另一種材料的方法。金屬材料雖然硬度 高，但當(dāng)氣泡潰滅時，由于周圍液體壓力遠(yuǎn)超過氣泡壓力，因此，在潰滅瞬時產(chǎn)生極大的沖 擊力和高溫，而送種極大的沖擊力如果單靠增加基體材料的力學(xué)強度，靠硬碰硬的方法來 解決往往是不可取的。
[0006] 因此，單純靠增加材料的強度對耐蝕性的提高具有一定的局限性。因此，發(fā)展長期 有效的浪瓣區(qū)防腐蝕技術(shù)對保護(hù)海洋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施的安全運行具有極其重要的經(jīng)濟價值和 社會意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種基體表面的防腐層，其具有優(yōu)異的腐蝕防 護(hù)作用，適用于處于動態(tài)沖擊磨損腐蝕性液體環(huán)境的基體表面，例如用于海洋浪瓣區(qū)材料 表面防腐、潤輪機葉片防腐、液壓泉防腐等領(lǐng)域。
[0008] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種基體表面的防腐層，如圖1所示，由位于基體1 表面的有機涂層2 W及粘附在有機涂層表面的疏水改性玻璃鱗片組裝結(jié)構(gòu)3組成；
[0009] 所述有機涂層2由固化劑與組分A組成，固化劑與組分A的質(zhì)量比為7 :1-15 ;1， 按照質(zhì)量份數(shù)計，組分A的組分及含量如下：
[0010] 氣碳樹脂40~80份；
[0011] 相容改性的短玻璃鱗片4 3-10份；
[001引溶劑1-20份；
[001引添加劑1~50份；
[0014] 作為優(yōu)選，所述的固化劑為聚異氯酸醋類固化劑；
[0015] 所述相容改性的短玻璃鱗片4是經(jīng)娃焼偶聯(lián)劑表面改性處理的玻璃鱗片，用于提 高玻璃鱗片與氣碳樹脂間的結(jié)合力，其中玻璃鱗片長度為5-20 μ m ;
[0016] 所述的疏水改性玻璃鱗片組裝結(jié)構(gòu)3由疏水改性的長玻璃鱗片5與疏水改性的短 玻璃鱗片6組成；在所述有機涂層1表面，疏水改性的短玻璃鱗片6夾雜在疏水改性的長玻 璃鱗片5之間，使至少部分的疏水改性的長玻璃鱗片5 -端嵌入所述有機涂層2中，另一端 凸出在有機涂層2表面，形成具有尖銳表面的疏水毛細(xì)管結(jié)構(gòu)；
[0017] 所述疏水改性的短玻璃鱗片6是經(jīng)疏水改性劑表面改性處理的玻璃鱗片，該玻璃 鱗片的長度為5-20um ;
[0018] 所述疏水改性的長玻璃鱗片5是經(jīng)疏水改性劑表面改性處理的玻璃鱗片，該玻璃 鱗片的長度為50-200um;
[0019] 作為優(yōu)選，所述疏水改性的短玻璃鱗片6與疏水改性的長玻璃鱗片5的質(zhì)量比為 1:1-1:10。
[0020] 所述的玻璃鱗片可W是鱗片狀C玻璃。
[0021] 作為優(yōu)選，所述的玻璃鱗片的厚度為1~4um。
[0022] 所述的娃焼偶聯(lián)劑包括但不限于Y-氨丙基Η烷氧基娃焼、Y-縮水甘油離氧丙 基二烷氧基娃焼、γ-甲基丙帰醜氧基丙基二烷氧基娃焼、己帰基二烷氧基娃焼、γ-氯丙 基Η烷氧基娃焼等中的一種或幾種的混合物。
[0023] 所用的疏水改性劑包括但不限于十八烷基Η氯娃焼、十Η氣辛基Η烷氧基娃焼、 十二氣庚基丙基Η烷氧基娃焼等中的一種或幾種混合物。
[0024] 所述的溶劑包括丙二醇甲離醋酸醋、甲苯、二甲苯、醋酸了醋等中的一種或幾種混 合物。
[00巧]所述的添加劑包括消泡劑、流平劑、潤濕分散劑等中的一種或幾種。作為一種優(yōu)選 的實現(xiàn)方式，所述的添加劑由聚二甲基娃氧焼消泡劑0. 1~2份，有機娃流平劑0. 3~5份， 潤濕分散劑0. 1~15份、金紅石型鐵白粉0. 3-20份，云母粉0. 2-8份組成。
[0026] 作為優(yōu)選，所述的短疏水改性玻璃鱗片與長疏水改性玻璃鱗片的質(zhì)量比為 1:1-1:10。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種基體表面防腐層的制備方法，具體包括如下步驟：
[002引 （1)采用娃焼偶聯(lián)劑對長度為5-20 μ m的玻璃鱗片進(jìn)行表面相容性改性，得到與 氣碳樹脂相容性較好的改性玻璃鱗片；
[0029] (2)采用疏水改性劑對長短兩種玻璃鱗片，即長度為5-20 μ m的玻璃鱗片，W及長 度為50-200 μ m的玻璃鱗片進(jìn)行表面疏水性改性，得到疏水改性的長玻璃鱗片與疏水改性 的短玻璃鱗片；
[0030] (3)按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，稱取氣碳樹脂40~80份，步驟（1)制得的相容性改性玻璃 鱗片3-10份，溶劑1-20份，添加劑1~30份，攬拌均勻，得到混合涂料；
[003。 （4)將混合涂料與固化劑按照7 1的比例混合后刷涂在基體表面，得到有機 涂層；
[0032] (5)待有機涂層尚未表干之前，將步驟（2)制得的疏水改性的長玻璃鱗片與疏水 改性的短玻璃鱗片疏水改性玻璃鱗片撒在該有機涂層表面，其中，短疏水改性玻璃鱗片夾 雜在長疏水改性玻璃鱗片之間，使至少部分的疏水改性長玻璃鱗片的一端嵌入有機涂層 中，另一端凸出有機涂層表面，形成具有尖銳表面的疏水毛細(xì)管結(jié)構(gòu)；待有機涂層完全固化 后，除去殘留在有機涂層表面未粘附的疏水改性玻璃鱗片。
[0033] 所述的步驟（1)中，娃焼偶聯(lián)劑包括但不限于Y-氨丙基Η烷氧基娃焼、Y-縮水 甘油離氧丙基二烷氧基娃焼、γ-甲基丙帰醜氧基丙基二烷氧基娃焼、己帰基二烷氧基娃 焼、Υ-氯丙基Η烷氧基娃焼等中的一種或幾種的混合物。
[0034] 所述的步驟（1)中，作為一種實現(xiàn)方式，娃焼偶聯(lián)劑對玻璃鱗片進(jìn)行表面相容性 改性的方法為：將娃焼偶聯(lián)劑與己醇溶液混合，加入適量玻璃鱗片，加熱回流至50-8(TC后 攬拌，然后冷卻，取出玻璃鱗片洗涂、過濾，烘干。作為優(yōu)選，所述的娃焼偶聯(lián)劑與己醇溶液 的質(zhì)量比為1 :100-10 ;1〇〇。
[0035] 所述的步驟（2)中，疏水改性劑包括但不限于十八烷基Η氯娃焼、十Η氣辛基Η 烷氧基娃焼、十二氣庚基丙基Η烷氧基娃焼等中的一種或幾種混合物。
[0036] 所述的步驟（2)中，作為一種實現(xiàn)方式，疏水改性劑對玻璃鱗片進(jìn)行表面相容性 改性的方法為：將疏水改性劑與己醇混合，配制疏水改性液，再加入適量玻璃鱗片，加熱回 流至50-8(TC后攬拌，然后冷卻，取出玻璃鱗片洗涂、過濾，烘干。作為優(yōu)選，所述的疏水改性 劑與己醇的質(zhì)量比為0. 5 :100-8 ;100。
[0037] 所述的步驟（3)中，溶劑包括丙二醇甲離醋酸醋、甲苯、二甲苯、醋酸了醋等中的 一種或幾種混合物。
[0038] 所述的步驟（3)中，添加劑包括消泡劑、流平劑、潤濕分散劑等中的一種或幾種。 作為一種優(yōu)選的實現(xiàn)方式，所述的添加劑由聚二甲基娃氧焼消泡劑0. 1~2份，有機娃流平 劑0. 3~5份，潤濕分散劑0