一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料，它是由下述重量份的原料組成的：聚乙烯苯磺酸1?2、硬酸酸鋅0.4?1、十六烷基三甲基溴化銨0.7?1、硫酸鎂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、正丙醇鋯13?20、乙酰乙酸乙酯7?10、異丙醇57?60、硅烷偶聯(lián)劑kh56010?13、硫化鈣0.1?0.2、吡咯烷酮羥酸鈉0.4?1、8?羥基喹啉0.1?0.4、硼砂1?1.6。本發(fā)明采用鋯溶膠、硅溶膠復合，得到高穩(wěn)定、高強度的涂料，涂覆在電極基材上，耐候性好，保護性強。
【專利說明】
一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電極防腐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬涂層防腐蝕是金屬防腐的重要方法之一，而涂層本身只起到被動的物理隔絕作用，即防止金屬表面與環(huán)境介質(zhì)的直接接觸，由于涂層內(nèi)部可能存在一些缺陷(如微孔)，所以不能充分保護好金屬。為了提高其主動防腐性，以直接或間接的方式添加無機或有機緩蝕劑。直接添加的緩蝕劑可能會與涂層發(fā)生相互作用，降低涂層的強度，同時也造成了不必要的浪費，而間接方式主要是通過載體材料負載緩蝕劑，防止緩蝕劑與涂層的直接接觸，必要時也能夠釋放出來、理想的緩蝕劑載體需要具備兩大特征，一方面，載體材料不能和涂層本身發(fā)生反應(yīng)，并且與涂層有較好的相容性;另一方面，在載體中的緩蝕劑包覆效率應(yīng)該比較高，當涂層受外界環(huán)境刺激時，緩蝕劑能夠在短時間內(nèi)釋放出來，保護金屬表面；
近年來研究表明，可以釆用無機材料作為金屬緩蝕劑載體，比如高嶺土納米管、Ti02和Si02微球或納米管特別是介孔Si02微球得到了廣泛的應(yīng)用，主要是由于其具有高比表面積、高孔體積、化學穩(wěn)定性好以及易進行表面功能化改性等優(yōu)點；
而關(guān)于對介孔Si02微球進行功能化改性方面，有研究采用層層自組裝的方法，在介孔Si02微球表面形成多層聚電解質(zhì)，聚電解質(zhì)層具有pH刺激響應(yīng)性，可以達到緩蝕劑可控釋放的目的；但是由于這種改性方法比較復雜，不易于工業(yè)生產(chǎn)，所以開發(fā)簡單而新穎的介孔Si02微球表面改性的方法，成為人們的研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料，它是由下述重量份的原料組成的:
聚乙烯苯磺酸1-2、硬酸酸鋅0.4-1、十六烷基三甲基溴化銨0.7-1、硫酸鎂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、正丙醇鋯13-20、乙酰乙酸乙酯7-10、異丙醇57-60、硅烷偶聯(lián)劑kh56010-13、硫化鈣0.1-0.2、吡咯烷酮羥酸鈉0.4_1、8_羥基喹啉0.1-0.4、硼砂1-1.6。
[0005]—種所述的硅鋯復合鋁電極防腐涂料的制備方法，包括以下步驟:
(I)將上述硼砂加入到其重量5-7倍的去離子水中，加入硬酸酸鋅，升高溫度為80-900C，保溫攪拌10-14分鐘，加入吡咯烷酮羥酸鈉，攪拌至常溫，得硼砂溶液；
(2 )將上述十六烷基三甲基溴化銨、硫酸鎂、苯并三氮唑混合，加入到混合料重量20-30倍的去離子水中，與上述硼砂溶液混合，超聲分散1-2分鐘，得水相混合液；
(3)將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，超聲2-3分鐘，得油相混合液；
(4)將上述8-羥基喹啉加入到其重量6-10倍的無水乙醇中，攪拌均勻；
(5)將上述油相混合液、水相混合液混合，1600-2000轉(zhuǎn)/分攪拌16-20分鐘，加入上述正硅酸乙酯重量的3-5%，攪拌反應(yīng)20-24小時，加入上述8-羥基喹啉的乙醇溶液，攪拌混合2-10分鐘，離心，將沉淀用無水乙醇洗滌3-4次，在46-50°C下干燥20-25小時，得負載硅微球；
(6)將上述正十二烷基三氯硅烷加入到其重量100-140倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入上述負載硅微球，在80-86°C下超聲20-30分鐘，加入硫化鈣，攪拌均勻，離心，將沉淀常溫干燥，得疏水改性負載硅微球；
(7)將上述硅烷偶聯(lián)劑kh560、剩余的正硅酸乙酯、異丙醇混合，超聲分散3-5分鐘，磁力攪拌20-30分鐘，得硅溶膠；
(8 )將上述正丙醇鋯、乙酰乙酸乙酯混合，攪拌均勻，與上述硅溶膠混合，攪拌均勻，加入疏水改性負載硅微球，磁力攪拌50-60分鐘，與剩余各原料混合，攪拌均勻，在室溫下靜置20-25小時，得所述涂料。
[0006]—種硅鋯復合鋁電極防腐涂料及其制備方法，所述的涂料的使用方法為:
首先使用8000目的砂紙，將鋁電極的表面慢慢打磨至明亮，然后分別用丙酮、水進行清洗，各洗3-4次，自然干燥，浸泡于本發(fā)明的涂料中100-120S，然后緩慢將電極提出來，置于室溫下干燥，即可。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明通過油包水型反相微乳液聚合，制備包覆緩蝕劑苯并三氮唑的中空介孔Si02微球，并且在水相中加入鎂離子，這樣在微球表面的介孔中生成氧氧化鎂無機鹽沉淀物，這種方法比較簡單、易操作，另外，對微球表面進行疏水改性，最后將微球摻入無機涂層中，能夠提高無機涂層的防腐蝕性能；
本發(fā)明首先將乳化劑和堿性催化劑十二胺溶解在煤油中，將溶有十六烷基三甲基溴化銨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，然后在磁力攪梓條件下，滴加一定量的正硅酸乙酯到油相中，正硅酸乙酯的水解反應(yīng)開始進行，由于正硅酸乙酯是油溶性分子，因此在反相微乳液中，其水解反應(yīng)的發(fā)生需要擴散到油水界面處進行，水解后的正硅酸乙酯分子帶有部分負電荷，可以與陽離子乳化劑十六烷基三甲基溴化銨發(fā)生靜電吸附作用，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處發(fā)生縮聚反應(yīng)，形成Si02的殼層，同時水相中的鎂離子與氧氧根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成氧氧化鎂沉淀，堵塞Si02介孔或孔道，而在生成中空Si02微球的同時，苯并三氮唑分子也被包覆在微球的內(nèi)部，生成的氧氧化鎂沉淀阻礙苯并三氮唑從微球中的滲出；
在電化學腐蝕過程中，可能在局部區(qū)域會發(fā)生酸堿性的改變，刺激包覆緩蝕劑的載體作出響應(yīng)；
在受到堿液腐蝕時，苯并三氮唑在堿液中的溶解度較高，就會從微孔中不斷的釋放出來，起到緩蝕的效果；
在受到酸液腐蝕時，微球表面的介孔孔道中的氫氧化鎂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釋放出來，達到防腐的目的；
根據(jù)鋁在中性腐蝕溶液中會發(fā)生電化學的腐蝕現(xiàn)象，金屬鋁發(fā)生局部區(qū)域的腐蝕，陽極會生成自由的鋁離子，溶解在溶液中，會與溶液中的其他成分(如0H-)反應(yīng)生成氧氧化鋁或氧化鋁沉淀，與此同時，由于陽極區(qū)域中OH-的消耗，會促進整個體系中氫離子和水合氫離子的形成，最終使溶液變成酸性，從前面的分析可以看出，在酸性環(huán)境下，微球表面的介孔孔道中的氫氧化鎂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釋放出來，這樣能在陰極或陽極表面成膜，抑制金屬的進一步腐蝕;本發(fā)明采用鋯溶膠、硅溶膠復合，得到高穩(wěn)定、高強度的涂料，涂覆在電極基材上，耐候性好，保護性強。
【具體實施方式】
[0008]一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料，它是由下述重量份的原料組成的:
聚乙烯苯磺酸1、硬酸酸鋅0.4、十六烷基三甲基溴化銨0.7、硫酸鎂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、正丙醇鋯13、乙酰乙酸乙酯7、異丙醇57、硅烷偶聯(lián)劑kh56010、硫化鈣0.1、吡咯烷酮羥酸鈉0.4、8羥基喹啉0.1、硼砂I。
[0009]—種所述的硅鋯復合鋁電極防腐涂料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述硼砂加入到其重量5倍的去離子水中，加入硬酸酸鋅，升高溫度為80°C，保溫攪拌10分鐘，加入吡咯烷酮羥酸鈉，攪拌至常溫，得硼砂溶液；
(2)將上述十六烷基三甲基溴化銨、硫酸鎂、苯并三氮唑混合，加入到混合料重量20倍的去離子水中，與上述硼砂溶液混合，超聲分散I分鐘，得水相混合液；
(3)將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，超聲2分鐘，得油相混合液；
(4)將上述8羥基喹啉加入到其重量6倍的無水乙醇中，攪拌均勻；
(5)將上述油相混合液、水相混合液混合，1600轉(zhuǎn)/分攪拌16分鐘，加入上述正硅酸乙酯重量的3%，攪拌反應(yīng)20小時，加入上述8羥基喹啉的乙醇溶液，攪拌混合2分鐘，離心，將沉淀用無水乙醇洗滌3次，在46 0C下干燥20小時，得負載硅微球；
(6)將上述正十二烷基三氯硅烷加入到其重量100倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入上述負載硅微球，在800C下超聲20分鐘，加入硫化鈣，攪拌均勻，離心，將沉淀常溫干燥，得疏水改性負載硅微球；
(7)將上述硅烷偶聯(lián)劑kh560、剩余的正硅酸乙酯、異丙醇混合，超聲分散3分鐘，磁力攪拌20分鐘，得硅溶膠；
(8 )將上述正丙醇鋯、乙酰乙酸乙酯混合，攪拌均勻，與上述硅溶膠混合，攪拌均勻，加入疏水改性負載硅微球，磁力攪拌50分鐘，與剩余各原料混合，攪拌均勻，在室溫下靜置20小時，得所述涂料。
[0010]—種硅鋯復合鋁電極防腐涂料及其制備方法，所述的涂料的使用方法為:
首先使用8000目的砂紙，將鋁電極的表面慢慢打磨至明亮，然后分別用丙酮、水進行清洗，各洗3次，自然干燥，浸泡于本發(fā)明的涂料中100s，然后緩慢將電極提出來，置于室溫下干燥，即可。
[0011]在0.1 M的NaCl溶液中，對鋁的腐蝕抑制效率達到99.13%。
【主權(quán)項】
1.一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 聚乙烯苯磺酸1-2、硬酸酸鋅0.4-1、十六烷基三甲基溴化銨0.7-1、硫酸鎂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、正丙醇鋯13-20、乙酰乙酸乙酯7-10、異丙醇57-60、硅烷偶聯(lián)劑kh56010-13、硫化鈣0.1-0.2、吡咯烷酮羥酸鈉0.4_1、8_羥基喹啉0.1-0.4、硼砂1-1.6。2.—種如權(quán)利要求1所述的硅鋯復合鋁電極防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將上述硼砂加入到其重量5-7倍的去離子水中，加入硬酸酸鋅，升高溫度為80-900C，保溫攪拌10-14分鐘，加入吡咯烷酮羥酸鈉，攪拌至常溫，得硼砂溶液； (2)將上述十六烷基三甲基溴化銨、硫酸鎂、苯并三氮唑混合，加入到混合料重量20-30倍的去離子水中，與上述硼砂溶液混合，超聲分散1-2分鐘，得水相混合液； (3)將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，超聲2-3分鐘，得油相混合液； (4)將上述8-羥基喹啉加入到其重量6-10倍的無水乙醇中，攪拌均勻； (5)將上述油相混合液、水相混合液混合，1600-2000轉(zhuǎn)/分攪拌16-20分鐘，加入上述正硅酸乙酯重量的3-5%，攪拌反應(yīng)20-24小時，加入上述8-羥基喹啉的乙醇溶液，攪拌混合2-10分鐘，離心，將沉淀用無水乙醇洗滌3-4次，在46-50°C下干燥20-25小時，得負載硅微球； (6)將上述正十二烷基三氯硅烷加入到其重量100-140倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入上述負載硅微球，在80-86°C下超聲20-30分鐘，加入硫化鈣，攪拌均勻，離心，將沉淀常溫干燥，得疏水改性負載硅微球； (7)將上述硅烷偶聯(lián)劑kh560、剩余的正硅酸乙酯、異丙醇混合，超聲分散3-5分鐘，磁力攪拌20-30分鐘，得硅溶膠； (8)將上述正丙醇鋯、乙酰乙酸乙酯混合，攪拌均勻，與上述硅溶膠混合，攪拌均勻，加入疏水改性負載硅微球，磁力攪拌50-60分鐘，與剩余各原料混合，攪拌均勻，在室溫下靜置20-25小時，得所述涂料。3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種硅鋯復合鋁電極防腐涂料及其制備方法，其特征在于，所述的涂料的使用方法為: 首先使用8000目的砂紙，將鋁電極的表面慢慢打磨至明亮，然后分別用丙酮、水進行清洗，各洗3-4次，自然干燥，浸泡于本發(fā)明的涂料中100-120S，然后緩慢將電極提出來，置于室溫下干燥，即可。
【文檔編號】C09D5/08GK105860602SQ201610233321
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】王和山
【申請人】安徽開林新材料股份有限公司