[發明專利]提高酸性環境下等離子噴涂層耐蝕性的雜化材料封孔劑

無效

• 申請號: 201310089351.X
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103184406A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 周澤華;劉立群;王澤華;邵佳;易于;張晶晶;王國偉;丁瑩
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C23C4/18
• 分類號: C23C4/18;C08G77/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域????

本發明涉及一種用于提高酸性環境下等離子噴涂層耐蝕性的雜化材料封孔劑，屬于材料腐蝕與防護技術領域。主要用于等離子噴涂層的封孔處理，可應用于金屬結構的長效防腐環境。

背景技術

有機封孔劑由主劑和溶劑組成，主劑一般選用乙烯樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、有機硅樹脂等，溶劑一般選用醇類、芳香族碳氫化合物、酯類等。有機封孔劑一般具有揮發性和可燃性，封孔操作時必須注意。有機封孔劑有常溫硬化型和加熱硬化型兩類，根據不同零件的封孔要求及形狀特點，需要采用不同類型的封孔劑，例如，從涂層封孔的均勻性考慮，采用加熱硬化型封孔劑較好，而從大型制品施工時的易操作性考慮，采用常溫硬化型封孔劑較好（江志強，席守謀，李華倫．等離子噴涂陶瓷涂層封孔處理的現狀與展望[J]?．兵器材料科學與工程，1999，22（3）：56-60．于惠博，孫宏飛，武彬，等．降低涂層孔隙率的研究進展[J]．材料導報，2007,21（1）：68-71．劉美淋，孫宏飛，于慧博，等．降低熱噴涂涂層孔隙率的方法[J]．腐蝕與防護，2007,28（4）:171-173．）。薄相峰等制備了以酚醛樹脂為基料的封孔劑，用于鋁涂層封孔處理，并通過孔隙率正交試驗研究發現，封孔后孔隙率由原來的15.4%降至0.96%左右，降幅較大，顯著改善了涂層的耐蝕性（薄相峰，侯順利，張效林，等．造紙設備防腐涂層封孔劑的研究[J]．西南造紙，2005,34（4）：26-27．）。有機封孔劑具有封閉效果好、韌性好、強度高、耐腐蝕性好等優點，且多數有機封孔劑無需再加工配制或配制方法簡單，適用于低溫狀態下水體或空氣中服役器件的腐蝕防護。有機封孔劑較無機封孔劑封孔后涂層的耐蝕性好，且不同的有機封孔劑封孔后涂層的耐蝕性也會有較大差別，一般認為封孔劑封孔效果為：有機硅溶液＞環氧樹脂＞苯酚樹脂。但是有機封孔劑的耐熱性較差，且對環境污染較嚴重，限制了其應用范圍。

常用的無機封孔劑包括堿金屬、偏磷酸鋁鹽等。可選用的填料包括云母粉、氟硅酸鈉、納米粉體等物質。閻瑞等制備了用于耐高溫合金涂層封孔處理的水性無機硅酸鹽封孔劑，對封孔前后涂層的性能測試表明，涂層的耐酸、堿、鹽性能良好，耐高溫腐蝕性能明顯改善，可使涂層的使用壽命延長1倍，滿足工業應用需要（閻瑞，馬世寧，吳行．耐高溫涂層封孔劑的制備研究[J]．中國表面工程，2003（1）：13-16．）。無機封孔劑滲透性好，偏磷酸鋁封孔劑能夠滲入涂層達幾百個微米，而且無機封孔劑能夠與某些涂層發生化學反應，生成其它物相。與有機封孔劑相比，無機封孔劑對環境無污染，且耐高溫腐蝕，但是其韌性差。

發明內容

針對有機封孔劑對環境污染較嚴重及無機封孔劑韌性差等問題，本發明的目的在于提供了一種用于提高等離子噴涂涂層耐酸性腐蝕的有機-無機雜化材料封孔劑，利用溶膠-凝膠方法制備出封孔效果良好、耐蝕性強的雜化封孔劑，具有降低涂層孔隙率、低電化學腐蝕電流、高電化學腐蝕電壓等特點。

本發明實現上述目的的技術方案如下：

一種用于提高酸性環境下等離子噴涂層耐蝕性的雜化材料封孔劑，其特征在于該雜化材料封孔劑由分析純的正硅酸乙酯、無水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、化學純的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、25vol.%硝酸、25vol.%氨水、蒸餾水試劑，其配比按體積比為：正硅酸乙酯：無水乙醇：蒸餾水：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷=4:?3:?1:?4~6，N,N-二甲基甲酰胺用量體積為正硅酸乙酯、無水乙醇、蒸餾水和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷試劑用量總體積的20%~30%。其中將25vol.%硝酸調節正硅酸乙酯水解及縮合過程中的pH值為3，用25vol.%氨水將雜化材料封孔劑最終pH值調節為7。

上述雜化材料封孔劑封孔處理的等離子噴涂層的孔隙率降低為未封孔涂層的孔隙率的1/40-9/250，電化學腐蝕電位較未封孔涂層的腐蝕電位提高65.2%-65.8%，腐蝕電流密度降低為未封孔涂層腐蝕電流密度的1/370-1/500。

本發明的雜化材料封孔劑的制備方法是采用現有技術，其制備步驟如下：

1.?取正硅酸乙酯40ml，無水乙醇30ml，混合后在85-1型磁力攪拌器上攪拌15-20min；

2.?向上述混合液中滴加25vol.%硝酸調節pH值到3，繼續攪拌15-20min；

3.?再向步驟2的混合液中加入10ml的蒸餾水，攪拌20-25min后加入40~60ml的γ-甲基丙烯

???酰氧基丙基三甲氧基硅烷，攪拌30-35min；