[發明專利]用于金屬工件表面的高防腐蝕復合涂層及制備方法

有效

• 申請號: 201611220030.9
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN107362959B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 張海濤;劉嵐;王飛
• 申請（專利權）人: 漯河醫學高等專科學校
• 主分類號: B05D7/14
• 分類號: B05D7/14;B05D7/00;C09D1/00;C09D5/08;C09D163/00
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本發明提供用于金屬工件表面的高防腐蝕復合涂層及制備方法，其特征在于復合涂層包括三聚磷酸鋁涂料層和環氧樹脂涂料層，其特征在于復合涂層的制備方法包括以下步驟：第一步，將三聚磷酸鋁涂料涂裝在工件表面，表干；第二步，將環氧樹脂涂料涂裝在工件表面，高溫固化；第三步，采用紅外激光掃描工件表面。所述三聚磷酸鋁涂料是超細三聚磷酸鋁粉、納米級二氧化硅粉、超細氧化鈣粉分散到溶劑中形成的懸浮液，所述環氧樹脂涂料組成包括雙酚A型環氧樹脂、三聚氰酸三縮水甘油環氧樹脂、間苯二胺、聚醚多元胺、二甲苯、高沸點汽油。所述紅外激光掃描工藝是功率1~3kW，掃描速率8~12mm/s，功率密度1~5kJ/cm²。

技術領域

本發明涉及一種金屬工件表面的防腐蝕涂層及其制備方法，尤其是應用在對表面防腐蝕性能要求高的金屬工件表面的復合涂層及其制備方法。

背景技術

鋼材、鑄鐵、有色金屬等的應用遍及國民經濟的各個領域，因而金屬防腐蝕十分重要。有機涂料防腐蝕是迄今為止最有效、最經濟實用和應用最普遍的金屬防腐蝕方法。其中，環氧樹脂防腐蝕涂料綜合性能最好，應用最為廣泛。在環氧樹脂涂層中，交聯固化后的環氧樹脂構成連續的膜，膜中包覆具有防腐蝕能力的顏料。涂層的防腐蝕效果除與成膜樹脂的性能有關外，主要取決于顏料的防腐蝕能力高低。

環氧樹脂不僅具有優良的耐水性、耐化學品性(耐酸、耐堿和有機溶劑) ，貯存穩定，附著力特別好，而且可以與絕大多數防腐蝕顏料配伍，特別適合于對防腐蝕要求較高的金屬工件表面的涂裝。

三聚磷酸鋁，化學式AlH₂P₃O₁₀，又名三聚磷酸二氫鋁，是一種性能優良的防腐蝕顏料。溶解時生成螯合力很強的三聚磷酸根離子(P₃O₁₀^5-)，能與各種金屬離子形成螯合物，并在金屬表面形成性能穩定的保護膜，尤其對鐵質材料具有很強的防腐蝕能力。即使解聚成正磷酸，也能與金屬形成防腐蝕保護膜。

但是，用三聚磷酸鋁和環氧樹脂制備防腐蝕涂料時存在很多問題。主要原因在于，按照普通的環氧樹脂防腐蝕涂料的制備方法，防腐蝕顏料要和環氧樹脂預先混合在一起，但三聚磷酸鋁的酸度高，溶解度低等，三聚磷酸鋁與環氧樹脂混合在一起會破壞樹脂的貯存穩定性。因此，使用前必須對三聚磷酸鋁進行改性處理，使其理化性質發生變化，降低其酸性。但這種改性會造成無法充分發揮三聚磷酸鋁的優良防腐蝕性能。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種用于金屬工件表面的高防腐蝕復合涂層及制備方法。所述復合涂層包括三聚磷酸鋁（化學式AlH₂P₃O₁₀）涂料層和環氧樹脂涂料層，其中三聚磷酸鋁涂料層位于工件表面和環氧樹脂涂料層之間。所述復合涂層的制備方法包括以下步驟：

第一步，將三聚磷酸鋁涂料均勻涂裝在工件表面，室溫干燥；

第二步，將環氧樹脂涂料均勻涂裝在三聚磷酸鋁涂料上，50~150℃固化30~180分鐘；

第三步，采用紅外激光掃描工件表面。

采取以上步驟，三聚磷酸鋁和環氧樹脂分別涂裝，可以避免三聚磷酸鋁和環氧樹脂涂料在使用之前接觸，提高環氧樹脂涂料的貯存穩定性。另外，三聚磷酸鋁富集在金屬工件表面，提高了三聚磷酸鋁的利用率，避免了普通的防腐蝕涂料中位于涂層中表層的防腐蝕顏料無法發揮作用的缺陷。表層中的顏料不僅不能發揮防腐蝕作用，反而會成為外部水向內部滲透的通道，進而降低涂層的防腐蝕效果。涂裝環氧樹脂涂料后，環氧樹脂有大量極性官能團，可以與三聚磷酸鋁牢固地結合在一起。

所述復合涂層中，三聚磷酸鋁防腐蝕層厚度在25~100μm之間；環氧樹脂涂層厚度在20~100μm之間。