[發(fā)明專利]一種海洋防腐無機涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710800703.6
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107620024B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 邵芳;肖媛;陶順衍;趙華玉;莊寅;倪金星
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C23C4/04
• 分類號: C23C4/04;C23C4/134
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;熊子君

本發(fā)明涉及一種海洋防腐無機涂層及其制備方法。所述海洋防腐無機涂層包括形成于基材上的β?硅酸二鈣陶瓷層。本發(fā)明中，β?硅酸二鈣陶瓷層遇水發(fā)生硬化，形成C?S?H凝膠，后期強度大，而且硅酸二鈣的水化熱低，干縮小，耐溫，抗凍、有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性、抗化學浸蝕及良好的耐磨性能，因此，本發(fā)明的涂層可以長期保護船體等海洋設施，防止其被腐蝕。

技術領域

本發(fā)明涉及一種海洋防腐無機涂層及其制備方法，屬于無機材料海洋防腐領域。

背景技術

海洋覆蓋了約70.9％的地球表面，航海和海洋產業(yè)已經成為當今世界經濟發(fā)展的重要支柱。腐蝕是導致各種基礎設施與工業(yè)設備破壞和報廢的主要原因之一。海水是強烈的天然腐蝕介質，含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-等離子，鹽濃度高達3.5wt％，富氧，加之海浪沖擊和陽光照射，海洋腐蝕環(huán)境極為嚴苛。任何海洋工程材料，特別是金屬結構材料在海洋環(huán)境中都會遭到不同程度的腐蝕破壞。船舶與海洋工程結構主要采用金屬材料，在高腐蝕海洋環(huán)境中長期服役的金屬材料必須采取腐蝕防護措施。在金屬材料表面噴涂防腐涂層可以有效減緩腐蝕速率，起到保護金屬基材的作用。

目前海洋防腐領域主要采用了礦脂包覆防護、有機涂料防護和陶瓷涂層防護等技術，其中包覆防護實施不便，應用范圍有限；而有機涂料易老化剝落，有效期限短。目前氧化鋁陶瓷涂層，在海洋防護領域應用廣泛，但是其耐腐蝕性能有限。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具備良好的耐腐蝕性能、能有效增加基材在海水中的服役壽命的海洋防腐無機涂層及其制備方法。

本發(fā)明人意識到，硅酸二鈣是水泥的主要成分之一，遇水發(fā)生硬化，形成C-S-H凝膠，后期強度大。而且硅酸二鈣的水化熱低，干縮小，耐溫，抗凍、有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性、抗化學浸蝕及良好的耐磨性能，若將其制備成涂層運用到海洋防腐防污領域，有望得到長期保護船體等海洋設施的效果。

本發(fā)明一方面提供一種海洋防腐無機涂層，其包括形成于基材上的β-硅酸二鈣陶瓷層。

本發(fā)明中，β-硅酸二鈣陶瓷層遇水發(fā)生硬化，形成C-S-H凝膠，后期強度大，而且硅酸二鈣的水化熱低，干縮小，耐溫，抗凍、有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性、抗化學浸蝕及良好的耐磨性能，因此，本發(fā)明的涂層可以長期保護船體等海洋設施，防止其被腐蝕。

較佳地，所述海洋防腐無機涂層還包括形成于所述基材和所述β-硅酸二鈣陶瓷層之間的過渡層。通過設置過渡層，可以增強陶瓷層與基材的結合強度。優(yōu)選地，所述過渡層為NiCr過渡層。

較佳地，所述基材為金屬基材。

較佳地，所述NiCr過渡層的厚度為15～120μm。

較佳地，所述β-硅酸二鈣陶瓷層的厚度為100～500μm。

另一方面，本發(fā)明還提供上述海洋防腐無機涂層的制備方法，采用熱噴涂技術在基材表面沉積β-硅酸二鈣陶瓷層。

本發(fā)明采用熱噴涂技術，適用基材廣、涂層質量好、厚度可控。

較佳地，以γ-硅酸二鈣粉體為噴涂原料噴涂β-硅酸二鈣陶瓷層。

較佳地，所述熱噴涂工藝是大氣等離子體噴涂技術。大氣等離子體噴涂技術可以得到涂層結構更致密，與基材結合強度更高的涂層。

較佳地，大氣等離子體噴涂工藝參數包括：等離子氣體氬氣流量45～55slpm，等離子氣體氫氣流量7～12slpm，噴涂電流為645～655A，電壓72～75V，送粉管直徑1.5～2.0mm，噴涂距離100～120mm。