[發明專利]一種孔徑呈正態分布的閉孔型金屬防腐涂層、其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201810451919.0
• 申請日: 2018-05-12
• 公開（公告）號: CN108395742B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 閆東明;劉毅;黃之昊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/08;C09D5/03;C09D7/61;C09D7/63;B05D7/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明公開了一種孔徑呈正態分布的閉孔型金屬防腐涂層，所述金屬防腐涂層具有閉孔，不包含通孔，所述閉孔的孔徑符合正態分布：f(x)代表閉孔的孔徑的分布率；x代表閉孔的孔徑；位置參數μ范圍是0.00003m?0.00005m；尺度參數σ范圍是0.000005?0.00001。原料包括以下組份：硅氧化合物55?70份，熱膨脹系數調節劑20?35份，粘結劑3?9份，氧化鋁凝膠前驅體3?9份，催化劑1?3份和螯合劑1?2份。還公開了一種氧孔徑呈正態分布的閉孔型金屬防腐涂層的制備工藝，包括以下步驟：1)研磨；2)制備混料；3)干燥；4)研磨；5)涂覆；6)燒結。本發明的涂層具有延性高，能夠與實際工程的建筑鋼筋協同變形的優點，同時也可以提高涂層的耐腐蝕性能10倍以上。

技術領域

本發明屬于金屬材料技術，尤其涉及一種孔徑呈正態分布的閉孔型金屬防腐涂層、其制備方法和用途。

背景技術

鋼筋混凝土結構在今后相當長時間內仍將是最常用的結構形式之一。然而對于長期處于海水、海風等環境中，也就是在高腐蝕(充滿氯離子)的潮濕環境中，混凝土結構中的鋼筋容易遭受腐蝕破壞。特別是在浪濺區的混凝土，它的表面不斷處于干濕循環中，混凝土表面孔隙內鹽分濃度在干濕循環中逐漸增加。在濃度差作用下，鹽分進一步向混凝土的內表滲入，直至鋼筋表面，造成腐蝕。而且一旦破壞，維修會很困難甚至嚴重到無法維修。因此，海工混凝土結構的長期腐蝕是當前迫切解決的問題。

目前，金屬涂層技術是一種有效且經濟的防腐蝕方法，其中，陶瓷涂層技術的研究時間長，技術成熟度高，其優點主要有1)相對于有機涂層，具有零VOC(揮發性有機物)排放，比較環保；2)內部結構致密，物理隔絕性好。已被廣泛應用于金屬基材的防腐蝕保護領域。但是涂層內部因為結晶水，游離水和氣體的蒸發會自然形成孔洞，孔洞分為通孔和閉孔，所述的通孔是指相互連通的孔隙使得涂層外表面與基體金屬表面相連通，所述的閉孔是指獨立的封閉孔洞，且不與外界或其余孔洞相通。通孔的存在就會引導外部的腐蝕物質滲入涂層內部直達鋼筋表面，在鋼筋局部形成點狀腐蝕，從而降低涂層的耐腐蝕性能。中國專利CN105670366A公開了一種用于鋼筋防腐的低通孔率涂層及其涂覆方法，其中雖然做到將涂層的通孔率降低但是依舊沒有達到無通孔的狀態。此外，當涂層應用于鋼筋表面時必須解決一個實際問題：涂層的延性能否滿足鋼筋的伸縮變形要求。具體來說，在實際的建筑鋼筋應用時，建筑鋼筋受力會產生變形，應變值在幾百到上千個微應變。涂覆于鋼筋外的保護涂層不可避免會隨著鋼筋發生形變。一旦鋼筋在使用時，應變過大達到變形極限，會導致涂層開裂，海水(夾雜著腐蝕鋼筋的氯離子)就會沿著涂層的裂縫接觸到鋼筋表面，從而大大降低涂層的防腐蝕性能。這就需要涂層具有相當的延性來維持對鋼筋的保護。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的目的在于提供一種孔徑呈正態分布的閉孔型金屬防腐涂層，適用于腐蝕環境下的金屬防腐領域，例如鹽堿地，地下管道，海洋平臺等方面。本發明的涂層具有延性高、耐磨性好、耐腐蝕性好、能與鋼筋協調變形等特點。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的第一個目的是提供一種孔徑呈正態分布的閉孔型金屬防腐涂層，所述涂層的組成按重量計包括：硅氧化合物55-70份，熱膨脹系數調節劑20-35份，粘結劑3-9份，氧化鋁凝膠前驅體3-9份，催化劑1-3份和螯合劑1-2份。所述的氧化鋁凝膠前驅體選自九水合硝酸鋁、六水合氯化鋁、異丙醇鋁、仲丁醇鋁中的任意一種或多種。

所述涂層具有閉孔，不包含通孔，所述的閉孔是指獨立的封閉孔洞，且不與外界或其余孔洞相通，所述閉孔的孔徑符合正態分布：

f(x)代表閉孔的孔徑的分布率，無單位；x代表閉孔的孔徑，單位為米(m)；位置參數μ代表著孔徑的平均值，范圍是0.00003-0.00005，單位為米(m)；尺度參數為σ代表著孔徑分布的幅度，范圍是0.000005-0.00001，無單位。即閉孔孔徑的分布服從正態分布。