[發明專利]一種低溫燒結形成的雙層致密金屬防腐涂層、其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201810451921.8
• 申請日: 2018-05-12
• 公開（公告）號: CN108795128B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 黃之昊;閆東明;劉毅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D1/00;C09D7/61;C09D7/63
• 代理公司: 杭州堅果知識產權代理事務所(普通合伙) 33366
• 代理人: 張劍英

本發明公開了一種低溫燒結形成的雙層致密金屬防腐涂層，由外層的無機陶瓷涂層和內層的基體氧化物涂層構成。原料包括以下組份：硅氧化合物50?60份；熱膨脹系數調節劑20?35份；粘結劑3?7份；附著力調節劑5?10份；催化劑1?4份。還公開了一種低溫燒結形成的雙層致密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。本發明的涂層具有附著力強，耐腐蝕性能高，延性好的優點。

技術領域

本發明屬于金屬材料技術，尤其涉及一種低溫燒結形成的雙層致密金屬防腐涂層、其制備方法和用途。

背景技術

金屬與周圍環境中的介質接觸并發生化學反應，這是最常見的金屬電化學腐蝕現象。由于金屬表面與周圍的介質(如濕空氣、電解質溶液等)接觸，在接觸界面上會發生金屬陽極溶解過程，同時還存在相應的陰極過程，構成自發的腐蝕電池，使金屬陽極溶解持續進行，從而引起金屬的腐蝕。據調查，每年全球金屬腐蝕造成的經濟損失約占GDP總量的4％左右，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震損失的總和。腐蝕不僅造成經濟損失，也常對安全構成威脅，國內外都曾發生過許多災難性腐蝕事故。尤其值得指出，在海洋環境下，金屬的腐蝕尤為嚴重。由于船舶、鉆井平臺等金屬結構的海洋設施常年運行在海洋環境中，會受到各種腐蝕介質的侵蝕，從而發生不同程度的腐蝕。

同時對于涂層，附著力(adhesion)也是一項重要的指標，附著力是涂層與基體金屬之間相互結合的能力。附著力越大，涂層與基體金屬的粘結就更加緊密，于是涂層擁有更好的完整性，從而涂層對于基體金屬的保護效果最好。現有的無機防腐涂層的附著力一般為5MPa，還沒有附著力超過12MPa的無機防腐涂層。

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具有一種采用低溫燒結形成的雙層致密金屬防腐涂層，尤其提供一種附著力超過12MPa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低溫燒結形成的雙層致密金屬防腐涂層，其特征在于：

所述低溫燒結形成的雙層致密金屬防腐涂層為雙層結構涂層，由無機陶瓷涂層和基體氧化物涂層構成；

所述雙層結構中，無機陶瓷涂層是外層，基體氧化物涂層是內層，所述無機陶瓷涂層的成分按重量計包括：硅氧化合物50-60份；熱膨脹系數調節劑20-35份；粘結劑3-7份；附著力調節劑5-10份；催化劑1-4份；

所述的附著力調節劑選自正硅酸甲酯(TMOS)、正硅酸乙酯(TEOS)、硅酸鈉中的任意一種或多種。

所述基體氧化物涂層是在燒結之后自動在基體金屬表面生成的，所述的基體氧化物涂層的成分按重量計為100份基體金屬氧化物，所述的基體金屬氧化物的成分由基體金屬和氧組成。

所述的內層與基體金屬接觸，無機陶瓷涂層和基體氧化物涂層的厚度之比為(4-6)∶1。

進一步地，所述硅氧化合物選自石英砂、硅藻土、石英、鱗石英、方石英、粉石英的任意一種或多種。

進一步地，所述硅氧化合物為超細粉末，粉末粒徑為1000-2000目，優選為1100-1400目。

進一步地，所述熱膨脹系數調節劑選自四硼酸鉀、四硼酸鈉、四硼酸鋰、四硼酸銣、氧化鋅、氧化鎘、氧化銅中的任意一種或多種。

進一步地，所述粘結劑選自一氧化錳、二氧化錳、一氧化鎳、三氧化二鎳、一氧化鈷、三氧化二鈷中的任意一種或多種。

進一步地，所述催化劑選自酸性催化劑、堿性催化劑的任意一種或任意兩種。

進一步地，所述酸性催化劑選自鹽酸、醋酸、草酸中的任意一種或多種。