[發明專利]一種堿性氧化鐵防腐涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201910211983.6
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109988989B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 汪的華;杜開發;鄭開元;朱華;毛旭輝;甘復興
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C23C4/11
• 分類號: C23C4/11;C23C4/134;C23C8/14;C23C14/08;C23C16/40;C25D11/34;C09D1/00;C09D5/08;C09D5/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;閉釗

本發明涉及金屬材料防腐技術領域，具體公開了一種堿性氧化鐵防腐涂層及其制備方法。該防腐涂層包括以下成分(按重量分數計)：鋰1％?8％，鐵50％?69％，氧30％?35％。該涂層為單層或多層復合結構，可用于鐵、鐵基合金、鋼金屬材料在水體、大氣、土壤、工業介質、熔鹽電解質中的高低溫腐蝕防護，具有廣泛的環境和溫度使用范圍，尤其能夠耐Cl^?和F^?的侵蝕，表現出優異的抗老化能力。

技術領域

本發明涉及金屬腐蝕防護技術領域，具體涉及一種堿性氧化鐵防腐涂層及其制備方法。

背景技術

金屬材料廣泛應用于國計民生的各個領域，構成了人類科技文明的材料基礎。金屬材料化學位較高很容易發生氧化腐蝕，腐蝕造成了極大的材料損失，并對生產有重大負面影響。研究表明，2014年全國腐蝕總成本超過2.1萬億元人民幣，約占當年GDP的3.34％。因此，金屬的腐蝕防護有著巨大的經濟效益和社會效益。

防腐涂層可以有效的將金屬材料與腐蝕介質隔離開來，從而提高金屬的耐腐蝕能力，延長其使用壽命。在金屬材料表面制備防腐涂層是目前最為廣范使用的金屬腐蝕防護方法。為達到實際使用要求，防腐涂層需滿足以下要求：1)對腐蝕介質穩定；2)具有較高的致密度；3)具有良好的機械性能；4)具有優異的抗老化性能；5)易于加工制備；6)原料廉價易得。目前實際工業應用的各種涂層(如樹脂、陶瓷)雖然可以不同程度的滿足上述要求，但是在含Cl-和F-等腐蝕性離子的環境中耐蝕性不佳。因此，亟待開發一種性能更優異、能適應腐蝕性離子環境的金屬防腐涂層及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有金屬防腐技術存在的上述問題，提供一種堿性氧化鐵防腐涂層。該涂層具有良好的穩定性、較高的致密度、良好的機械性能、易于加工制備、原料廉價易得，還具有廣泛的環境和溫度適應性，更重要的是能夠耐Cl-和F-的腐蝕。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種堿性氧化鐵防腐涂層，其成分按重量分數計包括：鋰1％-8％，鐵50％-69％，氧30％-35％。各元素含量之和為100％，其中可能含有不可避免的雜質元素。

進一步的，所述堿性氧化鐵防腐涂層附著在金屬材料基體表面，所述金屬材料基體具體為板材或管材，金屬材料基體的應用環境包括常溫至高溫(1000℃)范圍的各類水體(如地表水、自來水、海水)、大氣(如海洋空氣、陸地空氣)、土壤、工業介質(如循環冷卻水)、熔鹽電解質等。

進一步的，所述堿性氧化鐵防腐涂層的厚度為1-1000μm。

進一步的，所述堿性氧化鐵防腐涂層為單層結構。

進一步的，所述堿性氧化鐵防腐涂層為多層復合結構，每一層中各元素含量不同。

上述堿性氧化鐵防腐涂層的制備方法，包括以下步驟：利用噴涂法、氣相沉積法、化學氧化法、電化學氧化法中的至少一種方法，在金屬材料基體表面制備得到堿性氧化鐵防腐涂層。

進一步的，電化學氧化法具體步驟如下：以金屬材料基體作為陽極，以鎳電極作為陰極，在含鋰電解質中電解，最終在金屬材料基體表面得到一層均勻的堿性氧化鐵防腐涂層。所述含鋰電解質具體為Li₂CO₃-Na₂CO₃-K₂CO₃或LiOH-NaOH。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：(1)該涂層可用于金屬在水體、大氣、土壤、工業介質、熔鹽電解質中的高低溫腐蝕防護，具有廣泛的環境和溫度適用范圍，能夠耐Cl-和F-的侵蝕，同時表現出優異的抗老化能力；(2)該涂層具有良好的穩定性、較高的致密度、優異的機械性能，易于加工制備，且原料廉價易得。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制得的堿性氧化鐵防腐涂層截面光學照片；