[發明專利]一種高硬度常溫固化的地聚物金屬防腐蝕涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201911401642.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111117313B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 劉毅;陳士堃;陳功;閆東明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09D1/04
• 分類號: C09D1/04;C09D5/08;C09D7/61;C09D7/62;C09D7/63;C09D7/65
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽

本發明公開了一種高硬度常溫固化的地聚物金屬防腐蝕涂料，包括以下組分：高強地聚物120?180份，表面修飾氮化硼納米片10?20份，及界面增強劑6.12?10.25份；所述高強地聚物包括硅鋁質粉料35?60份、堿激發劑70?90份、活性增強相15?30份；所述表面修飾氮化硼納米片為表面經過修飾的氮化硼納米片。本發明還公開了一種高硬度常溫固化的地聚物金屬防腐蝕涂料的制備方法。本發明的涂層中地聚物與活性增強相反應，形成具有較高密實度的高強地聚基體；氮化硼納米片經過表面改性，在界面增強劑存在條件下與地聚物凝膠結合，從而形成高硬度的復合材料，大大提高了防腐蝕涂料的防腐蝕性能，制備方法簡單。

技術領域

本發明屬于海工結構防腐蝕領域，尤其是涉及一種高硬度常溫固化的地聚物金屬防腐蝕涂料及其制備方法。

背景技術

海工鋼筋混凝土與鋼結構的腐蝕嚴重影響我國近海和遠海工程結構的可靠性和安全性，因此尋求一種低成本、高可靠性的防護方法迫在眉睫。

地聚物是一種新型的無機材料，它由具有活性的硅鋁質材料在堿性環境下發生溶出、地聚合反應生成，基體由[SiO₄]四面體和[AlO₄]四面體聚合形成的三維空間網絡結構組成，化學結構呈現非晶質至半晶質相，其抗壓強度可以達到40-80MPa，耐火溫度達到900-1100℃。與有機類樹脂材料相比，地聚物具有更為優異的熱穩定性與耐候性。

專利CN201910491278.6、CN201910481644.X、CN201910347055.2、CN201710416708.9均公開了以地聚物為主要基體的防腐蝕涂料。這些專利采用的地聚物材料雖然具有一定的耐腐蝕性，但由于硬度較低，容易在使用過程中因為磕碰造成局部損壞，從而失去抗腐蝕能力。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種新型地聚物防腐蝕涂料，其具有更高硬度和防腐蝕能力。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高硬度常溫固化的地聚物金屬防腐蝕涂料，包括以下組分：高強地聚物120-180份，表面修飾氮化硼納米片10-20份，及界面增強劑6.12-10.25份；所述高強地聚物包括硅鋁質粉料35-60份、堿激發劑70-90份、活性增強相15-30份；所述表面修飾氮化硼納米片為表面經過修飾的氮化硼納米片。

進一步的，所述界面增強劑包括硼砂3-5份、磷酸鈉3-5份、硅烷偶聯劑0.05-0.1份、聚丙烯酸鈉0.02-0.05份和聚乙烯亞胺0.05-0.1份。

進一步的，所述硅鋁質粉料由偏高嶺土20-30份、粉煤灰10-20份及礦渣5-10份組成；所述偏高嶺土在750-850℃下煅燒得到，粒徑為0.1-10μm；所述粉煤灰為一級灰，粒徑為0.1-10μm；所述礦渣為105級渣，粒徑為0.1-10μm。

進一步的，所述堿激發劑由液體硅酸鈉或液體硅酸鉀50-70份、氫氧化鈉或氫氧化鉀5-15份及去離子水5-15份組成。

進一步的，所述活性增強相由納米氧化硅5-10份、納米氧化鋁5-10份、納米碳酸鈣5-10份組成；所述納米氧化硅、納米氧化鋁和納米碳酸鈣的粒徑均為30-100nm。

進一步的，所述液體硅酸鈉和硅酸鉀模數為1.5-2.0，含水量為50-65％。

進一步的，所述氮化硼納米片的片徑為1-3um，厚度100nm。

本發明還公開了一種高硬度常溫固化的地聚物金屬防腐蝕涂料的制備方法，包括以下步驟：

1)將鹽酸多巴胺加入含有氨丁三醇的緩沖液中，并調節pH至弱堿性，得到表面改性液，所述鹽酸多巴胺與緩沖液質量比例為1:300-1:400；