[發(fā)明專利]一種微納米片狀磷酸鋅及其有機(jī)改性方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010615872.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN111892838A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王貴容;許建;羅慶波;張藝方;李新政;徐文;劉正喜;龔萬(wàn)強(qiáng);王迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C09D7/62
• 分類號(hào): C09D7/62;C09D5/08;C09C1/04;C09C3/08
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

一種微納米片狀磷酸鋅的有機(jī)改性方法，包括以下步驟：制備硅烷偶聯(lián)劑水解溶液；將磷酸鋅顏料加入硅烷偶聯(lián)劑水解溶液得到磷酸鋅懸浮液；將磷酸鋅懸浮液過(guò)濾得到硅烷偶聯(lián)劑改性微納米片狀磷酸鋅。使用該方法制備出一種表面具有一層硅烷偶聯(lián)劑有機(jī)層的微納米片狀磷酸鋅，并將制備出的微納米片狀磷酸鋅應(yīng)用在防腐蝕涂料領(lǐng)域，利用硅烷偶聯(lián)劑的偶連特性，將硅烷偶聯(lián)劑用在防腐蝕顏料磷酸鋅上，得到經(jīng)過(guò)有機(jī)改進(jìn)的防止微納米片狀磷酸鋅團(tuán)聚的顏料，解決了磷酸鋅顏料與有機(jī)樹脂相容性差且在樹脂中極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防腐蝕涂料領(lǐng)域，特別涉及一種微納米片狀磷酸鋅及其有機(jī)改性方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬腐蝕為金屬材料受周圍介質(zhì)的作用而損壞。金屬的銹蝕是最常見的腐蝕形態(tài)，腐蝕時(shí)，在金屬的界面上發(fā)生了化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入氧化（離子）狀態(tài)，這會(huì)顯著降低金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能，破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀,增加零件間的磨損，惡化電學(xué)和光學(xué)等物理性能，縮短設(shè)備的使用壽命，甚至造成火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。美國(guó)1975年因金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失為700億美元，占當(dāng)年國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的4.2％。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年由于金屬腐蝕造成的鋼鐵損失約占當(dāng)年鋼產(chǎn)量的10~20%，金屬腐蝕事故引起的停產(chǎn)、停電等間接損失就更無(wú)法計(jì)算。

而對(duì)金屬材料的防腐蝕，主要有以下幾種方法：

①改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，把鉻、鎳加入普通鋼中制成不銹鋼；

②在金屬表面覆蓋保護(hù)層。例如，在金屬表面涂漆、電鍍或用化學(xué)方法形成致密耐腐蝕的氧化膜等；

③電化學(xué)保護(hù)法。因?yàn)榻饘賳钨|(zhì)不能得電子，只要把被保護(hù)的金屬做電化學(xué)裝置發(fā)生還原反應(yīng)的一極——陰極，就能使引起金屬電化腐蝕的原電池反應(yīng)消除。具體方法有：

a.外加電流的陰極保護(hù)法。利用電解裝置，使被保護(hù)的金屬與電源負(fù)極相連，另外用惰性電極做陽(yáng)極，只要外加電壓足夠強(qiáng)，就可使被保護(hù)的金屬不被腐蝕。

b.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。利用原電池裝置，使被保護(hù)的金屬與另一種更易失電子的金屬組成新的原電池。發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，原金屬做正極(即陰極)，被保護(hù)，被腐蝕的是外加活潑金屬——負(fù)極(即陽(yáng)極)。

此外，還有加緩蝕劑等方法，減緩或防止金屬被腐蝕。

金屬材料的腐蝕造成了材料的極大浪費(fèi)。防護(hù)涂料作為保護(hù)層能夠有效地提高金屬材料的耐腐蝕性能, 因而防護(hù)涂料廣泛應(yīng)用于金屬器材表面。帶有防護(hù)涂料的器材一部分應(yīng)用于含水環(huán)境下，如船舶，海上油田，地下天然氣管道等，但一般防護(hù)涂層很難克服含水環(huán)境下的苛刻條件。因此把具有一定功能活性的顏料添加到涂料中，以增加涂層壽命，減傷維修成本。其中，鉻酸鹽、鉛系顏料毒性較大，鉬酸鹽、偏硼酸鹽顏料成本過(guò)高，因?yàn)闊o(wú)毒，低成本的磷酸鋅顏料發(fā)展迅速，但是，磷酸鋅顏料本身為多結(jié)晶水無(wú)機(jī)物，本身與有機(jī)樹脂相容性差，同時(shí)，對(duì)于微納米結(jié)構(gòu)的片狀磷酸鋅，由于其微納米結(jié)構(gòu)和表面親水疏油性質(zhì)，使得其在樹脂中極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，造成顏料與樹脂界面存在較大縫隙缺陷，極大的降低了涂層的屏蔽性能。

對(duì)于微納米片狀磷酸鋅的有機(jī)改性，尚未見報(bào)道，原因在于普通無(wú)機(jī)顏料的改性需要活性集團(tuán)（如活性羥基，活性羧基等），而磷酸鋅本身表面不具有活性集團(tuán)，因此其有機(jī)改性一直處于停滯狀態(tài)。

因此，開發(fā)一種能改善磷酸鋅與樹脂界面相容性，防止微納米片狀磷酸鋅團(tuán)聚的顏料表面有機(jī)改性技術(shù)，對(duì)涂料顏料領(lǐng)域有很大的現(xiàn)實(shí)意義。