[發明專利]基于帶銹基體的自修復轉化滲透型防銹涂料及制備方法

在審

• 申請號: 202010909783.0
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111995929A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 何海峰;韓瑞;劉欣
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/61;C09D7/65;B01J13/02;C08G12/12
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

本發明公開了一種基于帶銹基體的自修復轉化滲透型防銹涂料及制備方法，它是由防銹底漆和自修復微膠囊組成。本發明涂料除了具有滲透和自修復作用外，自修復微膠囊的囊芯桐油中含有的桐油酸還可以起到轉化銹層的作用，從而在秉承了滲透型以及轉化型的帶銹基體用防銹涂料的優勢基礎上，進一步實現使防銹涂料達到自修復目的。

技術領域

本發明屬于防腐涂料領域，特別涉及一種基于帶銹基體的自修復轉化滲透型防銹涂料及制備方法，制備的涂料具有自修復以及優異的防腐性能。

背景技術

受到現代金屬工業迅猛發展的影響，各種金屬工業開始著重關注金屬材料的防腐與防護工作。鋼鐵因其優異的各項性能而在人類社會中各方面起著非常重要的作用，有大量工程建筑都是以鋼鐵為主體。

但是鋼鐵最大的缺點是容易銹蝕，會帶來安全隱患，造成經濟損失。而在眾多的防腐措施中，防腐涂料最為有效、經濟，應用最普遍。傳統的涂層防腐必須先對金屬表面進行嚴格處理除銹，不僅工作量大，工作效率低而且會產生銹塵、廢液危害環境人體健康。

但如果使用用于帶銹基體的防銹涂料，以上問題則迎刃而解。帶銹基體用防銹涂料是指可以直接涂刷在帶有銹層的鋼鐵表面的一種防銹涂料，它能轉化不穩定的金屬銹并變成致密無害的保護層，達到了防銹涂料既除銹又保護的兩種目的。

由于該帶銹基體用防銹涂料具有眾多其它涂料無法比擬的優點，因此在選擇防銹涂料時經常被作為最先考慮的涂料，到目前為止使用帶銹基體用防銹涂料是最有效、最實用、最經濟可行的防腐措施。

但是涂料是一種聚合物基復合材料，長期使用必然會產生一些破損或微裂紋，這些微裂紋無法快速且準確的被發現并且很難修補，產生后材料的完整性以及整體性能大大降低，使得涂料的性能越來越差，也因此涂料的自我修復變得尤為重要。

自修復聚合物材料分為兩大類，即埋植式自修復和本征型自修復。微膠囊屬于埋植式自修復，同樣屬于埋植式自修復的還有微孔道。埋植式自修復即將裝載著具有自修復功能的物質的微膠囊或微孔道預先埋入材料中，裂紋擴散至微膠囊或微孔道表面時，微膠囊或微孔道會應力破裂，釋放出內部的修復劑，修復劑遇催化劑或固化劑后發生交聯反應而固化從而填補裂紋，使裂紋不再繼續擴展。

微膠囊型自修復材料是最早出現的自修復復合材料，也是最典型的埋植式自修復復合材料。微膠囊自修復復合材料的概念是S.R.White于2001年首次提出的，他將雙環戊二烯作為芯材物質包封在脲醛樹脂囊壁里，與kgrubbs催化劑一起分散在環氧樹脂基體中，由于外界因素導致環氧樹脂受到損傷后，基體材料會產生裂紋，裂紋擴展到微膠囊表面，由于應力集中作用會使微膠囊破裂，雙環戊二烯由于裂縫產生的毛細管虹吸作用迅速滲入裂紋，接觸到催化劑后發生活性開環聚合反應，迅速生成高度交聯的聚合物網絡，從而完成修復過程。

埋植式自修復的特點是需要填埋修復劑，雖然埋植式自修復材料一旦破裂釋放出修復劑后就失去其自修復效果，因此其自修復復合材料的自修復能力有限，但其對基體材料的化學結構要求低，有良好的普適性。

因此研制一種類似生物的可以自我修復的涂料具有重要的意義，在產生破損的同時就會進行自我修復，無需人工干預，這對延長涂料的使用壽命以及提高涂料使用性能有顯著的意義。

目前，市場上出現多種可以用在帶銹基體的防銹涂料，比如：

穩定型帶銹基體用防銹涂料其防銹機理是涂料中的活性顏料與鐵銹發生反應生成穩定的化合物沉淀、螯合物、絡合物等從而使銹層鈍化。穩定型帶銹基體用防銹涂料中不含酸類以及其他轉化劑，因此，對鐵銹的作用較小，穩定鐵銹的速度較慢。因此，其施工的金屬表面的銹層一般需要在30μm～50μm之間，條件苛刻，穩定型帶銹基體用防銹涂料在無銹蝕的地方使用效果更好，但是這樣就違背了我們研究用在帶銹基體上的防銹涂料的初衷。