[發明專利]一種大氣環境下對金屬利用涂層和外加電流陰極聯合保護技術

在審

• 申請號: 202110037695.0
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112760655A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 鄧培昌;胡杰珍;王貴;劉文娟;黃歡
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: C23F13/20
• 分類號: C23F13/20;C09D163/00;C09D5/24;B05D7/14;B05D7/16;B05D1/36;B05D5/12
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 千帆

本發明公開了一種大氣環境下對金屬利用涂層和外加電流陰極聯合保護技術，在所述金屬表面依次涂敷有底漆層，導電涂層和面漆層；所述金屬和導電涂層通過導線連接直流電源；其中，所述金屬與直流電源負極連接，所述導電涂層與直流電源的正極連接。通過給金屬與導電涂層之間施加一定的電源，當涂層出現微裂紋時，金屬表面的薄液膜沿著裂紋滲入充當電解質溶液，實現了外加電流陰極保護技術。本發明實現對金屬的外加電流陰極保護，同時提高了涂層的利用率和金屬的使用期限。利用本涂層和外加電流陰極保護技術對金屬進行聯合保護，可使得金屬基體不被腐蝕，以及延長涂層材料的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種大氣環境下金屬腐蝕保護技術領域，更具體地，涉及大氣環境下對金屬采用涂層和外加電流陰極聯合保護技術。

背景技術

近年來，我國海洋經濟發展迅速，涌現了大量的海上石油平臺、海港碼頭、跨海大橋以及海上風電等海工裝備。上述海工裝備大多數都暴露在大氣中，導致海工裝備出現嚴重的腐蝕，嚴重影響了海洋經濟的正常發展，并造成了巨大的經濟損失。因此，系統研究金屬材料在大氣環境中的腐蝕規律和機理，可為海工裝備的選材、設計和制定防腐標準提供科學依據，對海洋經濟健康快速發展具有十分重要的意義。

目前，金屬腐蝕防護技術有涂層保護和外加電流陰極保護這兩種防腐蝕技術。對于大氣環境下金屬構件的保護，國內外普遍采用涂層技術，而對于土壤以及導電溶液中則采用外加電流陰極保護技術。但在大氣環境下，對于直接暴露在氣相環境中的金屬設備或構件，因缺乏連續的導電介質，無法實現外加電流陰極保護。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的缺陷，提供一種大氣環境下對金屬進行涂層和外加陰極電流保護聯合技術。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種大氣環境下對金屬利用涂層和外加電流陰極聯合保護技術，在所述金屬表面依次涂敷有底漆層，導電涂層和面漆層；所述金屬和導電涂層通過導線連接直流電源；其中，所述金屬與直流電源負極連接，所述導電涂層與直流電源的正極連接。通過給金屬與導電涂層之間施加一定的電源，當涂層出現微裂紋時，金屬表面的薄液膜沿著裂紋滲入充當電解質溶液，實現了外加電流陰極保護技術。當腐蝕深入到導電涂層時，電子通過電解質溶液集聚到陰極，金屬得到保護，從而實現了外加電流陰極保護。

進一步地，所述導電涂層的導電材料為石墨烯、鎳粉、鋅粉、碳纖維、碳納米管或聚苯胺改性玻璃鱗片；所述導電涂層的成膜材料為環氧樹脂、丙烯酸樹脂或氟碳樹脂。一般通過溶劑將成膜材料溶解，涂敷后待溶劑揮發后即得。常用的溶劑如丙酮、丙酸、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、丙烯酸。

進一步地，所述導電涂層為所述石墨烯與環氧樹脂的混合物；其中石墨烯的重量占比為45％-60％，其余為環氧樹脂。

進一步地，所述導電涂層為所述鎳粉與丙烯酸樹脂的混合物；其中鎳粉的重量占比為35-42份，丙烯酸樹脂占比為30-45份。

進一步地，所述導電涂層為所述碳納米管與氟碳樹脂以及固化劑的混合物；其中碳納米管的重量占比為1.0％-3.5％，其余為氟碳樹脂及固化劑。

進一步地，所述導電涂層為所述聚苯胺改性玻璃鱗片與環氧樹脂的混合物；其中聚苯胺改性玻璃鱗片的重量占比為10-25份，環氧樹脂的占比為20-60份。

進一步地，所述面漆為聚氨酯或氟碳涂料，所述底漆為噴涂的環氧底漆。

本發明的有益效果是：本發明涉及的外加電流陰極保護是在大氣環境下進行的，通過給導電涂層和金屬之間施加電壓，金屬表面的薄液膜通過微裂紋滲入充當電解質溶液，實現對金屬的外加電流陰極保護，同時提高了涂層的利用率和金屬的使用期限。利用本涂層和外加電流陰極保護技術對金屬進行聯合保護，可使得金屬基體不被腐蝕，以及延長涂層材料的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖；