[發明專利]一種疏水性復合防腐蝕涂層的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202111027137.2
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113583543A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 蔣莉;袁妍;董延茂;周興
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 蘇州集律知識產權代理事務所(普通合伙) 32269
• 代理人: 安紀平

本發明公開了一種疏水性復合涂層的制備方法及應用，制備方法包括如下步驟：對無機納米二氧化硅粒子或二氧化鈦粒子進行表面改性；將所述改性后的無機納米粒子添加至環氧樹脂與固化劑的混合乳液中，攪拌使顆粒分散均勻，獲得復合涂層材料；將所述復合涂層材料通過輥涂法于金屬銅表面構建無機納米填料?環氧樹脂復合防腐蝕涂層。本發明提供的制備方法在強化單一環氧樹脂涂層穩定性的同時，賦予涂層疏水性質，可有效提高涂層的耐磨性能和對腐蝕環境的屏障作用，進而強化銅在鹽環境中的耐蝕性。

技術領域

本發明涉及金屬材料的腐蝕防護技術，尤其是涉及一種無機納米填料-環氧樹脂疏水性復合防腐蝕涂層制備方法及應用，屬于防腐蝕涂層領域。

背景技術

金屬銅由于具有良好的可成型性、導熱性和導電性等特點，被廣泛應用于生產生活中的各個領域。然而，銅在Cl^-等鹵素離子存在條件下(如海洋環境中)極易發生腐蝕，帶來了嚴重的經濟損失和環境污染。涂層防護法是減緩銅的腐蝕速率的一種主要方法，可通過減少銅與腐蝕介質的直接接觸提高銅的耐蝕性。

樹脂因具有優越的耐腐蝕性能，是最為廣泛應用的涂層材料。然而，由于樹脂通常為三維網狀結構，存在大量孔隙，因此樹脂涂層的長效、穩定的腐蝕防護作用難以維持。在樹脂涂層中添加納米填料以提高其抗滲透性能，是提高樹脂涂層防腐蝕穩定性的一種有效途徑。無機納米粒子如SiO₂、TiO₂等因尺寸小易分散等特性，已被越來越多地投入到樹脂的改性研究中。同時，受荷葉效應的啟發，具有疏水性質的涂層表面在與水或其它液體接觸時界面處可形成空氣層，進一步阻隔金屬與腐蝕環境的直接接觸，目前疏水性表面處理已被證實是一種極具應用前景的金屬防護技術。

本發明中涉及的一種疏水性復合防腐蝕涂層的制備方法，通過對納米粒子進行疏水化處理，進而將其作為環氧樹脂涂層的填料，構筑疏水性防腐蝕涂層，可解決涂層服役穩定性不理想的問題，有效提高金屬銅在鹽環境中的耐蝕性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有樹脂防腐蝕涂層技術中存在的不足，提供一種疏水性復合防腐蝕涂層的制備方法，通過引入疏水改性后的無機納米粒子，賦予樹脂涂層疏水性質，提高其防腐蝕效果。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種疏水性復合防腐蝕涂層的制備方法，其具體步驟如下：

步驟1：將無機納米粒子進行改性，獲得疏水性納米填料；

步驟2：將所述疏水性納米填料與環氧樹脂及固化劑共混，攪拌使顆粒分散均勻，獲得復合涂層乳液材料；

步驟3：通過輥涂方式于銅基材表面構筑疏水性無機納米填料-環氧樹脂復合涂層。

進一步地，所述的無機納米粒子為納米SiO₂和納米TiO₂，改性材料為十八烷基三氯硅烷。

進一步地，所述的無機納米粒子疏水改性，更具體的改性溶劑為無水乙醇，改性溫度為60℃，反應時間為2～3h，繼續進行離心轉速為8000rmp/min,無水乙醇沖洗次數為3～5次。

進一步地，改性處理后的無機納米粒子干燥溫度為70℃，干燥時間為12～24h。

進一步地，改性納米填料與環氧樹脂共混過程中，更具體的環氧樹脂與固化劑質量比為2:1，無機納米粒子填料的添加量為10wt.％～40wt.％，丙酮稀釋劑添加量為2～10wt.％，混合攪拌的溫度為25～60℃。

進一步地，涂層涂覆過程中，金屬基底更具體為需要防腐蝕處理的銅基材，所述表面為任意形狀的表面。

進一步地，于銅基材表面涂覆涂層之前對銅進行以下處理：依次用240、800、1200目碳化硅砂紙打磨銅基材表面，隨后依次用去離子水、丙酮、乙醇清洗除油，最后干燥。