[發(fā)明專利]一種耐蝕防污磷酸鋁涂料及其制備方法和應用

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• 申請日: 2021-09-15
• 公開（公告）號: CN114031960A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 秦真波;吳忠;秦業(yè)棟;李家樂;鄧意達;胡文彬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/10
• 代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠知識產(chǎn)權代理有限公司 12251
• 代理人: 李玲

本發(fā)明公開了一種耐蝕防污磷酸鋁涂料，包括磷酸鋁粘結劑、硅溶膠和填充骨料。磷酸鋁粘結劑與硅溶膠在干燥固化過程中發(fā)生聚合，形成復合成膜物結構，從而在耐蝕防污涂層內(nèi)部微觀結構上形成了網(wǎng)狀的大分子，大大提高了耐蝕防污涂層的粘結強度和穩(wěn)定性。同時用硅溶膠的低溫結合強度和磷酸鹽中高溫的結合性能，有效地消除固化成膜過程中易出現(xiàn)的收縮、起泡現(xiàn)象，防止微氣孔的形成，從而提高了涂層的表面質(zhì)量。所述耐蝕防污磷酸鋁涂料應用于耐蝕防污材料，具有較優(yōu)異的耐腐蝕性能，較高的硬度，較強的耐高溫性，且能夠抑制海生物附著，能夠在較惡劣工況條件下服役，從而保護基體不受侵蝕。

技術領域

本發(fā)明涉及材料技術領域，特別是涉及一種耐蝕防污磷酸鋁涂料及其制備方法和應用。

背景技術

磷酸鋁涂料具有良好的耐熱性、耐候性及耐油性等性能，可以作為高溫耐火材料、防腐材料、耐磨材料等，目前已經(jīng)廣泛應用于航空航天、汽車、電力設備、海洋船舶等領域，如煤電廠鍋爐管道、飛機外殼、艦艇外殼的保護涂料等。除了應用于傳統(tǒng)的耐火材料和鑄造工業(yè)外，磷酸鋁粘結劑也被用于密封熱噴涂涂層，作為多孔陶瓷的耐磨、耐高溫保護層。

但是，磷酸鋁的固化溫度較高，一般需在300℃左右進行較長時間固化成形后才能夠投入使用，且固化后由于體積收縮易產(chǎn)生孔洞、裂紋等缺陷，對涂層耐腐蝕性能有所削弱，在海洋、電廠等高腐蝕性的工作環(huán)境中涂層材料的使用壽命會大大削減，嚴重影響重要工程設施的腐蝕防護。

目前，針對提高磷酸鋁涂料防腐蝕性的方法主要為添加多種填充骨料和助劑對磷酸鋁涂料進行改性，現(xiàn)階段已有的添加骨料或助劑有：Mg粉、Zn粉、石墨烯，硼砂，以及MTEOS(甲基三乙氧基硅烷)等。此類涂料固化后形成的涂層致密性較差，對腐蝕介質(zhì)的屏蔽效果差強人意，防腐性能有待進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中磷酸鋁涂料固化后耐腐蝕性能不足的技術缺陷，而提供一種耐蝕防污磷酸鋁涂料。

本發(fā)明的另一方面，是提供上述耐蝕防污磷酸鋁涂料的制備方法。

本發(fā)明的另一方面，是提供上述耐蝕防污磷酸鋁涂料在金屬材料涂層中的應用。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術方案是：

一種耐蝕防污磷酸鋁涂料，其特征在于：包括磷酸鋁粘結劑、硅溶膠和填充骨料，所述硅溶膠占涂料的質(zhì)量百分數(shù)為2％～15％，優(yōu)選5％-10％，所述填充骨料為球形鋁粉，占涂料的質(zhì)量百分數(shù)為40～50％。

上述耐蝕防污磷酸鋁涂料通過以下方法制備：將所述磷酸鋁粘結劑和所述硅溶膠混合后攪拌均勻，然后加入填充骨料，經(jīng)球磨分散后得到耐蝕防污磷酸鋁涂料。

在上述技術方案中，所述磷酸鋁粘結劑通過以下方法制備：向磷酸溶液中加入三氧化鉻，在70℃-90℃條件下恒溫水浴至完全溶解；然后加入經(jīng)稀釋的氫氧化鋁和氧化鎂，升溫至80℃-120℃并保持反應2.5-3.5h得所述磷酸鋁粘結劑。

在上述技術方案中，磷酸溶液、三氧化鉻、氫氧化鋁及氧化鎂的質(zhì)量比為(200-400)：(30-60)：(60-100)：(10-30)；

在上述技術方案中，所述球形鋁粉的粒徑為1-5μm。

本發(fā)明的另一方面，上述耐蝕防污磷酸鋁涂料在耐蝕防污材料中的應用。

具體來說，通過以下方法應用：

步驟s1，對基體表面進行機械打磨、除油處理，處理后進行清洗，干燥；

步驟s2，將所述耐蝕防污磷酸鋁涂料均勻涂覆在基體表面，進行涂層的干燥固化處理。