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一种富锌环氧防腐涂料及其制备方法专利背景

2022/07/1396 作者:佚名
导读:腐蚀是金属、混凝土,木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象。据相关统计,截至2013年3月,全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿~10000亿美元,约是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6倍。在中国,每年由于腐蚀造成的损失约8000亿元,占GDP的3%左右。长期以来,人们一直采用多种技术,减缓腐蚀发生的速度。 截至2013年3月,最主要的几种防腐涂料,主要为环

腐蚀是金属、混凝土,木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象。据相关统计,截至2013年3月,全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7000亿~10000亿美元,约是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6倍。在中国,每年由于腐蚀造成的损失约8000亿元,占GDP的3%左右。长期以来,人们一直采用多种技术,减缓腐蚀发生的速度。

截至2013年3月,最主要的几种防腐涂料,主要为环氧类、聚氨酯类和富锌底漆类涂料。其中环氧类防腐涂料具有优异的附着力、优良的力学性能、良好的抗碱性和耐化学介质腐蚀性、固体组分含量高等优点,但是漆膜初期硬度高,柔韧性差,沥青类和铬酸盐类的环氧防腐漆,对环境具有很大的破坏性,同时危害人类健康。聚氨酯涂料具有附着力强、耐水、耐油、耐溶剂、耐腐蚀、弹性好、强度高、耐低温、涂膜光亮、坚硬、柔韧、丰满、耐磨和耐划伤的优点,但其保光保色性差,有较大的刺激性和毒性,稳定性差和施工麻烦等不足。富锌底漆类涂料具有屏蔽作用、电化学防护作用、涂膜自修复和钝化作用,但防腐性能是以牺牲锌粉为代价,且在焊接时会产生大量氧化锌雾气,危害作业人员生命健康。

CN101407690A公开了一种双组份环氧富锌底漆及制备方法。甲组份按重量份数计由以下组分构成:环氧树脂14份,锌粉54-71份,填料4-20份,防沉助剂1-3份,溶剂9份;乙组分包括以下组分和重量百分比含量:固化剂40%,溶剂60%;甲乙组分的质量配比为8:1-15:1。该发明所得到的涂料耐盐雾时间只有3天,即72小时,且需要的锌粉在54-71份。

行业标准HG/T3668-2009中,指出了有机类富锌底漆耐盐雾时间的行业标准,即不挥发分/%≥70,其中不挥发分中金属锌含量/%≥80的,耐盐雾时间要求为600小时,而不挥发分中金属锌含量/%≥60的,耐盐雾时间要求为200小时。

腐蚀是因为金属表面接触空气、水或其他物质。防腐的主要的方法就是给金属涂上涂层材料,以屏蔽金属表面,但2013年3月前使用的材料有局限性。

石墨烯(graphene)是由单层碳原子紧密堆积成的具有二维片层结构的一种碳质新材料,具有优异的电性能和高的径厚比(>200)以及薄的片层结构(<1纳米),是已知最薄、最强的材料。在石墨烯中,碳原子的排列就像鸡爪印网,每一层非常薄,呈透明状,一盎司可以覆盖28个足球场(Graphene:Corrosion-Inhibiting Coating,Dhiraj Prasai,ACSNANO,2012年第6卷第2期:1102-1108)。迪拉吉·普拉赛(Dhiraj Prasai)和他的同事们指出,使用原子薄层石墨烯,作为保护涂层,能够抑制腐蚀下面的金属。但是该方法中,石墨烯是通过化学气相沉积法制备获得,只能停留在理论研究阶段,且成本极高,无法进行工业化。

CN102604533A公开了一种基于聚苯胺与石墨烯复合材料的防腐涂料及制备方法。以重量分数计由以下组分构成:成膜物质20-90;聚苯胺与石墨烯复合材料0.1-20;颜料1-10;填料1-10;防流挂剂0.1-3;分散剂0.1-4;流平剂0.01-2;消泡剂0.01-2;溶剂1-50。该发明所得到的涂料中的石墨烯由于径厚比高,柔韧性好可以提供优良的物理防腐作用,而负载在石墨烯表面的聚苯胺可以提供电化学防腐作用,二者的协同作用机制使得该涂料具有优良的金属腐蚀防护性能。《一种富锌环氧防腐涂料及其制备方法》的防腐涂料,可以实现金属基材的钝化和缓蚀,同时避免了可以导致环境污染的铬等重金属的使用,而且制备简单、成本低、易于工业化批量生产。但CN102604533A所述的防腐涂料中,石墨烯的添加步骤复杂,需要配制氧化剂等溶液。

因此,该领域需要开发一种漆膜较薄、柔韧性好,硬度高,含锌量低,耐盐雾时间长,同时具有耐酸碱性能的环境友好的富锌环氧防腐涂料。所述的环氧树脂涂料应当具有简单的工艺步骤。

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