常温自固化无机磷酸盐防腐蚀涂层的制备及性能研究

发布时间：2019-01-26 15:19

【摘要】：作为一种新型无机涂料,磷酸盐防腐蚀涂层材料以其附着力强,耐腐蚀、耐高温、耐氧化、无毒环保等优异的综合性能而得到广泛关注。但其突出缺点是无法实现低温和常温下的延缓固化,本研究旨在通过制备纳米包覆的碱性金属氧化物固化剂以及对胶黏剂、固化剂的改性,以此实现磷酸盐防腐涂层常温延缓固化。 首先,本研究以磷酸和氢氧化铝为主要原料制备的磷酸盐胶黏剂为涂料成膜基料,高温煅烧Mg0作为固化剂,分别探究了Al(H2PO4)3胶黏剂的制备工艺、原料配比以及磷酸盐涂层固化的最佳原料配比,结果显示：氢氧化铝和磷酸的物质的量之比A1/P=1.2-1.4：3,反应温度为140-160℃时,所制得磷酸盐胶黏剂主要成分为粘性较强的Al(H2PO4)3,同时,磷酸与氧化镁物质的量之比P/Mg=3.5～4:1时,涂层成膜性较好,涂层硬度达到6H。 其次,采用纳米颗粒表面包覆技术合成MgO@SiO2固化剂,以此制备出一种低温延缓固化无机磷酸盐涂层。借助相关表征手段深入探究了涂层延缓固化机理以及低温固化机理。实验结果表明：以MgO@SiO2作为无机磷酸盐涂料固化剂,涂料固化时间由十几秒延长至120min以上,完全固化温度降至80℃,最终所得涂层表面平整,内部结构致密,具有较优异的耐吸湿性。 随后,在低温延缓固化无机磷酸盐涂层的研究基础上,借助Fe20。的改性作用制备出偏磷酸铝／铁胶黏剂和MgO@SiO2-Fe2O3复合固化剂,配合添加各类颜填料及助剂,制得一种常温下即可完全自主固化的新型磷酸盐防腐蚀涂层,借助材料常规表征手段和涂料相关工业应用试验分别探究了其常温固化机理以及工业应用性能。测试结果表明,这一新型无机磷酸盐涂层在延缓固化的基础上能够达到常温自主完全固化,涂层硬度达到6H左右,附着力达到6MPa以上,通过432h中性盐雾测试,盐雾后涂层附着力依旧能够达到2MPa以上,综合防腐性能非常优异。同时,无需对钢铁基板进行工艺繁杂的表面预处理,常温自固化无机磷酸盐防腐涂料可以直接带锈涂装,且固化后所得涂层综合防腐性能依旧优异。纳米颗粒表面包覆技术的应用,实现了固化剂Mg0的延缓释放,在有效延长磷酸盐涂层固化时间的同时进一步降低了其固化温度,其低温固化过程包括MgO@SiO2促进Al(H2P04)3脱水缩聚成链和80℃低温烘烤完全固化两个阶段；利用Fe203的改性作用,实现了磷酸盐涂层常温自主完全固化,并得出了铝磷酸盐分子筛结构固化机理,这一创新型固化机理的提出将磷酸盐涂层固化与分子筛结构相联系,对于磷酸盐材料的研究具有重要意义。
[Abstract]:As a new inorganic coating, phosphate anticorrosive coating material has been widely concerned for its excellent comprehensive properties, such as strong adhesion, corrosion resistance, high temperature resistance, oxidation resistance, non-toxic environmental protection and so on. But its outstanding shortcoming is that it can not realize the retarding curing at low and normal temperature. The purpose of this study is to prepare nano-coated alkaline metal oxide curing agent and the modification of adhesive and curing agent. Thus the phosphate anticorrosive coating can be cured at room temperature. Firstly, the preparation process of Al (H2PO4) 3 adhesive was studied using phosphate adhesive prepared by phosphoric acid and aluminum hydroxide as the base material of coating film formation, and Mg0 calcined at high temperature as curing agent. The results showed that the ratio of aluminum hydroxide to phosphoric acid was 1.2-1.4: 3, and the reaction temperature was 140-160 鈩，

本文编号：2415619