綿竹耀隆化工有限公司 > 技術(shù)支持 > 磷酸鋯 聚合物領(lǐng)域磷酸鋯 聚合物領(lǐng)域
海洋防腐聚酯粉末涂料
一種含片層狀磷酸鋯和碳納米管的海洋防腐粉末涂料，其通過(guò)耐鹽霧性能、耐濕熱性能和電化學(xué)性能測(cè)試證實(shí)其防腐性能有顯著提高。運(yùn)用在高鹽霧，高濕熱，干濕交替、浸沒(méi)等環(huán)境的海洋工程材料涂裝中，能夠大幅度提高海洋工程材料的防腐蝕性能。
制備方法
1、 原料配方組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：
聚酯樹(shù)脂65份(325g)；固化劑4.8份(24g)；磷酸鋯4.5份(22.5g)；碳納米管0.5份(2.5g)；顏料8.4份(42g)；填料15份(75g)；流平劑0.6份；光亮劑1份(5g)；固化促進(jìn)劑0.2份(1g)。
2、其制備方法包括以下步驟：
（1）、根據(jù)上述原料配方，按質(zhì)量用電子天平稱(chēng)取各組分原料，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?br />
（2）、采用雙螺桿熔融擠出機(jī)熔融擠出經(jīng)步驟（1）攪拌均勻的原料，擠出溫度控制在120℃，轉(zhuǎn)速控制在250r/min；
（3）、將步驟（2）中熔融擠出的原料冷卻，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎，旋風(fēng)分離器篩分，得到粒徑為160目的成品粉末涂料。
防腐原理
1、采用具有納米片層狀結(jié)構(gòu)的磷酸鋯作為填料。該類(lèi)磷酸鋯片層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度很高，不溶于水和有機(jī)溶劑，具有較強(qiáng)的耐酸堿能力。將片層狀磷酸鋯引入到海洋防腐粉末涂料的配方中，片層狀結(jié)構(gòu)層層堆疊可以大大的增加腐蝕介質(zhì)的滲透路徑，有效阻止小分子腐蝕介質(zhì)和氧化性物質(zhì)的浸入，能起到很好的物理屏蔽作用。2、采用具有超高導(dǎo)電性的碳納米管作為填料。碳納米管具有極佳的導(dǎo)電性能，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)到50～200GPa，是鋼的100倍；硬度與金剛石相當(dāng)，卻擁有良好的柔韌性，將其作為填料引入到海洋防腐粉末涂料中可賦予涂層優(yōu)異的電子傳遞性能，陽(yáng)極所產(chǎn)生的電子可以通過(guò)碳納米管網(wǎng)絡(luò)順利傳導(dǎo)到涂膜表面，使電化學(xué)腐蝕的陰極反應(yīng)及反應(yīng)產(chǎn)物由鋼制基材表面轉(zhuǎn)移到防腐涂層表面，有效減少基材表面腐蝕產(chǎn)物的堆積，抑制涂層的起泡脫落，最終提高了涂膜附著力的持久性和使用壽命。碳納米管同時(shí)可以明顯提高涂料的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，進(jìn)一步提高防腐涂料的附著力與硬度，提高涂料的使用壽命。
3、綜合利用磷酸鋯的物理屏蔽作用和碳納米管的機(jī)械性能與電荷傳導(dǎo)作用，開(kāi)發(fā)含片層狀磷酸鋯和碳納米管的海洋防腐聚酯粉末涂料，顯著的提高了純聚酯海洋防腐粉末涂料的防腐性能，對(duì)高鹽霧，高濕熱海洋環(huán)境的金屬防腐涂料的發(fā)展起到較大的推動(dòng)作用。
防腐涂料特性詳解
1、 耐濕熱與耐鹽霧性能
由上表可知，隨著時(shí)間推移，500h時(shí)，純聚酯涂膜的綜合破壞等級(jí)能為3級(jí)，而實(shí)施例將傳統(tǒng)的海洋防腐粉末涂料的耐濕熱性從500h提升到2000h，其耐濕熱性能得到明顯提高。
另外，可知隨著時(shí)間推移，2000h，劃線處：純聚酯涂膜單向銹蝕≤4.3mm，未劃線區(qū):有起泡和點(diǎn)蝕的現(xiàn)象；實(shí)施例單向銹蝕≤1mm；未劃線區(qū):無(wú)異常。
（說(shuō)明片層狀磷酸鋯和碳納米管的引入能夠大幅度提高聚酯涂層的耐中性鹽霧性能。）
2、電化學(xué)測(cè)試
為了便于性能對(duì)比，以實(shí)施例和無(wú)填料聚酯涂膜進(jìn)行電化學(xué)防腐測(cè)試。
涂膜采用質(zhì)量百分百濃度為3.5wt％NaCl水溶液進(jìn)行浸泡，采用三電極測(cè)試體系和瑞士Auto LAB電化學(xué)工作站對(duì)涂膜進(jìn)行交流阻抗譜和塔菲爾極化曲線測(cè)試，測(cè)試條件如下：飽和甘汞電極作為參比電極，石墨電極作為輔助電極，涂膜作為工作電極，工作電極面積為8cm2 ；初始頻率為100000Hz；終止頻率為0.01Hz；正弦擾動(dòng)電壓為10mV。
測(cè)試結(jié)果如附圖所示：
從上圖中可以看出，在質(zhì)量百分百濃度為3.5wt％NaCl溶液中泡50天后，無(wú)填料聚酯涂膜的阻抗值為2E04Ω；實(shí)施例涂膜的阻抗值為8E04Ω，相比無(wú)填料聚酯涂膜，其防腐性能提高了4倍。
另外，還可從上圖中可以看出，在質(zhì)量百分百濃度為3.5wt％NaCl溶液中泡60天后，無(wú)填料聚酯涂膜的腐蝕電壓和腐蝕電流(log(i/A))分別為-0.88V和-4.49A；相比無(wú)填料聚酯涂膜，實(shí)施例涂膜的腐蝕電壓正移為-0.57V，腐蝕電流負(fù)移為-6.32A。由交流阻抗譜和埃菲爾極化曲線得出，實(shí)施例涂膜較無(wú)填料聚酯涂膜，其防腐性能得到了明顯提高。
展望：
伴隨國(guó)內(nèi)科研人士通過(guò)對(duì)各種功能性新材料的不斷探索與突破，相信很快我們同樣會(huì)設(shè)計(jì)出中國(guó)自主創(chuàng)造的具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力涂料產(chǎn)品，尤其是高端重防腐涂料產(chǎn)品，助力中國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)向環(huán)保型和節(jié)約型方向高速發(fā)展！
（本文部分摘自專(zhuān)利節(jié)選：201810550024.2，華南理工大學(xué)）
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