CN109439089B - 一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属防腐领域，具体涉及一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂及其制备和应用。自固化防腐蚀防护剂按重量百分比计，57‑65％基础乳液、2‑4％耐蚀及强度增强剂、22‑29％主填料、2‑5％乳液配剂和0‑6％颜料；所述耐蚀及强度增强剂为纳米氧化铈和硅烷表面改性剂，纳米氧化铈与硅烷表面改性剂的质量比为1:0.05。本发明使获得的防腐蚀防护剂具有环保、绿色无毒的特点，且通过硅烷改性的纳米氧化铈添加使其获得优良的耐腐蚀性与耐老化性能，大大提升了防护剂防护效果。

Description

一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂及其制备和 应用
技术领域
本发明属于金属防腐领域，具体涉及一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂及其制备和应用。
背景技术
钢铁材料作为最常用的建筑材料，广泛应用于海洋环境中。然而，由于海洋环境中盐分高、湿度大，是腐蚀最为苛刻的自然环境之一，因此，海洋环境中钢铁材料的腐蚀与防护是困扰人类海洋开发活动的重要问题。目前，在海洋大气环境中，常规防护手段一般为涂镀层、大黄油等防护，但是长期实践表明，由于海洋大气的高腐蚀性，常规手段已经不能提供良好的防护。尤其是常用的双组份防护剂等有机体系具有环境污染严重、施工复杂等缺点，因此，针对海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂研究具有重要意义。
发明内容
针对上述问题及目前技术的缺陷，本发明目的在于提供一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂及其制备和应用。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案为：
一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂，自固化防腐蚀防护剂按重量百分比计，57-65％基础乳液、2-4％耐蚀及强度增强剂、22-29％主填料、2-5％乳液配剂和0-6％颜料；所述耐蚀及强度增强剂为纳米氧化铈和硅烷表面改性剂，纳米氧化铈与硅烷表面改性剂的质量比为1:0.05。
所述基础乳液为丙烯酸乳液；主填料为气象二氧化硅和云母氧化铁；乳液配剂为醇酯十二；其中，气象二氧化硅和云母氧化铁质量比为1:1-1:2。
所述自固化防腐蚀防护剂由按重量百分比计，其优选比例为：60％基础乳液、4％纳米氧化铈、0.2％硅烷表面改性剂、12wt.％气象二氧化硅、17wt.％云母氧化铁、5wt.％醇酯十二，余量为颜料。
所述颜料可根据所需颜色可以随意调配，例如白色色浆可调节外防护剂为白色，水性炭黑可调节外防护剂为黑色等。
一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂的制备方法，按上述比例将基础乳液、耐蚀及强度增强剂、主填料和乳液配剂混匀。
一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂的应用，所述防护剂在作为海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂中的应用。
本发明的有益效果在于：
本发明防腐蚀防护剂具有环保、绿色无毒的特点，其通过添加纳米氧化铈与硅烷表面改性剂使防腐蚀防护剂获得优良的耐腐蚀性、耐老化性、耐盐、耐水性能，且调节填料二氧化硅与云母氧化铁的配比，以及调节防护剂粘度进而大大提升防护剂防护效果；
(1)本发明以水性丙烯酸乳液与醇酯十二成膜助剂作为基础体系，获得自固化性能，水性体系无毒无污染。
(2)本发明通过添加硅烷表面改性剂和纳米氧化铈，可进一步的增强防护剂的耐腐蚀、耐老化性能，加强其腐蚀防护效果。
(3)本发明通过调节填料配比，使防护剂易于涂装、不易流挂，施工工艺简单。
附图说明
图1为常规防护剂(A)与本发明实施例提供的自固化防腐蚀防护剂(B)在3.5％NaCl溶液中浸泡24h后的光学照片。
图2为常规防护剂(A)与本发明实施例提供的自固化防腐蚀防护剂(B)紫外老化500h后的光学照片。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明，有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
自固化防腐蚀防护剂的制备：按质量百分比计，丙烯酸乳液65wt.％，纳米氧化铈2wt.％，硅烷表面改性剂0.1wt.％，气象二氧化硅12wt.％、云母氧化铁17wt.％，醇酯十二2wt.％，颜料1.9wt.％。
常规防护剂的制备：按质量百分比计，丙烯酸乳液65wt.％，气象二氧化硅12wt.％、云母氧化铁17wt.％，醇酯十二2wt.％，颜料4wt.％。
上述丙烯酸乳液固含量为49％，纳米氧化铈粒径为30nm；硅烷表面改性剂购自美国联合碳化物公司，气象二氧化硅粒径100nm,颜料为水性炭黑。
将上述获得不同防护剂用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂耐盐水实验：
将上述两种防护剂分别涂刷玻璃基底成膜后，放置于3.5％NaCl溶液中浸泡24h，浸泡后光学照片如图1所示。由图可知，常规防护剂膜在浸泡24h后出现了鼓泡并与基底剥离的现象；而本实施例防护剂膜浸泡后则依然保持完整并与基地保持良好的结合力，由图1可见保护剂成分中经过硅烷表面改性剂和纳米氧化铈预混合，使纳米氧化铈充分分散，并且能够与丙烯酸乳液相容性良好，获得分散的、均一的防护剂体系。可见本发明的自固化防腐蚀防护剂具有良好的耐盐、耐水性能，可适用于海洋大气环境。
实施例2：
自固化防腐蚀防护剂的制备：按质量百分比计，丙烯酸乳液63wt.％，纳米氧化铈4wt.％、硅烷表面改性剂0.2wt.％，气象二氧化硅12wt.％、云母氧化铁17wt.％，醇酯十二2wt.％，颜料1.8wt.％。
常规防护剂的制备：按质量百分比计，丙烯酸乳液60wt.％，气象二氧化硅12wt.％、云母氧化铁17wt.％，醇酯十二5wt.％，颜料6wt.％。
上述丙烯酸乳液固含量为49％，纳米氧化铈粒径为20nm；硅烷表面改性剂购自美国联合碳化物公司，气象二氧化硅粒径100nm,颜料为水性炭黑。
将上述获得不同防护剂用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂耐盐水实验：
将上述两种防护剂分别涂刷成膜后，置于紫外老化试验机中500h，观察其耐老化性能(参见图2)。如图2所示，常规防护剂在老化试验后开始脆化、变黄，而自固化防腐蚀防护剂则依然保持良好的柔韧性、与基底的结合力及初始外观。因此，本发明的自固化防腐蚀防护剂具有良好的耐老化与耐腐蚀性能。
可见本发明防腐蚀防护剂具有环保、绿色无毒的特点，其通过添加纳米氧化铈与硅烷表面改性剂使防腐蚀防护剂获得优良的耐腐蚀性、耐老化性、耐盐、耐水性能，且调节填料二氧化硅与云母氧化铁的配比，以及调节防护剂粘度进而大大提升防护剂防护效果。

Claims (3)

1.一种适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂，其特征在于：自固化防腐蚀防护剂按重量百分比计，由以下成分组成， 57-65%基础乳液、2-4%耐蚀及强度增强剂、22-29%主填料、2-5%乳液配剂和0-6%颜料；所述耐蚀及强度增强剂为纳米氧化铈和硅烷表面改性剂，纳米氧化铈与硅烷表面改性剂的质量比为1:0.05；
所述基础乳液为丙烯酸乳液；主填料为气相二氧化硅和云母氧化铁；乳液配剂为醇酯十二；其中，气相二氧化硅和云母氧化铁质量比为1:1-1：2；
所述防护剂在作为海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂中的应用。
2.一种权利要求1所述适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂的制备方法，其特征在于：按上述重量百分比将基础乳液、耐蚀及强度增强剂、主填料和乳液配剂混匀。
3.一种权利要求1所述适用于海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂的应用，其特征在于：所述防护剂在作为海洋大气环境的自固化防腐蚀防护剂中的应用。
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