[发明专利]冷却塔金属构件的防腐蚀处理方法及所用涂料

说明书

技术领域

本发明属于冷却塔金属构件防腐蚀处理领域；具体涉及冷却塔金属构件的防腐蚀处理方法及所用的有机-无机杂化纳米防腐蚀涂料的制备方法。

背景技术

冷却塔是工业循环水中的常用设备，常用于钢铁厂、印染厂、医药厂、核电厂、空调、冷库以及化纤、石油等领域。冷却塔结构中有很多金属构件，如钢结构骨架、进水支柱、电机、风机、电机辅架、播水头、播水管、螺丝、螺栓等。但由于冷却塔处理的水中常含有酸性、碱性或盐成分物质，它们会腐蚀金属构件，缩短冷却塔使用寿命，造成资源浪费和使用成本的提高。基于此，人们都在积极研究提高冷却塔中金属构件防腐蚀性能的新方法。

专利202928388中涉及了一种新型防腐冷却塔，其塔中钢结构骨架设计在玻璃钢外面，从而避免酸性物质对钢结构的直接接触，同时钢结构表面还涂覆了高分子氟碳涂料。这种方法能延长钢结构的使用寿命，但其未涉及到对冷却塔中其它金属构件的防腐处理，同时高分子氟碳涂料价格昂贵，会增加冷却塔的价格。

专利203487820中也涉及了一种冷却塔中钢结构的防腐处理方法，但其防腐涂层未告知，同时在这篇专利中也未涉及到对冷却塔中其它金属构件的防腐处理。

专利201865970中涉及了一种冷却塔风机，为提高风机的耐雾气腐蚀性能，在风机叶片、轮毂表面涂覆了一层镀锌防腐层。这种方法能一定程度上提高风机的防雾气腐蚀性能，但若雾气中含有酸、碱或盐成分，镀锌层的防腐蚀性能还是不够的。

目前，通过溶胶-凝胶技术在金属表面制备一层有机-无机杂化防腐蚀涂层的方法越来越引起人们重视，其制备工艺过程简单，无毒、无污染，适用范围广，成本低，在金属表面的防腐效果要优于传统的磷化、铬化等工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种冷却塔金属构件的防腐蚀处理方法及所用的有机-无机杂化纳米防腐蚀涂料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种有机-无机杂化纳米防腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：

1)、在乙醇/水混合溶液中加入硅烷偶联剂Ⅰ，调节pH为3～6后，于25～50℃反应3～12h，形成硅溶胶；

所述乙醇/水混合溶液与硅烷偶联剂Ⅰ的重量比为100：20～50(较佳为100:30～40)；

所述乙醇/水混合溶液中，乙醇与水的重量比为100:2～5；

备注说明：上述pH的调节方式属于常规技术，例如可采用质量浓度为10％的HCl溶液进行pH的调节；

2)、在勃姆石溶胶中加入硅烷偶联剂Ⅱ，于50～100℃(较佳为50～70℃)反应0.5～2小时，过滤，收集固体颗粒，并于室温下真空干燥至恒重；得硅烷偶联剂改性的勃姆石固体颗粒；

所述勃姆石溶胶是粒径为10～50nm(较佳为20～50nm)、固含量为20～40％(重量％)的勃姆石溶胶(为水性纳米颗粒溶胶)；所述硅烷偶联剂Ⅱ与勃姆石溶胶的重量比为1～0.2:1；

3)、将步骤2)所得的硅烷偶联剂改性的勃姆石固体颗粒加入到步骤1)所得的硅溶胶中，混合均匀，从而形成透明的有机-无机杂化纳米防腐涂料；

所述硅烷偶联剂改性的勃姆石固体颗粒与硅溶胶的重量比为0.01～0.2：1(较佳为0.05～0.2:1)。

作为本发明的有机-无机杂化纳米防腐蚀涂料的制备方法的改进：

硅烷偶联剂Ⅰ为正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、双-(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、双-(三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷、3,3,3-三氟丙基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；

硅烷偶联剂Ⅱ为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷中的一种。

本发明还同时提供了利用上述有机-无机杂化纳米防腐蚀涂料所进行的冷却塔金属构件的防腐蚀处理方法：将有机-无机杂化纳米防腐蚀涂料涂覆于金属构件表面(可采用浸涂或喷涂等方式)，并于100～150℃固化0.5～1小时，从而在金属构件表面形成耐腐蚀涂层。