[发明专利]一种无机封孔剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种无机封孔剂的制备方法，属于封孔剂技术领域。本发明采用低分子量三聚氰胺脲醛树脂复合磷酸铝溶液，制备出树脂型磷酸盐，以正硅酸乙酯和树脂型磷酸盐为前驱体，无水乙醇和去离子水为溶剂，盐酸为催化剂采用溶胶‑凝胶法制备出耐热性无机封孔剂；碱金属磷酸盐耐高温，云母鳞片具有绝缘性能好、附着力好、抗化学腐蚀性强、耐温变性、低导热性、热膨胀系数小、能屏蔽紫外线等独特性能，从而提高了耐蚀性能和抗渗透能力；细小片状的云母鳞片还可削弱封闭层内部的收缩应力，有利于延长封闭层的寿命；纳米二氧化硅粒径很小，利用其小尺寸效应，渗到涂层的孔隙中，起到很好的屏蔽封孔作用。

技术领域

本发明涉及一种无机封孔剂的制备方法，属于封孔剂技术领域。

背景技术

由于大多数陶瓷涂层具有离子键或者化学键，原子间的结合力强，因此陶瓷涂层化学稳定性能好，涂覆在基体金属上能有效的将金属与腐蚀介质隔离，有效的保护基体金属。由于工艺原因，陶瓷层常存在表面孔、盲孔甚至通孔，腐蚀性介质将直接通过孔进入被保护体的表面并发生化学或电化学腐蚀，腐蚀产物的积聚甚至会导致涂层开裂和脱落，甚至导致涂层失效，因此，涂层必须封孔加工，减少涂层表面的孔隙度。

封孔是表面处理的一种后处理的工序，封孔处理过程首先是对封孔剂进行选择，然后采用选取的封孔剂进行施工处理。封孔剂为了能够达到良好的封孔效果，必须要满足如下的几点要求：（1）良好的渗透性能：因为封孔剂需要处理的涂层上孔隙都较狭小，若封孔剂的渗透性不好，封孔效果不佳；（2）耐化学性：由于涂层在各种化学或溶剂腐蚀环境中工作，选取的封孔剂如果不能有效的防止腐蚀介质的各种腐蚀，那么选取的这种封孔剂即为无效封孔剂；（3）受机械作用影响：封孔剂在封孔处理后，试样不会在机械作用后表面出现脱落甚至断裂；（4）服役温度下工作性能稳定：封孔剂在服役温度下使用时，封孔剂不会出现溶化、汽化甚至分解等现象；（5）在封孔处理后，被处理的试样的性能不会下降。常用的封孔剂分为有机封孔剂和无机封孔剂两类。

目前常用的有机封孔剂主要有环氧树脂、酚醛塑料、硅树脂、聚酯和石蜡等，有机封孔剂按照硬化类型分为两种，一种为加热硬化型，封孔的涂层表面均匀，另一种为常温硬化型大型施工上常采用常温硬化。

酚醛树脂使用温度约为150～260℃之间，由于粘度低，酚醛树脂可以很快地渗入涂层中。待固化后具有良好的耐弱酸腐蚀、耐有机溶剂腐蚀和耐水腐蚀性能。将环氧树脂作为封孔剂的主剂，加入煤焦沥青和酚醛树脂，溶于有机溶剂中制成环氧清漆有机封孔剂，该封孔剂的耐水性能及对试样的附着力优异。有机树脂作为有机硅封孔的主要成分，通过醇酸树脂改性，添加有机溶剂和添加剂。丙烯酸树脂具有良好的附着涂层能力及渗透性能、耐候性能，丙烯酸树脂采用真空浸渗技可以得到具有优异性能的封孔层，丙烯酸树脂封闭处理TiO₂涂层后，表面的粗糙度大大降低，硬度有所上升，耐蚀性能得到很大的提高。

虽然有机封孔剂有很多的优点，但对过去的研究总结后发现有机封孔剂表现出几点突出的问题：（1）易燃性、易挥发性及其的耐侯性方面也不佳；（2）造成的污染严重，使用会对环保不利；（3）最突出的是其在高温条件下的耐高温热腐蚀性能差，即使是在高温条件下性能最稳定的芳杂环树脂结合剂需要长期使用时，温度最高只能在200℃～350℃。由于一系列的缺点，有机封孔剂使用受到了严重的限制，因此更多的研究者将注意力投向了无机封孔剂。

无机封孔材料是通过某种特殊的工艺焙烧一层或多层无机材料，无机材料会与待封孔的金属基材或者待封孔的涂层产生物理或化学反应，晶体析出，并且在其反应的界面会形成化学键或者产生机械结合，使得涂层和无机材料能够牢固的结合。通过无机材料的封孔，原有的两种材料的优点都得到充分的发挥，缺点尽量互为补偿，从而形成一种性能优异的材料。