[发明专利]一种钢铁表面复合涂层及其制备方法

说明书

本发明公开一种钢铁表面复合涂层，涉及钢铁防腐技术领域，包括以下重量份的原料：2‑特丁氨基‑4‑乙氨基‑6‑甲硫基‑1,3,5‑三嗪20‑30份，氧化石墨烯13‑17份、水性丙烯酸改性环氧树脂300‑400份、甲基四氢邻苯二甲酸酐20‑30份、甲基纳迪克酸酐20‑30份、均苯四甲酸酐10‑20份。本发明的复合涂层防腐性能优良，能够有效防止海水对钢铁材料的腐蚀，而且抗摩擦性能优越，同时还具有抗蓝藻性能，适用于海洋中管道、船舰表面的涂覆。

技术领域

本发明涉及钢铁防腐技术领域，具体涉及一种钢铁表面复合涂层及其制备方法。

背景技术

钢铁是制造业中应用最广的金属材料，在工业中作为重要的金属材料可以被加工成各式各样的摩擦零部件。钢铁材料作为摩擦零部件时，在运行过程中易出现表面腐蚀、磨损等现象，降低了钢铁零部件的使用寿命。尤其随着我国海洋工程的发展，各种跨海大桥、港口建设、海洋油气田开发、海工装备、船舶工程、海底管线等如雨后春笋般拔地而起，钢结构材料也因此在海洋经济中发挥着越来越重要的角色。然而，由于海水的腐蚀以及海藻的粘附及大量繁殖，各种钢结构材料在长期服役过程中不可避免地会遭遇到严重的腐蚀问题，这种现象不仅制约着钢结构的服役寿命，更重要的是会带来巨大的安全隐患。

环氧树脂具有优异的机械性能、良好的粘结性和稳定的力学强度等特点，同时，耐油性和耐碱性强，是目前海洋装备和设施防腐领域需求最多、应用最广的一种有机涂料。所以，将环氧树脂涂覆在钢铁表面是目前解决该问题的主要方式，但是，环氧树脂涂层在实际应用中存在与钢铁基体结合力弱、耐磨性能差等问题。这些问题会导致涂层在一些极端工况下被侵蚀以及破坏，降低了环氧树脂涂层的摩擦学性能和耐腐蚀性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种钢铁表面复合涂层及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种钢铁表面复合涂层，包括以下重量份的原料：2-特丁氨基-4-乙氨基-6-甲硫基-1,3,5-三嗪20-30份，氧化石墨烯13-17份、水性丙烯酸改性环氧树脂 300-400份、甲基四氢邻苯二甲酸酐20-30份、甲基纳迪克酸酐20-30份、均苯四甲酸酐10-20份。

进一步地，所述复合涂层包括以下重量份的原料：2-特丁氨基-4-乙氨基-6-甲硫基-1,3,5-三嗪20份，氧化石墨烯13份、水性丙烯酸改性环氧树脂 300份、甲基四氢邻苯二甲酸酐20份、甲基纳迪克酸酐20份、均苯四甲酸酐10份。

更进一步地，包括以下重量份的原料：2-特丁氨基-4-乙氨基-6-甲硫基-1,3,5-三嗪30份，氧化石墨烯17份、水性丙烯酸改性环氧树脂 400份、甲基四氢邻苯二甲酸酐30份、甲基纳迪克酸酐30份、均苯四甲酸酐20份。

更进一步地，包括以下重量份的原料：2-特丁氨基-4-乙氨基-6-甲硫基-1,3,5-三嗪25份，氧化石墨烯15份、水性丙烯酸改性环氧树脂350份、甲基四氢邻苯二甲酸酐25份、甲基纳迪克酸酐25份、均苯四甲酸酐15份。本发明还提供了一种钢铁表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取所述2-特丁氨基-4-乙氨基-6-甲硫基-1,3,5-三嗪溶解于适量异丙醇中搅拌至完全溶解；

S2、称取所述氧化石墨烯溶解在适量的去离子水中，水浴40℃加热并进行磁力搅拌至氧化石墨烯完全溶解；

S3、将步骤S2中的石墨烯水溶液缓慢滴入S1中的2-特丁氨基-4-乙氨基-6-甲硫基-1,3,5-三嗪异丙醇溶液中，边滴加边搅拌，搅拌过程中保持45℃水浴；滴加完成后继续搅拌2h；

S4、将步骤S3中的混合液密封放置48h后超声30min得到改性氧化石墨烯，然后挥发除去多余的异丙醇；

S5、将步骤S4中的改性氧化石墨烯加入到水性丙烯酸改性环氧树脂中边加入边搅拌至混合均匀；