[发明专利]一种耐高温高粘结性能地聚物金属防腐蚀涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温高粘结性能地聚物金属防腐蚀涂层，包括以下组分：高温强化地聚物层和活性金属界面层；所述高温强化地聚物层包括硅铝质粉料35‑60份、碱激发剂60‑100份、耐高温纤维15‑40份；所述活性金属界面层包括氧化铝纳米粉末5‑15份、氧化锌纳米粉末5‑15份、氧化锡纳米粉末5‑15份、乙醇50‑100份、甲醇50‑100份、丙酮50‑100份。本发明还公开了一种耐高温高粘结性能地聚物金属防腐蚀涂层的制备方法。本发明通过气溶胶沉积法在金属构件表面形成致密活性金属界面层，并在其上涂覆高温强化的地聚物层，经过本发明处理的金属构件在高温环境下的耐腐蚀性能明显增强。

技术领域

本发明属于海工结构防腐蚀领域，尤其是涉及一种耐高温高粘结性能地聚物金属防腐蚀涂层及其制备方法。

背景技术

海工钢筋混凝土与钢构件的腐蚀严重影响我国近海和远海工程构件的可靠性和安全性，因此寻求一种低成本、高可靠性的防护方法迫在眉睫。

地聚物是一种新型的无机材料，它由具有活性的硅铝质材料在碱性环境下发生溶出、地聚合反应生成，基体由[SiO₄]四面体和[AlO₄]四面体聚合形成的三维空间网络构件组成，化学构件呈现非晶质至半晶质相，其抗压强度可以达到40-80MPa，耐火温度达到900-1100℃。与有机类树脂材料相比，地聚物具有更为优异的热稳定性与耐候性。专利CN201910491278.6、CN201910481644.X、CN201910347055.2、CN201710416708.9均公开了以地聚物为主要基体的防腐蚀涂料。这些专利采用的地聚物材料虽然具有较强的耐腐蚀性，对外界侵蚀介质具有一定阻隔能力，但因为其与金属材料的界面粘结性能不足，在高温环境下易发生涂层脱落和开裂，防腐蚀性能被破坏的风险较大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种耐高温高粘结性能地聚物金属防腐蚀涂层及其制备方法，本发明的涂层具有比一般地聚物防腐蚀涂层更高粘结性能和耐高温性能，防腐性能更为优异。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐高温高粘结性能地聚物金属防腐蚀涂层，包括以下组分：高温强化地聚物层和活性金属界面层；所述高温强化地聚物层包括硅铝质粉料35-60份、碱激发剂60-100份、耐高温纤维15-40份；所述活性金属界面层包括氧化铝纳米粉末5-15份、氧化锌纳米粉末5-15份、氧化锡纳米粉末5-15份、乙醇50-100份、甲醇50-100份、丙酮50-100份。

进一步的，所述硅铝质粉料包括偏高岭土20-30份、粉煤灰10-20份及矿渣5-10份；所述碱激发剂包括液体硅酸钾50-70份、氢氧化钾5-15份及去离子水5-15份；所述耐高温纤维包括陶瓷纤维5-15份、碳纤维5-15份、玄武岩纤维5-10份。

进一步的，所述偏高岭土为750-850℃煅烧得到，粒径为0.1-10μm。

进一步的，所述粉煤灰为一级灰，粒径为0.1-10μm；所述矿渣为105级渣，粒径为0.1-10μm。

进一步的，所述液体硅酸钾模数为1.5-2.0，含水量为50-65％。

进一步的，所述陶瓷纤维直径为5-10μm，长度为200-300μm；所述碳纤维直径为8-12μm，长度为200-300μm；所述玄武岩纤维直径为10-12μm，长度为200-300μm。

进一步的，所述氧化铝纳米粉末、氧化锌纳米粉末、氧化锡纳米粉末的粒径为20-40纳米。

本发明公开了一种耐高温高粘结性能地聚物金属防腐蚀涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)将5-15份氧化铝纳米粉末、5-15份氧化锌纳米粉末和5-15份氧化锡纳米粉末在50-100份乙醇、50-100份甲醇和50-100份丙酮混合溶剂中超声分散，得到均匀的气溶胶前驱液；