[发明专利]一种耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀自修复涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于精细化工领域，具体为一种耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀自修复涂料及其制备方法与应用。涂料由A和B双组分构成，按质量份数计，A组分包括有机硅树脂10～70份，耐高温填料10～60份，自修复填料10～60份，防沉剂5～50份，溶剂10～90份，B组分为固化剂，固化剂与有机硅树脂的质量比例为3:7。按比例称取耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀自修复涂料A组分和B组分并混合均匀后，采用喷涂、刷涂或浸涂的方式，在经过喷砂或打磨处理的金属构件表面制备涂层，在洁净环境下进行室温固化24h以上。本发明涂料耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀性能优良，能有效解决在常温盐雾和高温循环交替环境中的氧化和腐蚀问题。

技术领域

本发明涉及金属构件的耐常温盐雾和高温循环交替防腐蚀技术，具体为一种耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀自修复涂料及其制备方法与应用，属于精细化工领域。

背景技术

腐蚀是金属材料破坏的重要形式之一，对国民经济发展影响巨大。腐蚀现象的发生，不仅会缩短材料的使用年限，造成资源和能源的浪费，增加经济成本，甚至会造成灾难性事故。304不锈钢是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢，作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性。

根据2016年全球腐蚀调查报告显示，世界平均腐蚀损失约占全球国民生产总值的3.4％，其中海洋腐蚀损失约占总损失的1/3。

在高温和海洋环境中运行的设备，设备的表面会沉积海洋大气中的高浓度固态盐，速度可达6～70mg m^-2d^-1。研究表明，服役于海洋环境下的金属部件会遭到常温盐雾和高温循环交替腐蚀。当海洋环境中服役的设备处于待机状态时会面临常温盐雾腐蚀，而处于运行状态时则会遭受高温、固态盐协同腐蚀，因此设备的金属部件在海洋环境下的腐蚀速率明显加剧，常温盐雾和高温循环显著加速了金属材料在海洋环境中的腐蚀。有效解决服役于高温和海洋环境下的金属部件腐蚀问题，不仅能够提高金属材料的使用寿命还能节省资源，提高经济效益。

针对海洋环境下金属的腐蚀与防护问题，常用的防护方法主要有电化学防护和惰性涂层等。其中电化学防护中，阳极防护的机理是使金属表面形成钝化膜，从而减缓金属的腐蚀。在高温、盐雾腐蚀的情况下显然不适用。阴极防护对于特殊部件实施不便且成本较高，且主要应用于常温腐蚀环境的腐蚀，对于高温环境适用范围非常有限。惰性涂层主要包括氮化物陶瓷涂层、搪瓷涂层等无机高温涂料。惰性涂层中陶瓷涂层固有脆性，会在热暴露过程中形成局部贯穿区域，加剧腐蚀。搪瓷涂层的失效机理与陶瓷涂层类似。限于工艺的特点，氮化物陶瓷涂层和搪瓷涂层仅适用于不必现场涂装的小型零件。对于大型管线等复杂零部件，耐高温防腐蚀涂料技术是解决材料氧化和腐蚀的重要措施。目前有机硅涂料的设计主要针对干燥环境中的高温氧化，而在海洋环境中，由于高浓度盐和高湿度的作用，加速了涂层的破坏。另外，由于有机硅涂层中的有机成分会在高温作用下分解挥发，致使涂层致密性降低，严重影响了涂层的防护性能。因此，有必要制备一种耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀自修复涂料，有效解决金属材料在高温海洋环境中的腐蚀问题。

发明内容

本发明旨在于提供一种耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀自修复涂料及其制备方法与应用，解决金属材料在常温盐雾和高温循环交替腐蚀环境中的腐蚀，保障金属构件的安全、有效运行，降低生产和维护成本。

本发明的技术方案是：

一种耐常温盐雾和高温循环交替腐蚀自修复涂料，该涂料包括A组分和B组分，A组分包括有机硅树脂、耐高温填料、自修复填料、防沉剂和溶剂，B组分为有机硅树脂固化剂；按质量份数计，A组分包括有机硅树脂10～70份，耐高温填料10～60份，自修复填料10～60份，防沉剂5～50份，溶剂10～90份，B组分为固化剂，固化剂与有机硅树脂的质量比例为1:10～1:30；其中，自修复填料为纳米Al粉、纳米Ti粉中的一种或其组合，耐高温填料为纳米氧化锆粉、纳米氧化铝粉、云母粉、二氧化硅、NiCrAlY微粉中的一种或两种以上任意组合，防沉剂为纳米二氧化钛粉、膨润土中的一种或两种任意组合。