[发明专利]一种氧化锌-羟基磷灰石复合防腐颜料的制备方法

说明书

一种氧化锌‑羟基磷灰石复合防腐颜料的制备方法，先向十二水磷酸氢二钠溶液中加入氯化钙粉末及尿素，超声混合均匀后在反应釜中进行水热反应，经洗涤干燥得到片状羟基磷灰石粉末；在将羟基磷灰石粉末在去离子水中搅拌均匀，依次加入二水乙酸锌和氢氧化钠，超声混合均匀在反应釜中进行水热反应，经洗涤干燥得到氧化锌‑羟基磷灰石复合防腐颜料。本发明通过把纳米氧化锌与羟基磷灰石复合成防腐颜料，改善纳米氧化锌涂层易脱落及羟基磷灰石涂层防腐性能不佳的问题，提高涂层与金属的粘附性能，降低涂层孔隙率，固化氯离子，实现协同防腐。

技术领域

本发明涉及防腐涂料技术领域，尤其涉及一种氧化锌-羟基磷灰石复合防腐颜料的制备方法。

背景技术

金属暴露在环境中极易受到腐蚀和污垢的破坏，造成严重损失，尤其在海洋环境中，金属防腐更是困难重重。防腐涂层是防止金属腐蚀的一种有效手段。目前国内外主要使用的金属防腐涂层为有机涂料。中国发明专利《一种水性环氧树脂涂料及其制备方法》(CN1415680 A)公开了一种由环氧树脂乳液和水性环氧树脂固化剂两个组分组成的水性环氧树脂涂料及其制备方法。但有机防腐涂料存在涂层易老化，成膜聚合物与基材结合强度低等问题。这些缺陷促使研究人员不断探索更有效的防腐涂料。近年来许多研究人员通过在有机涂料中添加无机颜料对有机防腐涂料进行了各种改性研究。目前所合成的无机防腐颜料主要为磷酸盐系。中国发明专利《一种磷酸锶基纳米组装球状防腐颜料》(CN107652737A)公开了一种磷酸锶基纳米组装球状防腐颜料，将该防腐颜料加入到涂料中制成漆膜，阻抗测试研究结果表明，72h后阻抗值达到566～1010ohm·cm²。虽然无机防腐颜料对于有机涂料缺陷有所改善，但与金属的结合性较差，种类也较少。另一方面目前针对海洋防腐领域的无机防腐颜料研究较少，因此亟需开发一种适用于海洋环境的新型无机防腐颜料。

纳米氧化锌是一种新型的高功能精细无机材料，由于它具有良好的抗氧化能力、抗腐蚀能力、屏蔽紫外线能力等性能，是一种极具发展前景的防腐材料。《Preparation andcharacterization of TiO₂/ZnO composite coating on carbon steel surface andits anticorrosive behavior in seawater》一文中通过溶胶—凝胶法在碳钢表面制备了不同Ti/Zn原子比的TiO₂/ZnO复合涂层，并在不同温度下进行热处理使涂层附着在碳钢表面，将涂层在海水中浸泡2h所测得的电化学极化曲线证明该涂层在海洋环境下具有良好的防腐性能。但氧化锌防腐涂层易受到氯离子破坏而丧失防腐性能，且氧化锌作为两性材料与金属结合性较差，难以保证长效防腐性能。

羟基磷灰石(Ca₅(PO₄)₃OH，HAP)是一种环保无毒的功能材料，具有稳定的化学性质、良好的金属粘附性、显著的吸附能力和低水溶性。羟基磷灰石中丰富的羟基能够取代涂层中的游离氯离子，形成更稳定的氯磷灰石，减少金属破坏。然而HAP的防腐性能较差。《In-situ bonding technology and excellent anticorrosion activity of grapheneoxide/hydroxyapatite nanocomposite pigment》一文中通过原位合成法将羟基磷灰石附着在氧化石墨烯上，使用氧化石墨烯提高羟基磷灰石的防腐能力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出氧化锌-羟基磷灰石复合防腐颜料的制备方法，具体技术方案为：

一种氧化锌-羟基磷灰石复合防腐颜料的制备方法，其特征在于，通过水热原位复合法在片状羟基磷灰石上合成纳米级片状氧化锌，包括以下步骤：

(1)向十二水磷酸氢二钠溶液中加入氯化钙粉末及尿素，超声混合均匀后在反应釜中进行水热反应，经洗涤干燥得到片状羟基磷灰石粉末；