[发明专利]含镍-锰的耐海洋气候防腐处理用的涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐海洋气候工程零件防腐处理用的水溶性铝锌硅涂料及其制备方法。 

背景技术

近海和海洋中的工程装备所处环境大气多雨、高温、多盐雾和强风流，其服役条件按ISO9225环境评价标准一般＞C5级，属于极端恶劣环境。裸露在外的零件将受到强烈的大气腐蚀、电化学腐蚀以及气流冲刷侵蚀的综合作用，各种钢结构的使用寿命远低于一般内陆户外环境。如在海洋气候条件下服役的风力发电设备由于机组的外部构件如机舱、引擎罩、塔架、叶片根部法兰垫片、连接螺栓、连接弹簧等直接裸露于极端的腐蚀大气中，采用常规的防护措施，往往仅数个月便产生严重的腐蚀，因此，提供耐久性＞15年的风电外部构件表面处理新材料与新工艺，已成为风电产业发展的迫切需求。 

另外，船舶钢构件的腐蚀防护也是一个由来已久的难题，除了壳体、甲板之外，各种桅杆、天线的腐蚀防护维护成本十分惊人。随着国家对基础设施建设项目的提速，多座跨海大桥相继开工或立项，如港-澳-珠大桥等。在桥梁的设计与施工中，各种桥梁的钢构件的腐蚀防护处理的重要性越来越凸出。如在杭州湾大桥的建设中，表面防护处理就上亿元。 

因此，迫切需要解决耐海洋气候的工程零件防腐处理问题，现有技术中在工程零件表面热镀Al-Zn-Si系列合金涂层是解决耐海洋气候腐蚀的有效途径，已取得大量工程应用。如本申请人在先提出的申请号为2009102627168，发明名称为“一种耐海洋气候工程零件进行防腐处理的方法”专利申请中，采用铸铝合金作防腐处理，使用寿命可以到20年。然而，该发明中热镀合金涂层存在工艺温度高(大于800℃)，易造成零件变形；耐磨性不足，抗冲蚀能力不强；工艺、装备较复杂，大面积工件处理及野外作业受限制等缺陷，因此应用上仍然存在极大的限制。 

另外，上世纪七十年代开发的金属表面防腐蚀处理技术，如常见的片状锌基铬盐防护涂层，也被用来对近海工程部件腐蚀防护处理。然而这种涂层含六价铬，有一定污染。并且由于钝化、粘结的需要，一般都加有5％-10％的铬酐，而Cr6+毒性强且具有致癌作用，因此对环境和人体存在严重的危害。另外，这种涂层固化温度高达300℃，固化时间也达到30min左右，能耗大；硬度低，耐磨性差。工件在运输、装配、使用过程中常常会受到擦伤、划伤，影响产品的外观和耐蚀性。 

发明内容

针对现有技术中这些问题，本发明提供了一种环保、水溶性低温固化耐海洋气候腐蚀的铝锌硅涂料及其制备方法。 

本发明提供的耐海洋气候工程零件防腐处理用的涂料，其中所述涂料包含铝锌硅合金粉、有机溶剂、纳米氧化物颗粒增强剂、去离子水、粘结剂、腐蚀抑制剂、分散剂和增稠剂，其中所述涂料配方以下述配比：铝锌硅合金粉∶有机溶剂∶纳米氧化物颗粒增强剂∶去离子水∶粘结剂∶腐蚀抑制剂∶分散剂∶增稠剂＝30.0-50.0g∶10.0-25.0mL∶1.0-4.0g∶15.0-30.0mL∶2.0-5.0g∶1.0-3.0g∶0.1-2.0mL∶0.1-2.0g，其中所述铝锌硅合金粉由Al、Zn、Si、Ni和Mn组成。 

其中所述有机溶剂优选乙二醇。 

其中所述粘结剂优选硼酸脂偶联剂。 

其中所述腐蚀抑制剂优选硼酸。 

其中所述增稠剂优选羟乙基纤维素。 

其中所述分散剂优选聚硅氧烷二丙二醇单甲醚。 

优选的，其中所述纳米氧化物颗粒增强剂选自Al₂O₃、SiO₂中的一种或两种。 

更优选的，其中所述Al₂O₃的平均粒径为15～60nm，所述SiO₂的平均粒径为25～70nm。 

更优选的，其中纳米氧化物颗粒增强剂为SiO₂和Al₂O₃，且SiO₂和Al₂O₃质量比为1∶ (1～3)。 

优选的，其中所述铝锌硅合金粉各组成成份质量百分比为：Zn：35～58％，Si：0.3～4.0％，Ni：0.1～3.0％，Mn：0.01～1.0％，余量为Al及不可避免的杂质。 

优选的，其中所述铝锌硅合金粉的平均直径为10-200μm。