[发明专利]厚涂型聚醚醚酮复合涂料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种厚涂型聚醚醚酮复合涂料及其制备方法与应用。

背景技术

金属的腐蚀通常是在自然环境中或者在工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏。一般而言，钢铁和铁基合金的腐蚀主要以生锈为主，其原因是其在环境中水、氧和电解质的作用下形成了主要由含水氧化铁组成的腐蚀产物铁锈。涂装防腐涂料是金属防腐最基本的方法之一。将防腐涂料均匀致密地涂敷在金属表面上,其屏蔽作用可有效地阻止腐蚀介质与金属表面的直接接触，进而减慢腐蚀的发生。虽然防腐涂料存在一定的屏蔽作用，但是随着时间延长，仍然会有少量水、氧和电解质穿过涂层，使钢铁生锈腐蚀，腐蚀产物体积逐渐膨胀，最后涂层起泡脱落，失去防腐性能。防腐蚀涂层的防腐蚀效果与厚度有直接的关系。Mayne结合Fick扩散定律和涂层钢板的电化学研究，在“涂膜极化电阻控制论”基础上提出了涂层寿命预测公式：

式中：L为涂层的寿命；l为涂层的厚度；D为涂层离子的扩散系数；为常数；p_s为涂层的附着力；σ_n为施加在涂层下钢表面的压力。可以看出涂层的使用寿命L与涂层厚度l的平方成正比。赵清泊在《桥梁钢结构防腐蚀涂层配套和涂层使用寿命》中也做了类似报道，即随着涂层厚度的增加，使用寿命延长。对同一涂料，一般来说，涂层层数越多，厚度越大，涂层的屏蔽能力越强，水、氧和电解质等介质在涂层中传输就越困难，涂层的防腐性能和使用寿命也就越长。而不同环境对涂层厚度要求各不相同，一般性涂层厚度为20～100μm即可，盐雾环境下涂层厚度需要200～250μm，而长效耐蚀环境涂层厚度则要在350μm以上。

一般的溶剂型涂料由于固含量低，单次喷涂得到的涂层厚度通常在10～30μm之间，为了达到理想的厚度，通常需要多次喷涂，以确保耐腐蚀功效，但是容易出现表层皱皮而内层不干、溶剂不能充分挥发而少量残留等现象，影响涂层的耐腐蚀性能。一些新型涂料如厚浆涂料、高固体分涂料、无溶剂涂料等,单层漆膜厚度可达100μm以上，为一般涂料的10余倍，经过少量次数的涂装,可以得到250～2000μm的防腐蚀涂层，具有提升防腐性能、节省工时、减少污染等优点。

粉末涂料作为一种新型涂料在我国推广应用时间并不是很长，但是随着我国对环境造成严重污染的挥发性有机物(VOC)加强了限制，粉末涂料得以迅速发展。相对于传统的溶剂型涂料，其突出优势在于无溶剂释放，涂料利用率高，涂膜物理机械性能和耐化学介质性能优越，涂装方便，生产、储存、运输安全无隐患。粉末涂料的厚度可以控制到100～2000微米范围内，这是传统溶剂涂料难以达到的。因此粉末涂料已经在耐腐蚀领域获得广泛应用，尤其是在管道防腐应用中。

聚醚醚酮(PEEK)是一种性能优异的特种工程塑料，其具有耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性好、耐磨、抗辐射、超强的机械性能等优点，可广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域，开发利用前景十分广阔。聚醚醚酮具有优异的耐化学药品性(耐腐蚀性)，在通常的化学药品中，能溶解或者破坏它的只有浓硫酸，它的耐腐蚀性与镍钢相近。将聚醚醚酮树脂制备成聚醚醚酮粉末涂料，不仅继承了聚醚醚酮树脂的优点，而且会发挥粉末涂料的优势。如果最终得到的聚醚醚酮涂层厚度达到350μm以上，其防腐蚀性能会十分优异。

目前存在的问题是过厚的聚醚醚酮粉末涂料在形成涂层时会产生严重的流挂现象。聚醚醚酮属于热塑性树脂，聚醚醚酮粉末涂料喷涂到基材上，在经过高温熔融(通常在370～400℃之间)一定时间，流平形成平整的熔融涂层，冷却后得到最终的聚醚醚酮涂层。在高温熔融过程中，垂直表面上的熔融聚醚醚酮由于厚度过大，在重力的影响下，向下流坠，形成上部变薄、下部变厚，严重的形成球形、波纹形状的表面，最终影响涂层性能。

发明内容

为了解决上述聚醚醚酮粉末涂料在形成涂层时会产生严重的流挂现象，本发明提供了一种厚涂型聚醚醚酮复合涂料，主要成分为含炔基的聚醚醚酮和普通聚醚醚酮，最好是含炔基的聚醚醚酮与普通聚醚醚酮的质量比为1:100～200，所述普通聚醚醚酮的平均粒径为30～150μm，熔融指数为40～150g/10min，所述的含炔基的聚醚醚酮分子式为：

分子式中0＜x≤1，0≤y＜1，x+y＝1(优选为x/y＝2/8、3/7或4/6)，分子量Mn＝30000～110000。