[发明专利]用于金属工件表面的高防腐蚀复合涂层及制备方法

说明书

本发明提供用于金属工件表面的高防腐蚀复合涂层及制备方法，其特征在于复合涂层包括三聚磷酸铝涂料层和环氧树脂涂料层，其特征在于复合涂层的制备方法包括以下步骤：第一步，将三聚磷酸铝涂料涂装在工件表面，表干；第二步，将环氧树脂涂料涂装在工件表面，高温固化；第三步，采用红外激光扫描工件表面。所述三聚磷酸铝涂料是超细三聚磷酸铝粉、纳米级二氧化硅粉、超细氧化钙粉分散到溶剂中形成的悬浮液，所述环氧树脂涂料组成包括双酚A型环氧树脂、三聚氰酸三缩水甘油环氧树脂、间苯二胺、聚醚多元胺、二甲苯、高沸点汽油。所述红外激光扫描工艺是功率1~3kW，扫描速率8~12mm/s，功率密度1~5kJ/cm²。

技术领域

本发明涉及一种金属工件表面的防腐蚀涂层及其制备方法，尤其是应用在对表面防腐蚀性能要求高的金属工件表面的复合涂层及其制备方法。

背景技术

钢材、铸铁、有色金属等的应用遍及国民经济的各个领域，因而金属防腐蚀十分重要。有机涂料防腐蚀是迄今为止最有效、最经济实用和应用最普遍的金属防腐蚀方法。其中，环氧树脂防腐蚀涂料综合性能最好，应用最为广泛。在环氧树脂涂层中，交联固化后的环氧树脂构成连续的膜，膜中包覆具有防腐蚀能力的颜料。涂层的防腐蚀效果除与成膜树脂的性能有关外，主要取决于颜料的防腐蚀能力高低。

环氧树脂不仅具有优良的耐水性、耐化学品性(耐酸、耐碱和有机溶剂) ，贮存稳定，附着力特别好，而且可以与绝大多数防腐蚀颜料配伍，特别适合于对防腐蚀要求较高的金属工件表面的涂装。

三聚磷酸铝，化学式AlH₂P₃O₁₀，又名三聚磷酸二氢铝，是一种性能优良的防腐蚀颜料。溶解时生成螯合力很强的三聚磷酸根离子(P₃O₁₀^5-)，能与各种金属离子形成螯合物，并在金属表面形成性能稳定的保护膜，尤其对铁质材料具有很强的防腐蚀能力。即使解聚成正磷酸，也能与金属形成防腐蚀保护膜。

但是，用三聚磷酸铝和环氧树脂制备防腐蚀涂料时存在很多问题。主要原因在于，按照普通的环氧树脂防腐蚀涂料的制备方法，防腐蚀颜料要和环氧树脂预先混合在一起，但三聚磷酸铝的酸度高，溶解度低等，三聚磷酸铝与环氧树脂混合在一起会破坏树脂的贮存稳定性。因此，使用前必须对三聚磷酸铝进行改性处理，使其理化性质发生变化，降低其酸性。但这种改性会造成无法充分发挥三聚磷酸铝的优良防腐蚀性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于金属工件表面的高防腐蚀复合涂层及制备方法。所述复合涂层包括三聚磷酸铝（化学式AlH₂P₃O₁₀）涂料层和环氧树脂涂料层，其中三聚磷酸铝涂料层位于工件表面和环氧树脂涂料层之间。所述复合涂层的制备方法包括以下步骤：

第一步，将三聚磷酸铝涂料均匀涂装在工件表面，室温干燥；

第二步，将环氧树脂涂料均匀涂装在三聚磷酸铝涂料上，50~150℃固化30~180分钟；

第三步，采用红外激光扫描工件表面。

采取以上步骤，三聚磷酸铝和环氧树脂分别涂装，可以避免三聚磷酸铝和环氧树脂涂料在使用之前接触，提高环氧树脂涂料的贮存稳定性。另外，三聚磷酸铝富集在金属工件表面，提高了三聚磷酸铝的利用率，避免了普通的防腐蚀涂料中位于涂层中表层的防腐蚀颜料无法发挥作用的缺陷。表层中的颜料不仅不能发挥防腐蚀作用，反而会成为外部水向内部渗透的通道，进而降低涂层的防腐蚀效果。涂装环氧树脂涂料后，环氧树脂有大量极性官能团，可以与三聚磷酸铝牢固地结合在一起。

所述复合涂层中，三聚磷酸铝防腐蚀层厚度在25~100μm之间；环氧树脂涂层厚度在20~100μm之间。