[发明专利]一种阻氢耐蚀涂料及制备方法

说明书

本发明公开了一种阻氢耐蚀涂料及制备方法，包括：环氧树脂31～36％、稀释剂32～38％、改性偶联剂0.06～0.12％、固化剂23～28％及钼酸盐3.12～12.5％。制法为将环氧树脂与部分稀释剂混合，加入改性偶联剂搅匀，配制成A组分，将固化剂与剩余稀释剂混匀，配制成B组分，向A组分中再加入钼酸盐搅拌后，加入B组分混匀，即得到该涂料。优点为该涂料涂覆在基材表面形成一层氢渗透阻挡膜，能够有效降低氢渗透率，减少甚至阻止氢脆，且能够提高耐蚀性能；同时，其制备工艺简单易行，容易实现。

技术领域

本发明属于涂料领域，尤其涉及一种阻氢耐蚀涂料及制备方法。

背景技术

氢的应用领域广泛地存在氢渗透和扩散的问题，氢的渗透会导致一系列问题，例如氢脆等。氢脆(Hydrogen embrittlement)是指金属材料在冶炼、加工、热处理、酸洗和电镀等过程中，或在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，发生脆断现象。近年来，我国石油、化工等领域发展迅速，钢铁作为使用最广泛的基材，在使用中常常发生氢脆现象。因此，阻氢材料在氢应用领域具有巨大的潜力。

环氧类涂料占据我国重防腐涂料的市场份额最大，其成膜物质主要是环氧树脂，与金属表面具有良好的粘结力，且固化收缩率低，固化后涂层强度高、耐腐蚀性能强。但现有的环氧类涂料阻氢性能较弱，常常发生氢脆现象。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够降低氢渗透率且耐蚀性能强的涂料；本发明的第二目的是提供该涂料的制备方法。

技术方案：本发明的阻氢耐蚀涂料，按质量百分比计包括如下原料：环氧树脂31～36％、稀释剂32～38％、改性偶联剂0.06～0.12％、固化剂23～28％及钼酸盐3.12～12.5％。

本发明通过在涂层中添加钼酸盐缓蚀剂，其与改性偶联剂作用，能够在涂层即使出现局部缺陷的情况下减少点蚀发生位置的数量来影响点蚀坑的形核，增强了钝化膜的自我愈合能力，提高抗点蚀的能力，其还原产物沉积在金属表面上，形成一层阻止氢扩散的薄膜，增强了阻氢渗透能力，使得配置的涂料能够起到良好的阻氢渗透效果。除此之外，涂层中的钼酸盐水解产生相应的钼酸根，形成杂多酸。该杂多酸能够与活性的铁锈(FeOOH)生成杂多酸类的结合物，对铁锈起稳定作用，对即使存在局部缺陷的涂层仍具有保护作用。

优选的，钼酸盐可为7.5～10.62％，可为钼酸钠或钼酸铵。

进一步说，本发明采用的环氧树脂可为E44环氧树脂或E51环氧树脂。其中，E44环氧树脂不仅耐酸、耐碱、耐有机溶剂，具有良好的耐腐蚀性能及耐水耐潮性，且固化方便，能够在5-180℃的温度范围内迅速地或者缓慢地固化；E55环氧树脂附着力强、低粘度、韧性高、收缩力小，抗化学药品及耐热性。E44环氧树脂或E51环氧树脂能够与固化剂更好的结合，两者相互作用，增强了阻氢渗透能力。除此之外，硅烷偶联剂的添加，使得氨基与环氧基反应，加上硅氧键增加了与钼酸盐填料的相容性，且与环氧树脂结合，有利于固化剂对其乳化，提高涂料体系的交联密度，降低水和氧的透过速率，减缓基体的腐蚀。

再进一步说，本发明的稀释剂包括质量比为6.5～7.5:2.5～3.5的正丁醇及二甲苯。优选的，正丁醇及二甲苯的质量比可为6.5～7:3～3.5。改性偶联剂可为硅烷偶联剂KH550。固化剂可包括聚酰胺650、T31或593。采用聚酰胺650由于其分子内长链烃具有很好的内增塑作用，能使环氧树脂在室温或加热的条件下固化，它与环氧树脂相溶性及固化后涂膜弯曲性较好，对颜料和基材有较好的润湿性。与环氧树脂配合不产生副作用，收缩率小，固化后具有绝缘性好，耐化学稳定，防潮湿等优点；T31具有耐油，耐酸，耐水的优良特性，与环氧树脂及稀释剂混配制成涂料，能够有效防腐；而593是一种低毒、低挥发性的常温环氧树脂固化剂。在环氧固化体系中加入该固化剂，能大大降低环氧固化体系粘度，增加其韧性，提高冲击性、剪切强度及防腐性能。

本发明制备阻氢耐蚀涂料的方法，包括如下步骤：