[发明专利]一种Si元素改性的磷酸盐防腐涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及磷酸盐防腐涂层领域，具体为一种Si元素改性的磷酸盐防腐涂层及其制备方法。磷酸或无机磷酸盐(如：磷酸铝、磷酸镁、磷酸铬、五氧化二磷、磷酸三甲酯等)为成膜物质，耐高温无机粉末(如：金属硅、氧化硅、碳化硅、硅酸钠、金属铝、磷酸铝、氧化铝、氧化铬、铬酸、磷酸铬、硝酸铬、碳化铬等)为功能填料，按一定比例混合，在金属基材上喷涂制备成无机防腐涂层，随后经过热处理，制备出主要成分为Si元素改性的磷酸盐防腐涂层。本发明将含硅化合物添加入磷酸盐防腐涂层体系中，改进磷酸盐涂层的致密性，提高涂层耐腐性能，其操作简便，成本低，所获涂层与基材相容性好，结合力强，防腐性能良好，是一种很有前景的金属防腐涂层。

技术领域：

本发明涉及磷酸盐防腐涂层领域，具体为一种Si元素改性的磷酸盐防腐涂层及其制备方法。

背景技术：

航空发动机和工业燃机长期处在高温、高湿、高盐雾等恶劣环境中[1]。在这种苛刻的环境下，金属及其复合材料制备的关键部件常面临严重的腐蚀问题。

无机磷酸盐涂层主要利用无机材料的粘结性质发展起来的一种技术[1]。无机磷酸盐涂层可采用具有粘结性质的高温耐火材料，添加金属、陶瓷和石墨等材料，可广泛应用于现代工业和尖端科学技术领域[2-4]。其次，由于采用粘涂工艺，涂层应力分布均匀、强度高、耐高温性能和抗磨损性能好[4]；涂层制备工艺简单，成本低；配以不同功能的颜料、填料，可以制备出多种防护涂层。不过，当前磷酸盐涂层技术仍然存在涂层有针孔，不致密导致的涂层防腐性能降低的问题。

[1]Allen C.Inorganic coating and bonding.Patent US 3248251.1966.

[2]王志强,发动机排气管用新型耐高温防腐蚀涂层体系,现代涂层与涂装,2010,10,6-7,22.

[3]贺孝先,孙争光,晏成栋,无机胶黏剂,昆明:化学工业出版社,2003:21-49.

[4]徐滨士,原津萍,简便实用的表面粘涂技术,中国表面工程,2000,1,45-48.

发明内容

本发明的目的在于提供一种Si元素改性的磷酸盐防腐涂层及其制备方法，改进磷酸盐防腐涂层的性能，具体为向涂层体系中添加含硅化合物，利用硅元素在涂层中弥散分布，从而改进磷酸盐涂层的致密性，提高涂层耐腐性能的方法。

本发明的技术方案是：

一种Si元素改性的磷酸盐防腐涂层，涂层中包括成膜物质和功能填料，成膜物质为磷酸或无机磷酸盐，功能填料包括硅源、铝源、铬源，其中：

成膜物质来源于但不限于磷酸、磷酸铝、磷酸镁、磷酸铬、五氧化二磷、磷酸三甲酯之一或两种以上，其中的固体粉末粒度范围为0.5微米～100微米；按重量份数计，涂层中P元素含量范围在5份～30份；

硅源来源于但不限于金属硅、氧化硅、碳化硅、硅酸钠之一或两种以上，其中的固体粉末粒度范围为0.5微米～100微米；按重量份数计，涂层中Si元素含量范围在大于0份至10份；

铝源来源于但不限于金属铝、磷酸铝、氧化铝之一或两种以上，其中的固体粉末粒度范围为0.5微米～100微米；按重量份数计，涂层中Al元素含量范围在20份～60份；

铬源来源于但不限于氧化铬、铬酸、磷酸铬、硝酸铬、碳化铬之一或两种以上，其中的固体粉末粒度范围为0.5微米～100微米；按重量份数计，涂层中Cr元素含量范围在5份～30份。

所述的Si元素改性的磷酸盐防腐涂层，优选的，按重量份数计，涂层中P元素含量范围在10份～20份。

所述的Si元素改性的磷酸盐防腐涂层，优选的，按重量份数计，涂层中Si元素含量范围在0.2份～5份。