[发明专利]一种铁粉的防腐蚀处理方法

说明书

本发明提供一种铁粉的防腐蚀处理方法，属于包覆材料领域。本发明通过“水解‑热解”的方法在铁粉表面包覆一层致密的二氧化硅厚包覆层，使其具有良好的耐盐水/盐雾腐蚀性能。处理步骤包括将铁粉均匀分散到含有机改性剂的溶液中搅拌、分离得到表面改性的铁粉；将表面改性铁粉加入含有机硅烷的溶液中，缓慢搅拌并加入水解剂，在铁粉表面形成均匀的含硅包覆层，而后将其进行高温热处理，使表面包覆层进一步发生热解，得到致密二氧化硅厚包覆铁粉材料。本发明的优点是可以实现球状或片状铁粉表面的均匀致密厚包覆，在保留铁粉电磁特定的同时具有较好的耐盐雾、耐盐水腐蚀性能，在功能涂料、软磁材料等领域有重要应用前景。

技术领域

本发明涉及一种耐腐蚀铁粉及其制备方法，属于包覆材料领域。

背景技术

羰基铁粉是一类具有广泛应用的软磁性材料，粒度一般为微米级或纳米级，具有磁导率高、稳定性好等优点，在功能涂料、电磁流变材料、微波吸收材料、粉末冶金、医药生物等领域均有着重要应用。然而，羰基铁粉活性较高，耐腐蚀性较差，特别是在湿热环境及海洋地带使用时，往往会发生严重的粉体腐蚀和粉体氧化，造成材料性能下降甚至失效，对其应用范围和使用寿命造成了严重限制。因此，开发有效的铁粉防腐蚀方法迫在眉睫。

在涂层或复合材料中添加缓蚀剂是目前常用的金属防腐蚀手段。但就以铁粉为填料的功能涂料而言，缓蚀剂虽然一定程度上可以减缓涂层中铁粉的腐蚀程度，但容易与成膜材料发生相互作用，影响涂层整体的力学性能，也降低了缓蚀剂的有效寿命。因此，针对羰基铁粉本身开展粉体的防腐蚀研究具有重要前景和应用价值。

粉体包覆是提高铁粉分散性和稳定性的有效途径。专利CN100409979C提供了一种在羰基铁粉表面物理吸附纳米SiO₂颗粒的包覆方法，但包覆层疏松，无法起到阻水阻氧，使铁粉防腐蚀的作用。专利CN103007845B采用液相法合成纳米级亲水Fe@SiO₂微球，但包覆层薄，且厚度不均匀，且粉体易团聚。专利CN105798291A在铁粉表面生成0-30nm的SiO₂层，但由于其仅采用了单一的液相包覆法，因此在制备厚包覆层时易发生局部水解产物聚集，难以制备致密的厚包覆层，不利于材料长时耐腐蚀性。综上所述，目前常用的物理吸附或纯液相法制备出的包覆层往往较薄或较为疏松，且均匀性差，阻水阻氧能力差，不具备耐盐水或耐盐雾腐蚀能力，因此难以满足海洋环境的实际使用需求。

发明内容

本发明的目的：本发明的目的是针对现有技术难点，提供一种高效的羰基铁粉防腐蚀处理方法。

本发明的技术方案：

一种铁粉的防腐蚀处理方法，所述方法包括下列步骤：

(1)将铁粉均匀分散到含有机改性剂的溶液中，充分搅拌，使铁粉表面吸附改性剂，将吸附改性剂的铁粉与含有机改性剂的溶液进行分离，得到表面改性的铁粉；

(2)将步骤(1)得到的表面改性的铁粉加入到无水乙醇中，持续搅拌，滴加有机硅烷的溶液和水解剂，使机硅硅烷水解，并在铁粉表面形成均匀的含硅包覆层，得到包覆铁粉；

(3)将步骤(2)中得到的包覆铁粉在真空或惰性气氛中进行高温热处理，使包覆铁粉表面的包覆层进一步发生热解，得到致密二氧化硅包覆的铁粉。

所述步骤(2)中的有机硅烷为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅丙酯、氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种，有机硅烷的浓度为0.01-10g/mL。

所述步骤(2)中的水解剂为氨水或二乙醇胺。

所述步骤(3)中的高温热处理的温度为200-1000℃，处理时间为0.5-10小时。

所述步骤(1)中选用的有机改性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠中的一种或几种，有机改性剂的浓度为0.01-1g/mL。