[发明专利]耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机硅材料制备技术领域，具体涉及一种耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂料及其制备方法和应用。耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂料的制备方法，包括：1)将蒸馏水、有机醇铝盐和硅烷偶联剂混合均匀，加热反应；2)反应后降温，加入硼酸酯，在该温度下继续进行反应，烘干，即得耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂层。本发明所制备的耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂层具有优异的耐高温及耐腐蚀等性能。工艺简单，解决了工艺复杂、成本高昂等的技术问题。

技术领域

本发明属于有机硅材料制备技术领域，具体涉及一种耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

金属腐蚀是指金属材质受到周围介质的作用而损坏。当发生腐蚀时，在金属表面发生化学或电化学多相反应，使金属转入离子状态。金属腐蚀会显著降低金属材料的强度、塑形、韧性等力学性能，破坏金属的几何形状，缩短使用寿命，增加成本，严重时还会造成火灾、爆炸等事故。据不完全统计，世界上每年约有20％的金属材料被腐蚀而无法回收，我国每年金属腐蚀造成的经济损失占国民生产总值的4％。长期以来，人们采取了很多措施，如金属电化学保护法、覆盖层保护法等，但最为普遍、最为经济的方法还是涂料保护。目前金属表面涂覆的防腐涂层常采用溶剂型涂料，尽管它们具有抑制腐蚀的作用，但会对人体造成损害和污染环境。随着人们对环境保护意识的日益提高，水性涂料成为研究热点。目前，耐高温金属防腐涂层需要通过双涂层或多涂层体系来协同完成，施工比较复杂。常规耐高温涂层在高温时的施工成膜较薄，导致涂层的防腐屏障较为薄弱，耐防腐蚀性能欠佳。并且，在高温潮湿环境下，普通的耐高温防腐涂层难以起到很好的效果。

现有技术公开了一种耐高温防腐涂料，通过采用潮气固化型无机树脂以及铝粉、锌粉并与中空微球相结合，利用硅酸铝纤维提高涂层的高温下耐开裂性能，能制备施工便利、潮气固化型单组分无机耐高温防腐涂料产品。还有技术公开了耐高温防腐涂料，涂料由两部分组成，其中，A组分主要由环氧树脂、分散剂、钛白粉、碳酸钙、膨胀珍珠岩粉、硫酸钡、氧化铁红、铝粉、防沉剂、溶剂组成；B组分主要由环氧树脂、烷基胺类固化剂、溶剂组成。该耐高温防结露防腐蚀涂料防腐性能优异，除了可以抵御高温下的结露腐蚀外，还可以经受基材的冷热变化。一些耐高温、耐辐射金属防腐涂料，主要由SiO₂、铝矾土、氧化铝、氢氧化铝和改性粘接剂组成，SiO₂经过改性粘接剂的帮助下形成三维网状结构，同时改性粘接剂也改善了三维网络的密度，使得三维网状结构中的O-Si-O键无论是高温还是高辐射都保持稳定的结晶状态，腐蚀离子不易渗透进三维网状结构中来腐蚀金属表面。

但是发明人研究发现，目前金属表面的有机硅涂层主要是依靠水解形成的硅氧基团与金属表面的金属离子形成化学键合从而加强涂层在表面的粘附。由于二氧化硅的表面为羟基，金属及金属氧化物的表面存在惰性等问题，使得耐高温金属防腐涂料还存在施工复杂、价格昂贵、与金属表面结合力较弱及高温下涂层易脱落等问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的耐高温金属防腐涂料结合力差，易脱落的问题，本发明提出一种耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂料及其制备方法和应用。该防腐涂料，对铝合金、铁片、不锈钢等具有优异的粘接性能，可在高温下使用后依然具有优异的耐腐蚀性能。有机醇铝盐和硼酸酯在碱性或酸性条件下发生水解，使得形成表面多羟基的氢氧化铝和硼酸根的纳米团簇，并与硅烷偶联剂形成化学键合，形成配位结构，从而形成铝硼共掺杂的硅树脂。其中含有的硼氧键和硅氧键容易与金属表面成键，形成较强的粘接力。同时铝元素和硼元素又进一步增加了硅树脂的耐高温性能。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种耐高温无机杂化硅树脂金属防腐涂料的制备方法，包括：

1)将蒸馏水、有机醇铝盐和硅烷偶联剂混合均匀，加热反应；