[发明专利]一种用于碳钢表面的疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明属于金属表面防腐蚀技术领域，公开了一种用于碳钢表面的疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层及其制备方法与应用，本方法首先利用硫酸镍沉积液，在Q235碳钢表面电沉积制备层状双氢氧化物(LDH)，再将Q235碳钢依次浸泡于密胺树脂纳米土交联溶液和聚乙烯溶液，形成LDH‑密胺树脂纳米土‑聚乙烯涂层。所得涂层能有效地防止碳钢中腐蚀，电化学阻抗测试的低频阻抗模值|Z|_0.01Hz达到10⁹ohm·cm²，相对空白Q235碳钢增加了6个数量级。同时，纳米级LDH‑密胺树脂纳米土‑聚乙烯涂层较空白Q235碳钢腐蚀电流密度下降了21.4μA·cm^‑2，自腐蚀电位升高了181.64mV。

技术领域

本发明属于金属表面防腐蚀技术领域，特别涉及一种在碳钢基体上制备疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层的方法及应用。

背景技术

Q235碳钢是一种低成本的中低强度钢，普遍应用于石油、化工、工程等行业，然而，Q235碳钢在中性、酸性与高氯环境中极其容易被诱发腐蚀，大大减短了Q235碳钢的服役期。

目前，涂层防护是一种较有效的防腐蚀措施，但传统的涂层耐水性能较差，腐蚀性介质容易通过涂层表面的气孔进入金属基体；传统的涂层还存在着与金属基体结合不强的缺点，容易导致涂层的剥落，使基体直接暴露于空气中或腐蚀环境中，腐蚀会迅速蔓延。

中国专利申请号为202110039570.1公布了“一种用于防腐涂层的水性环氧树脂、应用及其制备方法”，该方法采用在环氧树脂的分子链上引入强亲水性聚乙二醇支链的方式实现了环氧树脂的自乳化功能，在制备过程中不需要使用额外的醇溶性溶剂和其他高沸点有机溶剂，该水性环氧树脂可与水性氨类固化剂混合固化成膜，用于防腐。中国专利号为“一种疏水性氟化环氧丙烯酸树脂防腐涂层及其制法”，该方法的原料为：烯基化氧化银修饰石墨烯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸酯、50-76份环氧树脂、引发剂、乳化剂、固化剂，制备一种疏水性氟化环氧丙烯酸树脂防腐涂层，生成的纳米氧化银均匀附着在石墨烯巨大的比表面积和片层结构，赋予了氟化环氧丙烯酸树脂涂层优异的防生物腐蚀、防化学腐蚀和防电化学腐蚀性能。以上专利公开的涂层制备方法，涂层与金属基体的结合不强，易会造成涂层的缺陷或剥落，不利于推广应用。本发明通过化学键合作用，增强涂层与基体之间结合，同时涂层表面增加的疏水性能，使涂层具有优异的防腐蚀性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于碳钢表面疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层的制备方法，本发明方法操作简单，原料简单易得，在碳钢表面形成疏水涂层的同时增强基体的防腐蚀能力。

本发明再一目的在于提供上述方法制备得到的用于碳钢表面疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层。

本发明另一目的是在于提供上述疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层在碳钢中的应用。

为实现上述目的，本发明的方案如下：

一种用于碳钢表面的疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)在硫酸镍溶液中于Q235碳钢表面进行电沉积形成LDH层；

(2)将纳米土水混合并分散，预制纳米土溶液；将三聚氰胺、甲醛和水混合，调节体系pH至碱性，加热反应后，再与纳米土溶液混合，继续保温反应，获得密胺树脂交联的纳米土溶液；然后将步骤(1)中形成LDH层的Q235碳钢放入密胺树脂交联纳米土溶液中浸泡老化，在Q235碳钢表面形成LDH-密胺树脂纳米土涂层；

(3)将步骤(2)中形成LDH-密胺树脂纳米土涂层的Q235碳钢浸泡在聚乙烯溶液中，在Q235碳钢表面形成疏水性密胺树脂纳米土/聚乙烯防腐复合涂层。