[发明专利]一种具有核壳结构填料的耐高温防腐水性磷酸盐陶瓷涂料

说明书

本发明提供了一种具有核壳结构填料的耐高温防腐水性磷酸盐陶瓷涂料，包括核壳结构填料，所述核壳结构填料为具有Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;@Al结构的微球颗粒；所述Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;@Al结构为Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;包覆铝粉的核壳结构，其中，Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;为壳层，Al为核层，通过原位生长法将Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;包覆在铝粉表面原位生长而成。通过采用本发明技术方案提供的耐高温防腐水性磷酸盐陶瓷涂料，Crsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;@Al结构将铝粉作为核层包裹其中，在长时间高温盐雾环境下铝粉暴露后，能够发挥其牺牲阳极的功能，当涂层发生破损时，核层会对裸露的金属基底形成集中的电流保护，弥补涂层防护的不足，从而进一步减缓涂层的腐蚀，延长磷酸盐陶瓷涂层的使用寿命。

技术领域

本发明涉及功能涂料技术领域，具体地，涉及一种具有核壳结构填料的耐高温防腐水性磷酸盐陶瓷涂料及其制备和应用。

背景技术

常规有机防腐涂层对海洋腐蚀环境中运行设备(燃气轮机、焚烧炉、热交换器等)防护性能较差。特别是在高温和海洋腐蚀耦合作用下，有机涂层短时间内就失去防护功能。通过涂层防护实现海洋环境下金属高温保护仍是一个挑战。

通过磷酸盐化学键合可形成磷酸盐陶瓷涂层。磷酸盐在加热时发生缩聚反应，在基材上形成高硬度、高耐热、高附着力的陶瓷涂层，是实现金属高温防腐的一种重要手段。研究表明磷酸盐陶瓷涂层在高温下具有良好的抗氧化性能。但磷酸盐陶瓷涂层在加热和固化过程中的缩聚反应会产生微孔缺陷，导致漆膜致密性降低。石墨烯纳米片作为一种典型的二维层状材料，添加少量高长径比的石墨烯可以显著增强防腐涂层的阻隔效果。但石墨烯在高温下容易被氧化，导致结构损坏甚至热解，因此石墨烯在耐高温腐蚀保护领域的应用仍然面临着技术挑战。

在防腐涂层中使用具有牺牲阳极作用的活性金属如锌、镁、铝作为填料，可以通过锌、镁、铝的活性腐蚀产生阴极电流实现对金属基体的保护。然而在高温或高盐雾环境中，活性金属填料本身存在反应活性强的缺点。当漆膜中的锌、镁、铝等金属填料快速消耗后，容易导致涂层局部失效，进而诱导基体发生高温腐蚀。

因此，针对磷酸盐陶瓷涂层，有必要寻求一种有效的改性方法，提高陶瓷涂层中锌、镁、铝金属颗粒的稳定性和牺牲阳极性能，以提高陶瓷涂层高温防护性能。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种具有核壳结构填料耐高温防腐水性磷酸盐陶瓷涂料，具有优异的耐高温和耐腐蚀的性能。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案，一种具有核壳结构填料耐高温防腐水性磷酸盐陶瓷涂料，包括核壳结构填料，所述核壳结构填料为具有Cr₂O₃@Al结构的微球颗粒；所述Cr₂O₃@Al结构为Cr₂O₃包覆铝粉的核壳结构，其中，Cr₂O₃为壳层，Al为核层，通过将CrO₃包覆在铝粉表面经水热反应原位生长而成。

优选地，按质量份计，耐高温防腐水性磷酸盐陶瓷涂料包括磷酸二氢盐20～50份、固化剂10～20份、所述核壳结构填料40～60份、还原氧化石墨烯0.1～0.5份、水20～50份和助剂0.5～1份。

优选地，所述的磷酸二氢盐为磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢钙的一种或两种以上的组合。

优选地，所述固化剂为氧化镁、氧化锌、氧化铁的一种或两种以上的组合。

优选地，所述的助剂为分散剂BYK391、消泡剂TEGO-FOMAX-N中的一种或两种以上的组合。