一種機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性的MSC防腐超滑涂層及防腐方法技術(shù)

提供一種具有機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性的MSC防腐超滑涂層及其防腐方法。MSC防腐超滑涂層能夠通過噴涂方法制備，同時(shí)具有機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性、高硬度和對(duì)不同基材的強(qiáng)附著力。超滑防腐MSC涂層涂覆在金屬上；所述MSC涂層由EPFS、GPOSS與HPS團(tuán)聚得到，EPFS鏈和GPOSS籠與HPS結(jié)合形成球狀團(tuán)簇，MSC表面的平均摩擦系數(shù)測(cè)得低至0.0756，MSC在不銹鋼基材上的附著力可以達(dá)到9.47

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性的MSC防腐超滑涂層及防腐方法


[0001]本專利技術(shù)屬于新材料領(lǐng)域，涉及表面功能材料研究，具體涉及具有機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性的MSC防腐超滑涂層及防腐方法。

技術(shù)介紹

[0002]根據(jù)慣用的估算方法，每年中國因腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占GDP(國民生產(chǎn)總值)的3％，因腐蝕消耗的鋼材為年產(chǎn)量的1/3左右，其中約占總產(chǎn)量的1/10是不可回收利用的。，每年鋁的腐蝕損耗約為當(dāng)年鋁產(chǎn)量的0.5％。2020年，中國原鋁產(chǎn)量3730萬噸，照此估算，鋁的腐蝕損耗約18.65萬噸。在金屬表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜隔絕氧氣和水.防止鋼鐵生銹，是常用的方法，比如使用氟碳涂料。
[0003]CN202211315244.X及一種減摩耐磨防腐涂料及其制備方法；所述減摩耐磨防腐涂料由A、B組分按質(zhì)量比為4～10:1混合而成，所述A組分包括氟碳樹脂20～35份，潤滑耐磨填料25～35份，潤濕分散劑0.5～5.0份，有機(jī)溶劑35～50份；所述B組分包括：固化劑20～100份，稀釋劑0～80份且不取零；該涂料為常溫固化型涂料，制作和施工方法簡便，與鋼、鋁、銅等基材有良好的附著力，涂層具有柔韌性、耐沖擊性、硬度、耐磨性等良好的機(jī)械性能，耐酸堿、耐濕熱、耐鹽霧、耐溫度沖擊及抗紫外老化等優(yōu)異的防腐性能，且摩擦系數(shù)低的特點(diǎn)。CN202211045204.8公開了一種含聚苯胺雙層微膠囊的光熱自修復(fù)多功能防腐涂料，屬于涂料領(lǐng)域。所述涂料組成為：聚苯胺雙層微膠囊1
?
50wt％，基體樹脂10
?
80wt％；所述聚苯胺雙層微膠囊的內(nèi)核為芯材，內(nèi)層為單層磺化微膠囊殼層，外層為聚苯胺殼層；所述聚苯胺雙層微膠囊粒徑為10
?
200μm，殼層厚度為微膠囊粒徑的5
?
80％。但這種方法往往用到大量有機(jī)溶劑，造成環(huán)境污染。
[0004]具有液體排斥性能的表面具有集水、防污、防腐、防結(jié)冰和抗生物粘附性能，通過結(jié)合具有特殊粗糙結(jié)構(gòu)(重入結(jié)構(gòu)或雙重入結(jié)構(gòu))的低表面能材料，可以制備具有極低滾動(dòng)角的超疏水/雙疏表面。依賴于粗糙的微/納米結(jié)構(gòu)，其能夠有效地支撐液體并在液體下方保持空氣層的存在。然而，這些表面的微/納米結(jié)構(gòu)非常脆弱，無法承受外界應(yīng)力造成的物理損傷，這類聚合物涂層表面硬度低，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱，并且耐磨損性能差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]本專利技術(shù)的目的，是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性的MSC防腐超滑涂層及其防腐方法。MSC防腐超滑涂層能夠通過噴涂方法制備，同時(shí)具有機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性、高硬度和對(duì)不同基材的強(qiáng)附著力。
[0006]本專利技術(shù)通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007]本專利技術(shù)提供一種超滑防腐MSC涂層，該涂層涂覆在金屬上；所述MSC涂層由EPFS、GPOSS與HPS團(tuán)聚得到，EPFS鏈和GPOSS籠與HPS結(jié)合形成球狀團(tuán)簇，HPS和EPFS之間的距離為的范圍，而HPS和GPOSS上的環(huán)氧基之間的距離約為
[0008]MSC表面的平均摩擦系數(shù)測(cè)得低至0.0756(圖6f)。
[0009]在1000次磨損循環(huán)后，盡管滑動(dòng)角增加到15.73
°±
1.43
°
，但水滴仍可以從涂層表面滑離，沒有任何殘留。同時(shí)，涂層的平均可見光透過率保持在85％以上。
[0010]MSC在不銹鋼基材上的附著力可以達(dá)到9.47
±
0.32MPa(圖6i)。
[0011]優(yōu)選的，所述金屬為鋁，MSC涂覆鋁材的腐蝕電位(E
corr
)為
?
0.31V，腐蝕電流密度(I
corr
)為7.86
×
10
?
10
A
·
cm
?2。在500小時(shí)的銅離子加速鹽霧腐蝕測(cè)試后，MSC涂覆鋁材的E
corr
為
?
0.48V，I
corr
為9.92
×
10
?8A
·
cm
?1。
[0012]優(yōu)選的，Nyquist曲線表明，MSC涂覆鋁材的阻抗達(dá)到910Ω
·
cm
?2。500小時(shí)后，MSC涂覆鋁材的阻抗為820Ω
·
cm
?1。還測(cè)量了不同腐蝕階段試樣的抗?jié)櫇裥阅芎唾|(zhì)量的變化。盡管在500小時(shí)腐蝕后MSC表面水滴的滑動(dòng)角增加(圖12d)，但樣品質(zhì)量損失幾乎沒有變化(圖12e)。
[0013]在MSC涂覆的玻璃側(cè)在強(qiáng)酸條件下浸泡300分鐘或在強(qiáng)堿條件下浸泡15分鐘后，水的滑動(dòng)角保持在10℃以下。這些結(jié)果都表明，涂層可以在復(fù)雜環(huán)境中提供優(yōu)異的腐蝕保護(hù)。
[0014]高倍率原子力顯微鏡(AFM)顯示，表面上出現(xiàn)了密集排列的大小為15
?
20nm的半球狀團(tuán)簇(圖2b)。半球的直徑與MSC懸浮液粒徑測(cè)試中的粒徑尺寸大小一致(圖3)。凸起的高度僅約為4nm(圖2b插圖)。橫截面SEM圖像顯示MSC的厚度約為50μm(圖2c插圖)。元素分布圖像表明，由于相對(duì)較高的固化溫度，使得氟元素遷移到表面(圖2c)，這對(duì)于MSC表面具有液體排斥特性至關(guān)重要。
[0015]對(duì)于混合懸浮液，GPOSS
?
co
?
HPS和EPFS
?
co
?
HPS的粒徑主要分布在10
?
20nm和5
?
12nm。MSC懸浮液的粒徑主要分布在10
?
15nm。
[0016]優(yōu)選的，所述MSC涂層的組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：20～30％的HPS、60～70％的GPOSS和10％的EPFS，或0～30％的HPS、50～80％的GPOSS和20％的，或0～20％的HPS、50～70％的GPOSS和30％的EPFS，或0～10％的HPS、50～60％的GPOSS和40％的EPFS，或0～20％的HPS、10～30％的GPOSS和70％的EPFS，涂層具有較低的滑動(dòng)角，其滑動(dòng)角低于10
°
。
[0017]更優(yōu)選的，組成為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％的HPS、70～60％的GPOSS和10％的EPFS的涂層，獲得了7.06
°±
0.06
°
的最低SA。涂層在根據(jù)ASTM測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載250g重量經(jīng)過800次泰伯磨損循環(huán)后仍能保持滑動(dòng)角小于10
°
(圖5)。重要的是，由于聚集團(tuán)簇的尺寸小于可見光的波長，MSC的平均透射率達(dá)到92％，
[0018]所述超滑涂層(MSC)的制備方法，包括下列步驟
[0019]S1，超支化富氨基聚硅氧烷(HPS)的制備
[0020]在反應(yīng)容器中加入N
?
[3
?
(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(KH
?
792)、無水乙醇和去離子水，KH
?
792、無水本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種超滑防腐MSC涂層，該涂層涂覆在金屬上；所述MSC涂層由EPFS、GPOSS與HPS團(tuán)聚得到，EPFS鏈和GPOSS籠與HPS結(jié)合形成球狀團(tuán)簇，MSC表面的平均摩擦系數(shù)為0.0756。2.如權(quán)利要求1所述的超滑防腐MSC涂層，其特征在于，所述金屬為鋁，MSC涂覆鋁材的腐蝕電位(E
corr
)為
?
0.31V，腐蝕電流密度(I
corr
)為7.86
×
10
?
10
A
·
cm
?2。在500小時(shí)的銅離子加速鹽霧腐蝕測(cè)試后，MSC涂覆鋁材的E
corr
為
?
0.48V，I
corr
為9.92
×
10
?8A
·
cm
?1。3.如權(quán)利要求2所述的超滑防腐MSC涂層，其特征在于，MSC涂覆鋁材的阻抗達(dá)到910Ω
·
cm
?2，500小時(shí)后，MSC涂覆鋁材的阻抗為820Ω
·
cm
?1。4.如權(quán)利要求1所述的超滑防腐MSC涂層，其特征在于，所述MSC涂層，HPS和EPFS之間的距離為的范圍，HPS和GPOSS上的環(huán)氧基之間的距離約為高倍率原子力顯微鏡(AFM)顯示，表面上出現(xiàn)了密集排列的大小為15
?
20nm的半球狀團(tuán)簇，凸起的高度僅約為4nm，橫截面SEM圖像顯示MSC的厚度約為50μm。5.如權(quán)利要求1所述的超滑防腐MSC涂層，其特征在于，所述MSC涂層的組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：20～30％的HPS、60～70％的GPOSS和10％的EPFS，或0～30％的HPS、50～80％的GPOSS和20％的，或0～20％的HPS、50～70％的GPOSS和30％的EPFS，或0～10％的HPS、50～60％的GPOSS和40％的EPFS，或0～20％的HPS、10～30％的GPOSS和70％的EPFS。6.如權(quán)利要求1所述的超滑防腐MSC涂層，其特征在于，至少包含下列特征之一：涂層滑動(dòng)角低于10
°
。MSC在不銹鋼基材上的附著力可以達(dá)到9.47
±
0.32MPa；涂層組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％的HPS、70～60％的GPOSS和10％的EPFS；涂層在根據(jù)ASTM測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載250g重量經(jīng)過800次泰伯磨損循環(huán)后仍能保持滑動(dòng)角小于10
°
；MSC的平均透射率達(dá)到92％。在MSC涂覆的玻璃側(cè)在強(qiáng)酸條件下浸泡300分鐘或在強(qiáng)堿條件下浸泡15分鐘后，水的滑動(dòng)角保持在10℃以下。對(duì)于混合懸浮液，GPOSS
?
co
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HPS和EPFS
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co
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HPS的粒徑主要分布在10
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20nm和5
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12nm。MSC懸浮液的粒徑主要分布在10
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15nm。7.如權(quán)利要求1所述的超滑防腐MSC涂層，其特征在于，所述超滑...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉利彬，卜鑫瑜，班青，姜海輝，蓋利剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：齊魯工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：