防腐蝕涂層及其制備方法技術

防腐蝕組合物包括三種不同硅烷的混合物，所述三種不同硅烷選擇為相互作用并在金屬基質上形成具有改進的粘合和耐用性以及防紫外線特性的涂層。制備所述防腐蝕組合物的方法包括將所述硅烷混合在一起并將硅烷混合物進一步與其它混合物合并以得到所述防腐蝕組合物。超聲處理可以是將混合物的各種組分混合在一起的優(yōu)選方式。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
材料因腐蝕所致的劣化在很多行業(yè)中依然是一個具有挑戰(zhàn)性的難題。預計僅在美國每年因材料腐蝕導致的損失就約為3500億美元或3-4%的總家用產(chǎn)品。因此，圍繞防腐蝕涂層等的開發(fā)等已出現(xiàn)了大量專題研究。然而，開發(fā)能提供金屬及合金的防腐蝕的成功涂層是一項具有挑戰(zhàn)性的任務，這可部分歸因于環(huán)境保護局(EPA)所強制推行的對不環(huán)保化學品的使用的限制。例如，鋁及其合金在歷史上曾用鉻酸鹽轉化涂層或鉻酸鹽化底漆進行保護，但EPA已經(jīng)因與其相關的健康風險而設置了對使用這些涂層和底漆的限制。遺憾的是，鉻酸鹽轉化涂層的替代物也面臨它們自身的系列問題。有機-無機、陶瓷-聚合物混合物(hybrid)(即，陶瓷聚合物(creamer))材料具有極好的環(huán)境穩(wěn)定性,但 它們在極端天氣下的長期使用仍存在問題。與這些混合物涂層相關的自由體積通常為離子和電解質提供了到達基質材料并引發(fā)腐蝕的滲入通道。許多有機涂層因其微孔結構而易于發(fā)生水分的向內(nèi)擴散，并且往往會在存在日照的情況下降解。無機涂層可能相對不易滲透和對日照的抗性較好，但往往易碎和易于在撓性基質上斷裂。硅酮基涂層可包含相對高的碳氫化合物含量以確保對基質的良好附著，但往往會因水分導致的分層而失敗。甚至將要在其上使用防腐蝕涂層的材料也能導致很差的表現(xiàn)。例如，在裸露鋁表面頂上迅速形成的惰性氧化物層能夠阻止防腐蝕涂層對鋁材的附著。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術公開了防腐蝕組合物及使用硅烷制備該防腐蝕組合物的方法的實施方式。所述防腐蝕組合物可用于涂布多種類型的金屬及防止腐蝕。在一些實施方式中，防腐蝕組合物包括三種硅烷的第一混合物。第一種硅烷可以是甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷或三甲基乙酰氧基硅烷。第二種硅烷可以是甲基二甲氧基娃燒。第二種娃燒可以是四甲氧基娃燒或四乙氧基娃燒。在一些實施方式中，制備防腐蝕組合物的方法包括制備并組合多種混合物以制備防腐蝕組合物。該方法可包括制備包含三種硅烷的預混合物的步驟。第一種硅烷可以是甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷或三甲基乙酰氧基硅烷。第二種硅烷可以是甲基三甲氧基硅烷。第三種硅烷可以是四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。所述方法還可包括制備中間混合物的步驟。所述中間混合物可包含所述預混合物及第一補充混合物。所述第一補充混合物可包含堿金屬鹽。所述方法可包括另一個制備膠體懸浮液的步驟。所述膠體懸浮液可包含所述中間混合物和第二補充混合物。所述第二補充混合物可包含烷氧基鈦(titaniumalkoxide)。所述方法還可包括制備防腐蝕組合物的步驟。所述防腐蝕組合物可包含所述膠體懸浮液和第三補充混合物。所述第三補充混合物可包含錫催化劑或鈦催化劑。應理解前述內(nèi)容是一些公開的實施方式的各方面的概要。因此本公開內(nèi)容的范圍無需包含所有這些方面或解決前面的
技術介紹
中提出的所有問題。此外，隨著說明書的行文前進，所公開的實施方式的其它方面將會變得明顯。通過下文中對如附圖中所圖解的某些實施方式的更具體的描述，本文所述主題的前述和其它特征、應用和優(yōu)點將會變得明顯。在這點上，應理解本專利技術的范圍通過所提出的權利要求來確定，而不是通過所給定的主題是否包含本
技術實現(xiàn)思路
中所提到的任何或所有特征或方面或者是否解決了
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中所提到的任何問題來確定。附圖說明結合附圖公開了優(yōu)選和其它實施方式，其中圖I圖解了本文所述的組合物和方法中所用的硅烷之間的可能的相互作用方式；圖2是詳細說明本文所公開的防腐蝕組合物的制備方法的流程圖；圖3是通過將經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的鋁合金試樣片在3. 15wt%NaCl溶液中浸泡30 天之后獲取的一系列VIEEW圖像；圖4是通過將經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的鋁合金試樣片在10%Harrison’ s溶液中浸泡30天之后獲取的一系列VIEEW圖像；且圖5是通過將經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的鋁合金在Singleton CCT-10周期腐蝕檢測室內(nèi)曝露8天之后獲取的一系列VIEEW圖像。具體實施例方式本文所述的防腐蝕組合物大體上包含三種不同硅烷的第一混合物。所述三種硅烷可相互作用以最終形成作為防腐蝕組合物基底的網(wǎng)絡。為產(chǎn)生所需的網(wǎng)絡，可選擇特定硅燒用于第一混合物。所述第一混合物中包含的第一種硅烷可以是甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷或三甲基乙酰氧基硅烷。第一種硅烷可選自該組，這是因為在化合物中存在甲基和乙酸基基團。作為防腐蝕組合物網(wǎng)絡合成的一部分，甲基基團可導致含乙酸基基團的硅燒的溫和水解。所述第一混合物中包含的第二種硅烷可以是甲基三甲氧基硅烷。類似于第一種硅烷，由于甲基基團的存在以及甲基基團促進第二種硅烷中甲氧基鍵水解的能力，甲基三甲氧基硅烷可被選作第二種硅烷。所述第一混合物中包含的第三種硅烷可以是四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。第三種硅烷可以選擇為以下硅烷其能夠將第一和第二硅烷水解后形成的硅醇交聯(lián)并最終形成防腐蝕組合物的網(wǎng)絡。第一混合物中使用的每種硅烷都可以是約90%到約99%純的。第一混合物中每種硅烷的量一般可為能導致形成上述網(wǎng)絡的任何量。在一些實施方式中，第一混合物的約3. 0%到約10. 0%可以是第一種硅烷，第一混合物的約2. 0%到約8. 0%可以是第二種硅烷，且第一混合物的約O. 5%到約3. 0%可以是第三種硅烷。偏離這些量可能導致不理想的防腐蝕組合物特性。例如，防腐蝕組合物中第一種硅烷過量可能會在用該防腐蝕組合物涂布時導致基質腐蝕。第二種硅烷過量可能會導致具有很差屏障性能的涂層。第三種硅烷過量可能導致由該防腐蝕組合物形成的涂層破裂。所述第一混合物還可含有一種或多種溶劑以促進三種硅烷之間的相互作用。可使用任何合適的溶劑。在一些實施方式中，所述溶劑可以是異丙醇、甲醇、乙醇、丁醇或其任何組合。第一混合物中溶劑的量可為該第一混合物的約79. 0%到約94. 5%。在一些實施方式中，防腐蝕組合物可包含其他混合物。在一些實施方式中，第二混合物與第一混合物一起包含作為所述防腐蝕組合物的部分。所述第二混合物一般可包含堿金屬鹽。所述堿金屬鹽可用作PH調節(jié)劑。可使用任何合適的堿金屬鹽。在一些實施方式中，所述堿金屬鹽可以是碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。所述第二混合物還可包含純水。堿金屬鹽的量可為第二混合物的約2. 0%到約15. 0%，且純水的量可為第二混合物的約85. 0%到約98. 0%。第三混合物也可被包含作為防腐蝕組合物的一部分，其通常可包含烷氧基鈦。所述烷氧基鈦可被包含在組合物中以便為該組合物賦予紫外光防護。所述烷氧基鈦可被加入到組合物的網(wǎng)絡中。可使用任何合適的烷氧基鈦。在一些實施方式中，所述烷氧基鈦可以是乙氧基鈦(IV)或甲氧基鈦(IV)。第三混合物也可包含溶劑。可使用任何合適的溶劑。在一些實施方式中，所述溶劑可以是異丙醇、甲醇、乙醇、丁醇或其任何組合。烷氧基鈦的量可為第三混合物的約O. 1%到約2. 0%，且溶劑的量可為第三混合物的約98. 0%到約99. 9%。 第四混合物也可被包含作為防腐蝕組合物的部分，其一般可包含錫催化劑或鈦催化劑。可使用任何合適的錫催化劑或鈦催化劑。在一些實施方式中，所述錫催化劑可以是二月桂酸二丁基錫、二正丁基二乙酰氧基錫、二異辛基馬來酸二丁基錫、二正丁基雙(2，4-戊二酸)錫、二正丁基丁氧基氯錫、二月桂酸二辛基錫、二新癸酸二甲基錫和雙(新癸酸)錫。在一些實施方式中，所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：LH西哈拉，A蒂瓦里，
申請(專利權)人：夏威夷大學，
類型：
國別省市：