[发明专利]一种磷酸盐基耐高温防腐蚀涂料及其制备

说明书

技术领域

    本发明涉及一种磷酸盐基耐高温防腐蚀涂料的研制。主要应用于飞机发动机、汽车发动机、燃气轮机、焚烧炉燃烧室相关部件的耐高温防腐蚀保护。

背景技术

工业科技的飞速发展对于动力系统的要求日益增加，动力系统在工作时放出大量的热以及烟气等，特别是发动机在工作时会产生二氧化碳、水蒸汽、酸性气体、氯化氢、一系列的含氮氧化物和含硫氧化物，使发动机燃烧室和排气系统工作时暴露在高温、高湿和腐蚀性化学介质的环境中。此外焚烧炉焚烧塑料，如聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等时都可以产生卤化物和卤化氢气体，所有这些产物都具有很强的腐蚀性，会导致在燃烧区的焚烧炉表面腐蚀和氧化。

在这种恶劣环境中没有涂层保护的金属或者合金都会发生腐蚀和氧化，这种腐蚀减少了相关工件的工作寿命，带来严重的经济损失，因此需要一种表面保护涂层对金属进行保护，防止金属直接接触到腐蚀、氧化环境，延长工件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供针对高温环境中金属及合金的耐高温防腐蚀涂料。使用该涂料对金属以及合金基发动机、排气管、焚烧炉等进行保护，能够延长使用寿命。

本发明的磷酸盐基耐高温防腐蚀涂料是单组份涂料，由下列按重量份数计算的物质组成：

磷酸盐           20~35

超细铬绿         5~40

硼酸             0.1~1

水               40~60

钝化剂           1~2

表面活性剂       0.1~1

三价铬盐         0.1~1

所述的磷酸盐由含镁、铝、锌的金属氧化物或金属氢氧化物与磷酸反应得到。

所述的含镁、铝、锌的金属氧化物或金属氢氧化物，选取上述化合物中的任意一种或几种。

所述的磷酸盐中金属离子与磷原子的比例符合下面的公式：

N=（金属离子的物质的量÷金属离子在磷酸盐中的化合价）∶磷原子的物质的量，N=0.7～1.3；

上述的N值对于涂料的性能和使用具有很重要的作用，该比例会影响涂料最终的pH值，从而影响涂料的性能和施工工艺，本发明中随着N值的增大涂料的pH增大，虽然涂料施工时和金属底材的反应活性会降低，使涂料具有好的施工性能，但是涂料成膜后的涂层致密性会下降。

所述的超细铬绿起到防腐蚀的作用。其粒度介于500纳米到2微米之间，如果使用粒度大于2微米的铬绿，则涂层致密性下降，抗介质渗透性下降。

所述的钝化剂是起到对基材的钝化保护作用。本发明中的涂料其pH值介于1.0到5.0之间，在金属底材施工时会和金属发生反应，如果这种反应不控制，该涂料不但不能保护金属还会给金属带来一定的腐蚀，因此根据实际使用情况选择合适的钝化剂对该涂料有很重要的作用。本发明的钝化剂选自下列物质中的任意一种或几种：三氧化铬、钼酸、钼酸钾、重铬酸钾、高锰酸钾、双氧水。

所述的表面活性剂作用是改变涂料中铬绿的分散性和涂料的流平性，表面活性剂选自下列物质中的任意一种或几种：六偏磷酸钾、六偏磷酸钠、三聚磷酸铝。

所述的三价铬盐与钝化剂协同使用进一步提高涂料的施工性能，三价铬盐选自下列物质中的任意一种或几种：硝酸铬、磷酸铬、硫酸铬。

本发明涂料的制备工艺：

第一步：制备磷酸盐基料，将含镁、铝、锌的金属氧化物或金属氢氧化物与磷酸反应得到磷酸盐，加入水、钝化剂搅拌均匀得到磷酸盐基料；

第二步：制备色浆，将超细铬绿、硼酸、表面活性剂、三价铬盐、水混合研磨至细度小于5微米时得到色浆；

第三步：制备涂料，将第一步得到的磷酸盐基料和第二步得到的色浆混合后搅拌分散4小时得到磷酸盐基耐高温防腐蚀涂料，用300目的尼龙网过滤得到最终产品。

所述的搅拌速度每分钟800~1000转。

所述第一步中，含镁和锌的氧化物或氢氧化物与磷酸反应时反应温度介于0℃到50℃之间，含铝氧化物或氢氧化物与磷酸反应时反应温度介于50℃到102℃之间；

本发明的涂料贮存温度介于0~40℃之间。

这地方应该写点儿有益效果：我从别处摘了几句。你看看

本发明的涂层耐900℃、1000小时涂层无开裂、剥落现象。耐中性盐雾试验2000小时涂层无锈蚀、斑点等现象，底材无腐蚀现象。