[发明专利]一种氮化钛/聚苯胺复合导电防腐粉末涂料及其制备方法有效
申请号: | 201810704110.4 | 申请日: | 2018-06-30 |
公开(公告)号: | CN108977007B | 公开(公告)日: | 2020-12-29 |
发明(设计)人: | 司徒粤;纪维维;黄洪;吴延军;史英骥 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学;广东涂亿科技有限公司 |
主分类号: | C09D167/00 | 分类号: | C09D167/00;C09D5/03;C09D5/24;C09D5/08;C09D7/65;C09D7/63;C08G73/02 |
代理公司: | 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 | 代理人: | 何淑珍;江裕强 |
地址: | 510640 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 氮化 苯胺 复合 导电 防腐 粉末涂料 及其 制备 方法 | ||
本发明公开了一种氮化钛/聚苯胺复合导电防腐粉末涂料的制备方法。其原料组成和质量份数如下:导电填料2‑5份;聚酯树脂30份;固化剂2.25份;流平剂0.25份;光亮剂0.15份;固化促进剂0.05份。首先,以具有优异导电性的纳米氮化钛为成核物质,以过硫酸铵为氧化剂,通过化学氧化法制备了氮化钛/聚苯胺复合物。然后将该复合物作为导电填料引入到传统的聚酯粉末涂料配方中,制备出了兼具导电和防腐功能的聚酯粉末涂料,将该涂料运用于航海船舶外壳的涂装中,能够综合提高船舶外壳的抗微生物腐蚀、抗电化学腐蚀和抗机械腐蚀性能,有效延长船舶涂层服役寿命。
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域,具体涉及一种氮化钛/聚苯胺复合导电防腐粉末涂料及其制备方法。
背景技术
在世界贸易中,80%以上的货运是通过海洋运输进行的,航海船舶业已经成为世界经济发展中不可或缺的重要支柱。海洋船舶长期行驶于干湿交替且富含氯化物和硫酸盐类电解质的环境中,电化学腐蚀和机械腐蚀严重,每年给我国船舶行业造成巨大的经济损失。在另一方面,海洋生物在适宜的生长条件下,会在船体外壳吸附、繁殖,破坏金属表面涂层,改变金属表面局部供养,形成氧浓差电池加剧船体腐蚀,每年因此而造成的腐蚀损失也高达制造成本的5%;同时,海洋生物还会增加船体的负载和行进阻力,增加能耗多达40%。传统防污涂料毒性过大,而新型低表面能防污涂料又存在与防腐涂料附着性差、使用寿命短等弊端,目前船舶在电化学、机械、生物三大腐蚀的共同作用下往往使用三年以内就要翻新。因此,合理运用新型海洋防腐、防污技术,开发高效耐用船舶防腐、防污涂料,延长船舶涂层服役寿命具有重要意义。导电防污技术是采用通弱电流的方法来实现,即在船体表面涂覆绝缘底涂层,再在它的上面涂复一定厚度的导电涂层为阳极,以船体其它与海水接触部位为阴极,在两极间通以弱电流,利用离导电层表面约10 μm处产生的痕量次氯酸离子(ClO-)达到防除海洋污损的目的。本发明将导电复合材料应用于防腐粉末涂料中,开发兼具防腐、防污功能的复合型船舶涂料,潜在的经济价值巨大。
氮化钛是一种新型的多功能材料,其熔点为3223 K,比大多数过渡金属氮化物都高。而密度只有5.43~5.44 g/cm3,比大多数金属氮化物都低。而且具有很高的化学稳定性,一般情况下,它与水、水蒸气、盐酸、硫酸等均不作用。将其复合到聚苯胺中,作为粉末涂料的填料,强化涂层防污与防腐功能,主要机理包括:首先,运用氮化钛的小尺寸效应,可以填补涂膜中存在的小空隙,对腐蚀介质起到一定的物理屏蔽作用。同时,氮化钛莫氏硬度为8-9,可以有效提高涂料的机械强度和耐磨性,从而达到很好的抗机械腐蚀作用。其次,聚苯胺是一种重要的导电聚合物,合成方法简单,结构多样,同时又有原料易得、稳定性好等特点。在涂层腐蚀过程中,聚苯胺能在金属表面形成致密氧化膜,对基材起到良好的保护作用。其三,氮化钛在室温下电阻率为22×10-6 Ω·cm,与常见金属相当,使用氮化钛复合聚苯胺并运用到聚酯粉末涂料中,能够明显提高涂料的导电性。将这种功能型氮化钛/聚苯胺复合导电防腐粉末涂料喷涂在船体表面,当给船壳通以微小电流时,电流将被传递到导电涂层表面并产生ClO-离子层,从而防止生物的靠近附着,最终实现从根本上解决生物腐蚀问题。氮化钛和聚苯胺“协同作用”能够在很大程度上综合性的解决航海船舶业所面临的三大腐蚀问题,这对我国的船舶涂料发展将起着强有力的助推作用。
发明内容
为了综合地克服和解决现阶段我国航海船舶业在海洋环境中所面临的电化学腐蚀、机械腐蚀和微生物腐蚀这三大腐蚀问题,本发明的目的在于提供了一种氮化钛/聚苯胺复合导电防腐粉末涂料的制备方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种氮化钛/聚苯胺复合导电防腐粉末涂料的制备方法,其原料配方组成及质量份数如下:
导电填料2-5份;
聚酯树脂30份;
固化剂2.25份;
流平剂0.25份;
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