[发明专利]一种钛基高分子合金耐高温防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钛基高分子合金耐高温防腐涂料及其制备方法，所述钛基高分子合金耐高温防腐涂料的原料中包含有钛基高分子合金共聚物。本发明以羟基有机钛聚合物为基料，改性合成制备的钛基高分子合金共聚物(TPI、TPAI、TBMI)，用来制造钛基高分子合金耐高温防腐涂料，此涂料具有优良的耐高温和耐腐蚀性能，主要用于工业烟气脱硫系统的设备内涂层防护。

技术领域

本发明属于新材料及其生产和应用技术领域，具体涉及的是一种钛基高分子合金耐高温防腐涂料及其制备方法。

背景技术

众所周知，钛是一种非常活泼的金属元素，密度小，比强度高，延展性好，导热系数低，耐高低温，无毒，无磁，耐磨，耐蚀，被广泛应用于军工、海工、航空、航天、民用等诸多领域，被誉为太空及海洋的结构材料。钛在化学元素周期表中排列在第IV族副族(钛族)元素系内，其原子序数22，原子量47.88，化合价有+2、+3、+4三种。因此，在特定环境条件下，其活泼性也为它提供了多元性的反应趋势。

钛的标准电极电位很低(E=-1.63V)，致钝电位亦低，故容易钝化。常温下，钛表面极易形成由氧化物和氮化物组成的钝化膜，它在大气及许多浸蚀性介质中都非常稳定，具有很好的耐蚀性。在大气、氯化物水溶液及氧化性酸(硝酸、铬酸等)和大多数有机酸中，其耐腐蚀性超过了不锈钢；在海水中基本不被腐蚀，因此是海洋工程最理想的材料。

但是，钛金属材料价格昂贵，一直影响其在一般工业特别是民用工业领域的推广应用。

若将金属钛与有机高分子材料“嫁接”形成高分子合金态聚合物，再以涂层的形式推广应用到工业防腐蚀领域，就等同于在金属表面镀了一层耐腐蚀的钛膜，既可替代不锈钢，又解决了工业腐蚀的难题，还能大大降低制造成本，提高企业的经济效益，这就是本发明的目的和缘由。

钛基高分子聚合物(Titanium-based high molecule polymer)，又称聚钛氧烷，是主链分子结构中含有钛原子的金属聚合物的总称，可由原钛酸酯Ti(OR)₄经部分水解后缩聚而成。聚钛氧烷可作为表面活性剂、抗水剂和防锈剂，在机械搅拌下能形成纤维；有些可用作制备耐热涂料，这是早期应用有机钛制造涂料的先例。

本发明人原申请的一项发明专利(ZL200810029936.1)制备纳米有机钛聚合物的技术方法，是将氢化钛粉(TiH₂)、环氧树脂、催化剂(α-Al₂O_3-x)、纳米分散剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和混合溶剂等填装入球磨反应罐内，进行固液球磨反应，合成的是一种带有环氧基的有机钛聚合物(Titanium-based precursor polymer，简写为TPP-I)，其合成产物反应式为如图1所示。该聚合物只能用环氧固化剂制备交联型特种涂料，因此在应用上存在一定局限性。

现有技术中，传统耐高温防腐涂料主要是以酚醛树脂、呋喃树脂、酚醛环氧树脂、乙烯基酯树脂、有机硅树脂为成膜基体，这些成膜树脂都有无法克服的缺陷，例如酚醛、呋喃、环氧、乙烯基树脂的防腐蚀性能，都比较优秀，但是耐高温性能(≤120℃)受到局限；而有机硅树脂比较耐高温，纯有机硅树脂的耐热极限值可达到300℃，但它不耐酸性腐蚀，尤其是高温环境下的酸性腐蚀。这就决定了目前在用的这类涂料产品，无法适应这种高温环境下的酸性腐蚀，涂层在这种极端工况条件下，几个月就会失效，导致一些脱硫高温设备腐蚀而都处泄露，企业成了救护队，天天到处堵漏。因此，现有技术还有一定的局限性。

发明内容