[发明专利]一种含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO2

说明书

一种含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO₂有效防腐蚀涂层及其制备方法，包括以下原料与组分，含羟基桥连硅烷乙醇溶液、含羟基桥连硅烷改性的SiO₂溶胶、水和催化剂，质量比为1:0.05‑0.5:0.03‑0.5:0.001‑0.02。本发明选用适量含羟基桥连硅烷对纳米SiO₂粒子进行改性，然后将其与含羟基桥连硅烷进行混合，经水解‑缩聚形成复合溶胶体系，通过涂布在金属基底上获得含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO₂纳米有效防腐蚀保护涂层，增强涂层材料的防腐蚀保护性能。

技术领域

本发明涉及有机硅防腐涂料技术领域，特别涉及一种含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO₂有效防腐蚀涂层及其制备方法。

背景技术

有机硅材料具有优异的电气绝缘、耐辐射、阻燃、耐高低温、生物惰性和化学惰性，在金属防腐蚀领域具有重要应用。单一的有机硅涂层防护效果不佳，功能单一，添加复合纳米粒子可以大幅度提高涂层的防腐蚀性能、机械强度与附着性能等。这类涂层通常由两种不同粒径的纳米粒子组成：粒径较小的有机聚倍半硅氧烷纳米粒子和粒径较大的SiO₂纳米粒子。粒径较小的有机聚倍半硅氧烷纳米粒子作为涂层的基本构筑单元，赋予涂层优异的成膜性能、附着性能和阻挡腐蚀介质侵入的能力。粒径较大的SiO₂纳米粒子作为涂层的“障碍”构筑单元，主要起到延长腐蚀介质在涂层中的扩散路径的作用，进一步提高涂层的防腐蚀性能。但是，由于纳米粒子比表面积大，表面活性高，极易发生团聚，产生大量的颗粒堆积孔，将其分散在有机硅涂层中反而会大大降低涂层的防腐蚀性能。

发明内容

为了克服纳米SiO₂粒子在含羟基桥连聚倍半硅氧烷材料体系中团聚的问题，本发明的目的在于提供一种含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO₂有效防腐蚀涂层及其制备方法，能够增强涂层材料的防腐蚀保护性能，即选用适量含羟基桥连硅烷对纳米SiO₂粒子进行改性，然后将其与含羟基桥连硅烷进行混合，经水解-缩聚形成复合溶胶体系，通过涂布在金属基底上获得含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO₂纳米有效防腐蚀保护涂层。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO₂有效防腐蚀涂层，包括以下原料与组分，含羟基桥连硅烷乙醇溶液、含羟基桥连硅烷改性的SiO₂溶胶、水和催化剂，质量比为1:0.05-0.5:0.03-0.5:0.001-0.02。

一种含羟基桥连聚倍半硅氧烷/SiO₂有效防腐蚀涂层的制备方法，包括以下步骤；

步骤一：

采用蒸馏方法提纯含环氧基硅烷与含胺基硅烷，向乙醇中加入3A分子筛振荡1h，然后蒸馏即得无水乙醇；将环氧基硅烷、含氨基硅烷和乙醇依次按比例加入带盖试剂瓶中，搅拌均匀，瓶内充入惰性气体，试剂瓶转移至烘箱中，升温至60℃，一段时间后，环氧与氨基充分发生开环反应即得含羟基桥连硅烷乙醇溶液；

步骤二：

采用蒸馏方法提纯正硅酸乙酯或正硅酸甲酯，向带盖试剂瓶中依次按比例加入溶剂乙醇，催化剂氨水；搅拌均匀，将上述体系转移至恒温恒湿箱中，制备得到纳米SiO₂粒子溶胶；

步骤三：

向步骤二得到的纳米SiO₂粒子溶胶中加入适量的步骤一中得到的含羟基桥连硅烷乙醇溶液，超声分散20-30min，加入一定比例的水和氨水催化剂，继续超声分散20-30min，将上述体系转移至恒温恒湿箱中，制备得到含羟基桥连硅烷改性的纳米SiO₂粒子溶胶；

步骤四：