具有自修复功能的防腐蚀涂料及制备方法、自修复金属板与流程

阅读：评论：0

1.本技术涉一种防腐蚀涂料，属于涂料制作领域，尤其涉及一种具有自修复功能的防腐蚀涂料。

背景技术：

2.金属材料的腐蚀，常常导致设备、产品的失效，缩短其使用寿命，影响可靠性和安全性。另一方面，金属材料的腐蚀造成极大的经济损失。每年，金属材料的腐蚀都会直接或间接造成重大经济损失。据统计，全世界每年因腐蚀而报废的金属量相当于金属年产量的1/4-1/3。涂层防护是目前应用最广泛的防腐蚀手段。但在使用过程中，会因为自然、人为等因素影响，导致外表面的涂料涂层开裂及破损。而如果未及时发现涂层已破损，并对其进行及时修补，腐蚀介质则会通过破损处侵入到物体被保护的表面，使涂层的保护作用大大降低。因此，常规的防护涂层无法进行自修复，是目前涂料行业急需解决的问题。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种具有自修复功能的防腐蚀涂料及其制备方法。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：第一方面，本技术提供了一种具有自修复功能的防腐蚀涂料，该具有自修复功能的防腐蚀涂料包括：以质量分数计算的1%-7%的偶联剂、0.2%-0.6%的醋酸、1%-10%的第一混合液、2%-10%的去离子水、余量的甲醇。
5.其中，第一混合液包括以质量分数计算的8%-12%的氧化铈粒子、8%-12%的石墨烯、76%-84%的硝酸铈溶液,氧化铈粒子的直径在10nm-20nm之间,偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷，且硝酸铈溶液的浓度为0.0008-0.0012mol/l。
6.第二方面，本技术提供了上述具有自修复功能的防腐蚀涂料的制备方法，该方法包括：步骤a、将上述质量份数的氧化铈粒子、石墨烯粉末分散至上述质量份数的硝酸铈溶液中，搅拌均匀，获得第一混合液；步骤b、将上述质量分数的偶联剂、醋酸、第一混合液、甲醇混合，搅拌0.8-1.2小时后，静置22-26小时，获得具有自修复功能的防腐蚀涂料。
7.第三方面，本技术提供一种涂覆有如第一方面所提供的具有自修复功的防腐蚀涂料的金属板材，该具有自修复功的防腐蚀涂料采用第二方面所提供的制备方法制得。
8.本技术的有益效果在于：本技术通过在防腐蚀涂料中添加含有石墨烯、氧化铈的第一混合液，使得涂层被刮划破坏后，涂层损毁的痕迹能自修复完整，增强其抗腐蚀能力，加强防腐蚀涂层的保护效应。
9.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合详细说明如后。
具体实施方式
10.下面结合实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
11.实施例1制备配方：4%的btse，0.4%的醋酸，6%的去离子水，89.6%的甲醇。
12.制备步骤：将上述质量分数的偶联剂、醋酸、去离子水、甲醇混合，投入搅拌器中。其中，搅拌器转速为300r/min。搅拌1小时后，混合液，静置该混合液24h，获得具有自修复功能的防腐蚀涂料。
13.优选地，上述偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷btse，氧化铈粒子的直径在10nm-20nm之间，硝酸铈溶液的浓度为0.001mol/l。
14.实施例2制备配方：4%的偶联剂，2%的第一混合液，0.4%的醋酸，6%的去离子水，87.6%的甲醇。制备步骤：a、制备第一混合液：将10%的氧化铈粒子和10%的石墨烯粉末利用超声波分散技术分散至80%的硝酸铈溶液中，制得第一混合液。
15.b、制备具有自修复功能的防腐蚀涂料：将上述质量分数的偶联剂、第一混合液、醋酸、去离子水、甲醇混合，投入搅拌器中。其中，搅拌器转速为300r/min。搅拌1小时后，混合液，静置该混合液24h，获得具有自修复功能的防腐蚀涂料。
16.优选地，上述偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷btse，氧化铈粒子的直径在10nm-20nm之间，上述硝酸铈溶液内硝酸铈的浓度为0.001mol/l。
17.实施例3制备配方：4%的偶联剂，5%的第一混合液，0.4%的醋酸，6%的去离子水，87.6%的甲醇。
18.制备步骤：a、制备第一混合液：将10%的氧化铈粒子和10%的石墨烯粉末利用超声波分散技术分散至80%的硝酸铈溶液中，制得第一混合液。
19.b、制备具有自修复功能的防腐蚀涂料：将上述质量分数的偶联剂、第一混合液、醋酸、去离子水、甲醇混合，投入搅拌器中。其中，搅拌器转速为300r/min。搅拌1小时后，混合液，静置该混合液24h，获得具有自修复功能的防腐蚀涂料。
20.优选地，上述偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷btse，氧化铈粒子的直径在10nm-20nm之间，上述硝酸铈溶液内硝酸铈的浓度为0.001mol/l。
21.实施例4制备配方：4%的偶联剂，10%的第一混合液，0.4%的醋酸，6%的去离子水，87.6%的甲醇。
22.制备步骤：a、制备第一混合液：将10%的氧化铈粒子和10%的石墨烯粉末利用超声波分散技术分散至80%的硝酸铈溶液中，制得第一混合液。
23.b、制备具有自修复功能的防腐蚀涂料：将上述质量分数的偶联剂、第一混合液、醋酸、去离子水、甲醇混合，投入搅拌器中。其中，搅拌器转速为300r/min。搅拌1小时后，混合
液，静置该混合液24h，获得具有自修复功能的防腐蚀涂料。
24.优选地，上述偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷btse，氧化铈粒子的直径在10nm-20nm之间，上述硝酸铈溶液内硝酸铈的浓度为0.001mol/l。
25.测试实验基于上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4，本技术对上述4个实施例中所制得的具有自修复功能的防腐蚀涂料的抗腐蚀力和附着力进行测试。定义实施例1所制得的具有自修复功能的防腐蚀涂料为涂料1，定义实施例2所制得的具有自修复功能的防腐蚀涂料为涂料2，定义实施例3所制得的具有自修复功能的防腐蚀涂料为涂料3，定义实施例4所制得的具有自修复功能的防腐蚀涂料为涂料4。
26.其中，在涂料1、涂料2、涂料3、涂料4中，变量为第一混合液在涂料中的占比。
27.将4块相同的镀锌钢板上分别一一对应地浸泡于涂料1、涂料2、涂料3、涂料4中30分钟后，在马弗炉中干燥40分钟，干燥温度为100℃，获得4块测试钢板。定义覆盖涂料1的测试钢板为测试板1，定义覆盖涂料2的测试钢板为测试板2，定义覆盖涂料3的测试钢板为测试板3，定义覆盖涂料4的测试钢板为测试板4。
28.实验1将上述4块测试板的涂层表面均划出一等大的划痕，对上述4块测试板均做中性盐雾试验2000小时。记录上述4块测试板在中性盐雾测试后，其腐蚀电位相对于sce电极的差值（测试过程中盐雾浓度为3.5%）。
29.具体测试结果如下表：编号第一混合液含量（%）差值/v测试板10-0.263测试板22-0.101测试板350.153测试板410-0.135观察测试板1、测试板2、测试板3、测试板4在中兴盐雾测试前后表面涂层的变化，测试板3在中性盐雾测试2000小时后，任未见明显腐蚀。且在显微镜下观察4块测试板的划痕处，除测试板1之外，其余3块测试板的划痕具有所修复。
30.实验2对上述4块测试板均采用划格法测试其涂层的附着力，测试结果参照gb/t9286-88，具体测试结果如下：编号第一混合液含量（%）分级说明测试板100切割边缘完全平滑，无一格脱落测试板220切割边缘完全平滑，无一格脱落测试板350切割边缘完全平滑，无一格脱落测试板4100切割边缘完全平滑，无一格脱落由此表可见，上述4块测试板上的涂层均无剥落，附着性能好。
31.综上所述，本技术通过在防腐蚀涂料中添加含有石墨烯、氧化铈的第一混合液，使得涂层被刮划破坏后，涂层损毁的痕迹能自修复完整，增强其抗腐蚀能力，加强防腐蚀涂层的保护效应。
32.相关细节参考上述方法实施例。
33.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
34.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种具有自修复功能的防腐蚀涂料，其特征在于，该涂料包括以质量分数计算的1%-7%的偶联剂、0.2%-0.6%的醋酸、2%-10%的第一混合液、2%-10%的去离子水、余量的甲醇；其中，所述第一混合液包括以质量分数计算的8%-12%的氧化铈粒子、8%-12%的石墨烯、76%-84%的硝酸铈溶液。2.根据权利要求1所述的一种具有自修复功能的防腐蚀涂料，其特征在于，所述硝酸铈溶液的浓度为0.0008-0.0012mol/l。3.根据权利要求1所述的一种具有自修复功能的防腐蚀涂料，其特征在于，所述偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷。4.根据权利要求1所述的一种具有自修复功能防腐蚀涂料，其特征在于，所述氧化铈粒子的直径在10nm-20nm之间。5.一种如权利要求1所述的具有自修复功能的防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤a、将所述质量份数的氧化铈粒子、石墨烯粉末分散至所述质量份数的硝酸铈溶液中，搅拌均匀，获得第一混合液；步骤b、将所述质量分数的偶联剂、醋酸、第一混合液、甲醇混合，搅拌0.8-1.2小时后，静置22-26小时，获得具有自修复功能的防腐蚀涂料。6.根据权利要求5所述的一种具有自修复功能的防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，在所述步骤a中，采用超声波分散技术。7.根据权利要求5所述的一种具有自修复功能的防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，在步骤b中，搅拌时，搅拌轴的转速为200r/min-400r/min。8.一种防腐蚀且具有自修复功能的金属板材，其特征在于，所述防腐蚀且具有自修复功能的金属板材表面涂覆有如权利要求1所述的具有自修复功能的防腐蚀涂料，所述具有自修复功能的防腐蚀涂料通过权利要求5所述的制备方法制得。

技术总结

本申请涉及一种具有自修复功能的防腐蚀涂料，其包括：以质量分数计算的1%-7%的偶联剂、0.2%-0.6%的醋酸、2%-10%的第一混合液、2%-10%的去离子水、余量的甲醇；其中，第一混合液包括以质量分数计算的8%-12%的氧化铈粒子、8%-12%的石墨烯、76%-84%的硝酸铈溶液。制备方法包括：将氧化铈粒子、石墨烯粉末分散至所述质量份数的硝酸铈溶液中，搅拌均匀，获得第一混合液；将偶联剂、醋酸、第一混合液、甲醇混合，搅拌0.8-1.2小时后，静置22-26小时，获得具有自修复功能的防腐蚀涂料。本申请通过在防腐蚀涂料中添加含有石墨烯、氧化铈的第一混合液，使得涂层被刮划破坏后，涂层损毁的痕迹能自修复完整，增强其抗腐蚀能力，加强防腐蚀涂层的保护效应。保护效应。