專利名稱：一種磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料的研制。主要應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、焚燒爐燃燒室相關(guān)部件的耐高溫防腐蝕保護(hù)。
背景技術(shù)：
工業(yè)科技的飛速發(fā)展對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)的要求日益增加，動(dòng)力系統(tǒng)在工作時(shí)放出大量的熱以及煙氣等，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、水蒸汽、酸性氣體、氯化氫、一系列的含氮氧化物和含硫氧化物，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和排氣系統(tǒng)工作時(shí)暴露在高溫、高濕和腐蝕性化學(xué)介質(zhì)的環(huán)境中。此外焚燒爐焚燒塑料，如聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等時(shí)都可以產(chǎn)生鹵化物和鹵化氫氣體，所有這些產(chǎn)物都具有很強(qiáng)的腐蝕性，會(huì)導(dǎo)致在燃燒區(qū)的焚燒爐表面腐蝕和氧化。在這種惡劣環(huán)境中沒有涂層保護(hù)的金屬或者合金都會(huì)發(fā)生腐蝕和氧化，這種腐蝕減少了相關(guān)工件的工作壽命，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此需要一種表面保護(hù)涂層對(duì)金屬進(jìn)行保護(hù)，防止金屬直接接觸到腐蝕、氧化環(huán)境，延長(zhǎng)工件的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供針對(duì)高溫環(huán)境中金屬及合金的耐高溫防腐蝕涂料。使用該涂料對(duì)金屬以及合金基發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管、焚燒爐等進(jìn)行保護(hù)，能夠延長(zhǎng)使用壽命。本發(fā)明的磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料是單組份涂料，由下列按重量份數(shù)計(jì)算的物質(zhì)組成
磷酸鹽20^35超細(xì)鉻綠5 40硼酸ο. Γι水40^60鈍化劑Γ2表面活性劑ο. Γι三價(jià)鉻鹽ο. Γι
所述的磷酸鹽由含鎂、鋁、鋅的金屬氧化物或金屬氫氧化物與磷酸反應(yīng)得到。所述的含鎂、鋁、鋅的金屬氧化物或金屬氫氧化物，選取上述化合物中的任意一種或幾種。所述的磷酸鹽中金屬離子與磷原子的比例符合下面的公式
N=(金屬離子的物質(zhì)的量+金屬離子在磷酸鹽中的化合價(jià))磷原子的物質(zhì)的量， N=O. 7 1. 3 ；
上述的N值對(duì)于涂料的性能和使用具有很重要的作用，該比例會(huì)影響涂料最終的pH 值，從而影響涂料的性能和施工工藝，本發(fā)明中隨著N值的增大涂料的pH增大，雖然涂料施工時(shí)和金屬底材的反應(yīng)活性會(huì)降低，使涂料具有好的施工性能，但是涂料成膜后的涂層致密性會(huì)下降。所述的超細(xì)鉻綠起到防腐蝕的作用。其粒度介于500納米到2微米之間，如果使用粒度大于2微米的鉻綠，則涂層致密性下降，抗介質(zhì)滲透性下降。所述的鈍化劑是起到對(duì)基材的鈍化保護(hù)作用。本發(fā)明中的涂料其PH值介于1.0 到5. 0之間，在金屬底材施工時(shí)會(huì)和金屬發(fā)生反應(yīng)，如果這種反應(yīng)不控制，該涂料不但不能保護(hù)金屬還會(huì)給金屬帶來一定的腐蝕，因此根據(jù)實(shí)際使用情況選擇合適的鈍化劑對(duì)該涂料有很重要的作用。本發(fā)明的鈍化劑選自下列物質(zhì)中的任意一種或幾種三氧化鉻、鉬酸、鉬酸鉀、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、雙氧水。所述的表面活性劑作用是改變涂料中鉻綠的分散性和涂料的流平性，表面活性劑選自下列物質(zhì)中的任意一種或幾種六偏磷酸鉀、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鋁。所述的三價(jià)鉻鹽與鈍化劑協(xié)同使用進(jìn)一步提高涂料的施工性能，三價(jià)鉻鹽選自下列物質(zhì)中的任意一種或幾種硝酸鉻、磷酸鉻、硫酸鉻。本發(fā)明涂料的制備工藝
第一步制備磷酸鹽基料，將含鎂、鋁、鋅的金屬氧化物或金屬氫氧化物與磷酸反應(yīng)得到磷酸鹽，加入水、鈍化劑攪拌均勻得到磷酸鹽基料；
第二步制備色漿，將超細(xì)鉻綠、硼酸、表面活性劑、三價(jià)鉻鹽、水混合研磨至細(xì)度小于 5微米時(shí)得到色漿；
第三步制備涂料，將第一步得到的磷酸鹽基料和第二步得到的色漿混合后攪拌分散 4小時(shí)得到磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料，用300目的尼龍網(wǎng)過濾得到最終產(chǎn)品。所述的攪拌速度每分鐘800 1000轉(zhuǎn)。所述第一步中，含鎂和鋅的氧化物或氫氧化物與磷酸反應(yīng)時(shí)反應(yīng)溫度介于0°C到 50°C之間，含鋁氧化物或氫氧化物與磷酸反應(yīng)時(shí)反應(yīng)溫度介于50°C到102°C之間；
本發(fā)明的涂料貯存溫度介于(T40°C之間。這地方應(yīng)該寫點(diǎn)兒有益效果我從別處摘了幾句。你看看
本發(fā)明的涂層耐900°C、1000小時(shí)涂層無開裂、剝落現(xiàn)象。耐中性鹽霧試驗(yàn)2000小時(shí)涂層無銹蝕、斑點(diǎn)等現(xiàn)象，底材無腐蝕現(xiàn)象。本發(fā)明的涂料特別適合于高溫、惡劣環(huán)境中的金屬或者合金的防腐保護(hù)。例如發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管、焚燒爐等的保護(hù)，能夠延長(zhǎng)使用壽命。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
在反應(yīng)器中加入MO. Og磷酸，分批少量多次加入40. Og氧化鎂，反應(yīng)得到磷酸鹽，反應(yīng)溫度介于20°C到50°C之間，在上述磷酸鹽中加入20. Og三氧化鉻、1. Og鉬酸鉀，250g水?dāng)嚢璧玫匠吻逋该鞯牧姿猁}基料；另外將250g超細(xì)鉻綠、4. Og硼酸、5. Og六偏磷酸鈉、3. Og 硝酸鉻、300g水混合后研磨，研磨3小時(shí)后測(cè)得色漿的細(xì)度小于4微米；混合磷酸鹽基料和色漿后攪拌分散，攪拌速度每分鐘800到1000轉(zhuǎn)。分散4小時(shí)后使用300目的尼龍網(wǎng)過濾得到磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料。該涂層耐900°C、1000小時(shí)涂層無開裂、剝落現(xiàn)象。耐中性鹽霧試驗(yàn)2000小時(shí)涂
層無銹蝕、斑點(diǎn)等現(xiàn)象，底材無腐蝕現(xiàn)象。
實(shí)施例2
在反應(yīng)器中加入250. Og磷酸，分批少量多次加入50. Og氧化鋁，反應(yīng)溫度介于50°C到 102°C之間，反應(yīng)得到磷酸鹽，在上述磷酸鹽中加入18. Og三氧化鉻，3. Og鉬酸，250g水?dāng)嚢璧玫匠吻逋该鞯牧姿猁}基料；另外將255g超細(xì)鉻綠、5. Og硼酸、2. Og六偏磷酸鈉、3. Og硝酸鉻、320g水混合后研磨，研磨2小時(shí)后測(cè)得色漿的細(xì)度小于4微米；混合磷酸鹽基料和色漿后攪拌分散，攪拌速度每分鐘800到1000轉(zhuǎn)。分散4小時(shí)后使用300目的尼龍網(wǎng)過濾得到磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料。該涂層耐900°C、1200小時(shí)涂層無開裂、剝落現(xiàn)象。耐中性鹽霧試驗(yàn)2500小時(shí)涂層無銹蝕、斑點(diǎn)等現(xiàn)象，底材無腐蝕現(xiàn)象。實(shí)施例3
在反應(yīng)器中加入230. Og磷酸，分批少量多次加入60. Og氫氧化鋁、8. Og氧化鋁，反應(yīng)溫度介于50°C到102°C之間，反應(yīng)得到磷酸鹽，在上述磷酸鹽中加入18. Og三氧化鉻，2. Og 重鉻酸鉀，220g水?dāng)嚢璧玫匠吻逋该鞯牧姿猁}基料；另外將MOg超細(xì)鉻綠、5. Og硼酸、4. Og 六偏磷酸鈉、1. Og硝酸鉻、2. Og磷酸鉻、1. Og硫酸鉻、350g水混合后研磨，研磨2小時(shí)后測(cè)得色漿的細(xì)度小于4微米；混合磷酸鹽基料和色漿后攪拌分散，攪拌速度每分鐘800到 1000轉(zhuǎn)。分散4小時(shí)后使用300目的尼龍網(wǎng)過濾得到磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料。該涂層耐900°C、1200小時(shí)涂層無開裂、剝落現(xiàn)象。耐中性鹽霧試驗(yàn)2500小時(shí)涂層無銹蝕、斑點(diǎn)等現(xiàn)象，底材無腐蝕現(xiàn)象。實(shí)施例4
在反應(yīng)器中加入MO. Og磷酸，分批少量多次加入40. Og氧化鋅、15氧化鎂，反應(yīng)溫度介于20°C到50°C之間，反應(yīng)得到磷酸鹽，在上述磷酸鹽中加入19. Og三氧化鉻，260g水?dāng)嚢璧玫匠吻逋该鞯牧姿猁}基料；另外將270g超細(xì)鉻綠、4. Og硼酸、3. Og六偏磷酸鈉、2. Og硝酸鉻、280g水混合后研磨，研磨4小時(shí)后測(cè)得色漿的細(xì)度小于4微米；混合磷酸鹽基料和色漿后攪拌分散，攪拌速度介于每分鐘800到1000轉(zhuǎn)。分散4小時(shí)后使用300目的尼龍網(wǎng)過濾得到磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料。該涂層耐900°C、800小時(shí)涂層無開裂、剝落現(xiàn)象。耐中性鹽霧試驗(yàn)1800小時(shí)涂層無銹蝕、斑點(diǎn)等現(xiàn)象，底材無腐蝕現(xiàn)象。實(shí)施例5
在反應(yīng)器中加入MO. Og磷酸，分批少量多次加入20. Og氧化鎂和30. Og氧化鋁反應(yīng)得到磷酸鹽，反應(yīng)溫度介于50°C到102°C之間，在上述磷酸鹽中加入20. Og三氧化鉻，260g水?dāng)嚢璧玫匠吻逋该鞯牧姿猁}基料；另外將^Og超細(xì)鉻綠、5. Og硼酸、0. 8g六偏磷酸鈉、1. 2g 三聚磷酸鋁、4. Og硝酸鉻、320g水混合后研磨，研磨4小時(shí)后測(cè)得色漿的細(xì)度小于4微米； 混合磷酸鹽基料和色漿后攪拌分散，攪拌速度每分鐘800到1000轉(zhuǎn)。分散4小時(shí)后使用 300目的尼龍網(wǎng)過濾得到磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料。該涂層耐900°C、1200小時(shí)涂層無開裂、剝落現(xiàn)象。耐中性鹽霧試驗(yàn)2200小時(shí)涂
層無銹蝕、斑點(diǎn)等現(xiàn)象，底材無腐蝕現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1. 一種磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料，其特征在于，由下列按重量份數(shù)計(jì)算的物質(zhì)組成磷酸鹽20^35超細(xì)鉻綠5 40硼酸ο. Γι水40^60鈍化劑Γ2表面活性劑ο. Γι三價(jià)鉻鹽ο. Γι所述的磷酸鹽由含鎂、鋁、鋅的金屬氧化物或金屬氫氧化物與磷酸反應(yīng)得到； 所述的含鎂、鋁、鋅的金屬氧化物或金屬氫氧化物，選取上述化合物中的任意一種或幾種；所述的磷酸鹽中金屬離子與磷原子的比例符合下面的公式N=(金屬離子的物質(zhì)的量+金屬離子在磷酸鹽中的化合價(jià))磷原子的物質(zhì)的量， N=O. 7 1. 3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料，其特征在于，所述的超細(xì)鉻的粒度介于500納米到2微米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料，其特征在于，所述的鈍化劑選自下列物質(zhì)中的任意一種或幾種三氧化鉻、鉬酸、鉬酸鉀、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、雙氧水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料，其特征在于，所述的表面活性劑選自下列物質(zhì)中的任意一種或幾種六偏磷酸鉀、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料，其特征在于，所述的三價(jià)鉻鹽選自下列物質(zhì)中的任意一種或幾種硝酸鉻、磷酸鉻、硫酸鉻。
6.如權(quán)利要求1的磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料的制備工藝，其特征在于，包括下列步驟第一步制備磷酸鹽基料，將含鎂、鋁、鋅的金屬氧化物或金屬氫氧化物與磷酸反應(yīng)得到磷酸鹽，加入水、鈍化劑攪拌均勻得到磷酸鹽基料；第二步制備色漿，將超細(xì)鉻綠、硼酸、表面活性劑、三價(jià)鉻鹽、水混合研磨至細(xì)度小于 5微米時(shí)得到色漿；第三步制備涂料，將第一步得到的磷酸鹽基料和第二步得到的色漿混合后攪拌分散 4小時(shí)得到磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料，用300目的尼龍網(wǎng)過濾得到最終產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料的制備工藝，其特征在于，所述第一步中，含鎂和鋅的氧化物或氫氧化物與磷酸反應(yīng)時(shí)反應(yīng)溫度介于0°C到50°C之間，含鋁氧化物或氫氧化物與磷酸反應(yīng)時(shí)反應(yīng)溫度介于50°C到102°C之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磷酸鹽基耐高溫防腐蝕涂料及其制備方法，所述的涂料由磷酸鹽、超細(xì)鉻綠、硼酸、水、鈍化劑、表面活性劑、三價(jià)鉻鹽組成，所述的磷酸鹽由含鎂、鋁、鋅的金屬氧化物或金屬氫氧化物與磷酸反應(yīng)得到。本發(fā)明的涂料特別適合于高溫、惡劣環(huán)境中的金屬或者合金的防腐保護(hù)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管、焚燒爐等的保護(hù)，能夠延長(zhǎng)使用壽命。
文檔編號(hào)C09D7/12GK102417744SQ20111037791
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者孫哲, 孟軍鋒, 楊康, 王亞文, 王國(guó)煒, 王志強(qiáng), 胡進(jìn)奔 申請(qǐng)人:北方涂料工業(yè)研究設(shè)計(jì)院