CN111979550A - 一种牺牲阳极复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种牺牲阳极复合物，基于复合物的总质量，包括如下质量份数的组分：牺牲型阳极鳞片100‑1500份；牺牲型阳极粉末100‑1500份；粘接剂100份。本发明牺牲阳极复合物可作为各种浸水钢结构防腐使用，能够实现对钢材全方位无死角的保护性能，且可采用涂刷施工或喷涂施工，非常方便。与普通的牺牲阳极相比，该涂刷型阳极具有操作方便、防腐性能好的特点，可广泛适用于各种浸水环境下的钢结构防护。
Description
技术领域
本发明涉及防腐技术领域，具体涉及一种牺牲阳极复合物及其制备方法。
背景技术
目前，钢结构以其独有的特点，在各种设备、设施乃至各种建筑中占据极高比例，但钢材在淋水浸水等环境条件下特别容易受到腐蚀，造成结构性能下降，甚至提前报废，给企业和社会造成巨大的损失，因此，钢材的防腐蚀工作显得非常重要。
在众多的防腐蚀手段中，牺牲阳极的防护方法对钢结构和钢质设备具有较好的保护效果，其是在腐蚀环境下，牺牲阳极能够与钢材形成腐蚀原电池，牺牲阳极作为电池阳极首先腐蚀而使得钢材得到有效保护。
但是传统牺牲阳极的存在安装不方便、复杂形状难以有效保护、对裸露在大气中的金属基体无法保护等缺点。例如：中国专利CN201920361821.6公开了一种复合式锌合金牺牲阳极，其锌合金牺牲阳极为空心管状结构，所述尼龙承载架、锌合金牺牲阳极均嵌于硬质陶瓷防护罩内，并通过绝缘定位堵头与硬质陶瓷防护罩相互连接。因此，研究一种制备简单、使用方便，且保护性能好的金属防腐蚀牺牲阳极是迫切需要的。
发明内容
本发明为弥补现有技术的不足，提供一种用于金属防腐蚀的牺牲阳极复合物及其制备方法，该牺牲阳极复合物可实现对钢材全方位无死角的保护性能，且可采用涂刷施工或喷涂施工，非常方便。
本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：一种牺牲阳极复合物，基于复合物的总质量，包括如下质量份数的组分：
牺牲型阳极鳞片 100-1500份；
牺牲型阳极粉末 100-1500份；
粘接剂 100份。
优选地，包括如下质量份数的组分：
牺牲型阳极鳞片 100-1200份；
牺牲型阳极粉末 100-1100份；
粘接剂 100份。
在本发明的牺牲阳极复合物中，还包括≤15份的添加剂，所述添加剂起到消泡、防沉降、放流挂、偶联、改善涂料施工性、提高涂层密实度和结合力、屏蔽隔离性能和机械性能、提高涂层和电化学联合保护效果等作用，优选为聚硅氧烷消泡剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、有机膨润土、气相二氧化硅中的一种或几种。
在本发明的牺牲阳极复合物中，所述牺牲型阳极鳞片是片径为40～1000微米，厚度不超过40微米的牺牲型阳极鳞片；其材质为镁合金阳极、锌合金阳极、铝合金阳极的一种或几种，优选地，片径为80～400微米，厚度为15-40微米。选择上述范围的片径以防止过大的颗粒会造成涂层比较粗糙；选择上述范围的厚度以取得较大的径厚比，取得良好的隔离屏蔽效果。
在本发明的牺牲阳极复合物中，所述牺牲型阳极粉末是粒径不超过80微米的牺牲型阳极粉末；其材质为镁合金阳极、锌合金阳极、铝合金阳极的一种或几种，优选地，粒径为10-80微米。
在本发明的牺牲阳极复合物中，所述粘接剂优选为环氧树脂、无机硅酸盐、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种。所述粘接剂可以为液态或固态，用溶剂溶解后都是液态，但上述粘接剂的质量份数不包含溶剂的量，溶剂可以在施工时根据粘度要求予以添加；上述添加剂也可以是液态或粉末，液态添加剂可与粘接剂互溶，粉末添加剂可以均匀稳定地分散在粘接剂中，最终得到的牺牲阳极复合物为具有流平性的液态涂料的形态。
本发明另一方面还提供上述牺牲阳极复合物的制备方法，包括如下步骤：
将称量好的粘接剂倒入溶解罐中，然后在搅拌状态下依次加入添加剂，高速分散，然后加入牺牲型阳极粉末，在高速搅拌下分散均匀，再加入牺牲型阳极鳞片，分散均匀即得到上述牺牲阳极复合物。
优选地，上述制备方法中搅拌转速设置为80-3000转/min均可。所述搅拌的高速一般优选设置为1500-3000转/min；所述高速分散优选为在转速为1500-2500转/min搅拌状态下持续15-30分钟。
本发明另一方面还提供上述牺牲阳极复合物的应用，将其刷涂或喷涂在金属制件表面，尤其是钢结构表面。
优选地，将上述牺牲阳极复合物刷涂或喷涂在金属制件表面形成的涂层厚度不小于牺牲阳极鳞片厚度的2～3倍为宜。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明用于金属防腐蚀的涂刷型牺牲阳极复合物，其中采用粘接剂，辅以各种添加剂，可将牺牲阳极粉末和牺牲阳极鳞片紧紧地粘贴在金属制件例如钢材上，从而实现对金属制件全方位无死角的保护性能，并且可采用涂刷施工或喷涂施工，非常方便。本发明将牺牲阳极粉末和牺牲阳极鳞片都加入，可使涂层的屏蔽隔离作用和电化学保护作用以及涂层的机械性能都达到最佳状态及良好发挥，若只加牺牲阳极粉末屏蔽隔离作用较差、阴极保护寿命较短，若只加牺牲阳极鳞片则涂覆施工性能和涂层机械性能较差。
因此，本发明研制的涂刷型牺牲阳极复合物具有优异的施工性和高效的防腐性，使用该涂刷型牺牲阳极复合物做钢结构的防腐，不仅能够在钢材表面保持完整的防腐膜，对介质形成良好的屏蔽，同时还对金属基材具有优异的阴极保护效果、大幅延长涂层防护寿命。涂刷形成的层叠堆积的牺牲型阳极鳞片可广泛适用于各种淋水浸水环境下的钢结构长效防护。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明申请所附权利要求书定义的技术方案的等效改进和变形。
本发明实施例及对比例主要原料来源：
本发明实施例采用的各种粘接剂、添加剂原料及各种型号的牺牲阳极鳞片或粉末等均可从市售渠道获得，不限厂家。且涂料从业人员能够从实施例中分辨其形态。
本发明实施例及对比例产品性能测试方法如下表1所示：
表1
实施例1
本实施例喷涂型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
双酚A环氧树脂：100份；
聚硅氧烷消泡剂：0.04份；
有机膨润土：10份；
镁合金牺牲型阳极鳞片：1100份(片径80～120μm，厚度20～30μm)；
镁合金牺牲型阳极粉末：100份(粒径30～45μm)。
该喷涂型牺牲阳极复合物的制备方法包括如下步骤：按照上述质量份数及配比称量各组分，将称量好的粘接剂倒入溶解罐中，然后在搅拌状态下(转速为100转/min)依次加入添加剂，高速分散15分钟(转速为1500转/min)，然后加入牺牲型阳极粉末，在高速搅拌下(转速为1500转/min)分散均匀，再加入牺牲型阳极鳞片(转速为800转/min)，分散均匀即得到上述牺牲阳极复合物。
实施例2
本实施例喷涂型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
双酚A环氧树脂：100份；
聚硅氧烷消泡剂：1份；
钛酸酯偶联剂：2份；
气相二氧化硅：8份；
镁合金牺牲型阳极鳞片：100(片径80～120μm，厚度20～30μm)；
镁合金牺牲型阳极粉末：1100(粒径30～45μm)。
该喷涂型牺牲阳极复合物的制备方法包括如下步骤：按照上述质量份数及配比称量各组分，将称量好的粘接剂倒入溶解罐中，然后在搅拌状态下(转速为80转/min)依次加入添加剂，高速分散15分钟(转速为1500转/min)，然后加入牺牲型阳极粉末，在高速搅拌下(转速为1500转/min)分散均匀，再加入牺牲型阳极鳞片(转速为500转/min)，分散均匀即得到上述牺牲阳极复合物。
实施例3
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
硅酸锂溶液：100份；
有机膨润土：2份；
钛酸酯偶联剂：2份；
铝合金牺牲型阳极鳞片：500份(片径120～400μm，厚度15～40μm)；
铝合金牺牲型阳极粉末：300份(粒径20～80μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法包括如下步骤：按照上述质量份数及配比称量各组分，将称量好的粘接剂倒入溶解罐中，然后在搅拌状态下(转速为90转/min)依次加入添加剂，高速分散15分钟(转速为1500转/min)，然后加入牺牲型阳极粉末，在高速搅拌下(转速为1500转/min)分散均匀，再加入牺牲型阳极鳞片(转速为600转/min)，分散均匀即得到上述牺牲阳极复合物。
实施例4
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
硅酸锂溶液：100份；
有机膨润土：6份；
钛酸酯偶联剂：2份；
铝合金牺牲型阳极鳞片：1000份(片径120～400μm，厚度15～40μm)；
铝合金牺牲型阳极粉末：500份(粒径20～80μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
实施例5
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
聚氨酯树脂：100份；
聚硅氧烷消泡剂：0.05份；
硅烷偶联剂：3份；
有机膨润土：10份；
锌合金牺牲型阳极鳞片：1000份(片径100～300μm，厚度15～30μm)；
锌合金牺牲型阳极粉末：500份(粒径10～44μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
实施例6
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
聚氨酯树脂：100份；
聚硅氧烷消泡剂：0.05份；
硅烷偶联剂：3份；
有机膨润土：10份；
锌合金牺牲型阳极鳞片：1200份(片径100～300μm，厚度15～30μm)；
锌合金牺牲型阳极粉末：800份(粒径10～44μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
实施例7
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
丙烯酸树脂：100份；
聚硅氧烷消泡剂：0.05份；
有机膨润土：10份；
硅烷偶联剂：3份；
铝合金牺牲型阳极鳞片：800份(片径200～300μm，厚度20～30μm)；
锌合金牺牲型阳极粉末：600份(粒径10～44μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
实施例8
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
硅酸钾溶液：100份；
钛酸酯偶联剂：3份；
有机膨润土：10份；
铝合金牺牲型阳极鳞片：1000份(片径120～400μm，厚度15～40μm)；
铝合金牺牲型阳极粉末：500份(粒径20～80μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
实施例9
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
聚氨酯树脂：100份；
聚硅氧烷消泡剂：0.05份；
硅烷偶联剂：3份；
有机膨润土：10份；
锌合金牺牲型阳极鳞片：1500份(片径100～300μm，厚度15～30μm)；
锌合金牺牲型阳极粉末：1000份(粒径10～44μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
实施例10
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
聚氨酯树脂：100份；
聚硅氧烷消泡剂：0.05份；
硅烷偶联剂：3份；
有机膨润土：10份；
锌合金牺牲型阳极鳞片：1000份(片径100～300μm，厚度15～30μm)；
锌合金牺牲型阳极粉末：1500份(粒径10～44μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
实施例11(无添加剂)
本实施例喷涂型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
双酚A环氧树脂：100份；
铝合金牺牲型阳极鳞片：1000份(片径200～300μm，厚度20～30μm)；
镁合金牺牲型阳极粉末：300份(粒径30～45μm)。
该喷涂型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例1。
实施例12(无添加剂)
本实施例涂刷型牺牲阳极复合物，其组成物按质量份数计，具体如下：
聚氨酯树脂：100份；
锌合金牺牲型阳极鳞片：1000份(片径100～300μm，厚度15～30μm)；
锌合金牺牲型阳极粉末：500份(粒径10～44μm)。
该涂刷型牺牲阳极复合物的制备方法同实施例3。
采用喷涂或刷涂的方式，将上述实施例制备的牺牲阳极复合物按照控制涂层厚度为150～300微米的原则，均匀的涂敷在钢结构表面，分别在3％NaCl水溶液中做腐蚀浸泡实验浸泡和盐雾腐蚀试验，测试其防护性能，其结果如下表2：
表2
由表2中数据可知，采用本发明实施例牺牲阳极复合物涂敷在钢结构表面，在钢结构表面能形成完整的防腐膜，并且对各种环境的耐受性及防腐蚀性能好，因而本发明对介质能够形成良好的屏蔽。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动均在本发明涵盖的精神范围之内。
Claims (10)
1.一种牺牲阳极复合物，其特征在于：基于复合物的总质量，包括如下质量份数的组分：
牺牲型阳极鳞片100-1500份；
牺牲型阳极粉末100-1500份；
粘接剂100份。
2.根据权利要求1所述牺牲阳极复合物，其特征在于：还包括≤15份的添加剂。
3.根据权利要求2所述牺牲阳极复合物，其特征在于：所述添加剂为聚硅氧烷消泡剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、有机膨润土、气相二氧化硅中的一种或几种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述牺牲阳极复合物，其特征在于：所述牺牲型阳极鳞片的片径为40～1000微米，厚度不超过40微米。
5.根据权利要求1至3中任一项所述牺牲阳极复合物，其特征在于：所述牺牲型阳极粉末的粒径不超过80微米。
6.根据权利要求4或5中所述牺牲阳极复合物，其特征在于：所述牺牲型阳极鳞片片径为80～400微米，厚度为15-40微米；所述牺牲型阳极粉末的粒径为10-80微米。
7.根据权利要求1至6中任一项所述牺牲阳极复合物，其特征在于：所述牺牲型阳极鳞片或牺牲型阳极粉末的材质为镁合金阳极、锌合金阳极、铝合金阳极的一种或几种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述牺牲阳极复合物，其特征在于：所述粘接剂为环氧树脂、无机硅酸盐、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种。
9.如权利要求1-8任一项所述的牺牲阳极复合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
按照权利要求1-8任一项所述牺牲阳极复合物中各组分的质量份数比例，将称量好的粘接剂倒入溶解罐中，然后在搅拌状态下加入添加剂，高速分散，然后再加入牺牲型阳极粉末，在高速搅拌下分散均匀，再加入牺牲型阳极鳞片，分散均匀即得到所述牺牲阳极复合物。
10.如权利要求1-8任一项所述的牺牲阳极复合物的应用，将其刷涂或喷涂在金属制件表面，尤其是钢结构表面。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201124 |