本发明专利技术公开了一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，包括以下组分：高强地聚物120‑180份，表面修饰氮化硼纳米片10‑20份，及界面增强剂6.12‑10.25份；所述高强地聚物包括硅铝质粉料35‑60份、碱激发剂70‑90份、活性增强相15‑30份；所述表面修饰氮化硼纳米片为表面经过修饰的氮化硼纳米片。本发明专利技术还公开了一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料的制备方法。本发明专利技术的涂层中地聚物与活性增强相反应，形成具有较高密实度的高强地聚基体；氮化硼纳米片经过表面改性，在界面增强剂存在条件下与地聚物凝胶结合，从而形成高硬度的复合材料，大大提高了防腐蚀涂料的防腐蚀性能，制备方法简单。
A high hardness and room temperature curing geopolymer metal anticorrosive coating and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料及其制备方法
本专利技术属于海工结构防腐蚀领域，尤其是涉及一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料及其制备方法。
技术介绍
海工钢筋混凝土与钢结构的腐蚀严重影响我国近海和远海工程结构的可靠性和安全性，因此寻求一种低成本、高可靠性的防护方法迫在眉睫。地聚物是一种新型的无机材料，它由具有活性的硅铝质材料在碱性环境下发生溶出、地聚合反应生成，基体由[SiO4]四面体和[AlO4]四面体聚合形成的三维空间网络结构组成，化学结构呈现非晶质至半晶质相，其抗压强度可以达到40-80MPa，耐火温度达到900-1100℃。与有机类树脂材料相比，地聚物具有更为优异的热稳定性与耐候性。专利CN201910491278.6、CN201910481644.X、CN201910347055.2、CN201710416708.9均公开了以地聚物为主要基体的防腐蚀涂料。这些专利采用的地聚物材料虽然具有一定的耐腐蚀性，但由于硬度较低，容易在使用过程中因为磕碰造成局部损坏，从而失去抗腐蚀能力。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种新型地聚物防腐蚀涂料，其具有更高硬度和防腐蚀能力。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，包括以下组分：高强地聚物120-180份，表面修饰氮化硼纳米片10-20份，及界面增强剂6.12-10.25份；所述高强地聚物包括硅铝质粉料35-60份、碱激发剂70-90份、活性增强相15-30份；所述表面修饰氮化硼纳米片为表面经过修饰的氮化硼纳米片。进一步的，所述界面增强剂包括硼砂3-5份、磷酸钠3-5份、硅烷偶联剂0.05-0.1份、聚丙烯酸钠0.02-0.05份和聚乙烯亚胺0.05-0.1份。进一步的，所述硅铝质粉料由偏高岭土20-30份、粉煤灰10-20份及矿渣5-10份组成；所述偏高岭土在750-850℃下煅烧得到，粒径为0.1-10μm；所述粉煤灰为一级灰，粒径为0.1-10μm；所述矿渣为105级渣，粒径为0.1-10μm。进一步的，所述碱激发剂由液体硅酸钠或液体硅酸钾50-70份、氢氧化钠或氢氧化钾5-15份及去离子水5-15份组成。进一步的，所述活性增强相由纳米氧化硅5-10份、纳米氧化铝5-10份、纳米碳酸钙5-10份组成；所述纳米氧化硅、纳米氧化铝和纳米碳酸钙的粒径均为30-100nm。进一步的，所述液体硅酸钠和硅酸钾模数为1.5-2.0，含水量为50-65％。进一步的，所述氮化硼纳米片的片径为1-3um，厚度<100nm。本专利技术还公开了一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：1)将盐酸多巴胺加入含有氨丁三醇的缓冲液中，并调节pH至弱碱性，得到表面改性液，所述盐酸多巴胺与缓冲液质量比例为1:300-1:400；2)将氮化硼纳米片加入步骤1)中得到的表面改性液，超声分散2-3h，加热至55-65℃反应，得到改性氮化硼纳米片分散液，氮化硼纳米片与表面改性液质量比例为1：150-200；3)将35-60份硅铝质粉料加入10-20份步骤2)中得到的改性氮化硼纳米片分散液，超声分散2-3h，过滤后于100-120℃下干燥6-8h，得到改性地聚物粉料；4)将70-90份碱激发剂与界面增强剂中的硼砂3-5份、磷酸钠3-5份混合，在加热至55-65℃反应3-5h，得到改性激发剂；5)将步骤4)中得到的改性激发剂与步骤3)中得到的改性地聚物粉料以50-100rpm混合搅拌5-10min，均匀后加入15-30份活性增强相，继续以200-300rpm搅拌5-10min，均匀后再加入硅烷偶联剂0.05-0.1份、聚丙烯酸钠0.02-0.05份和聚乙烯亚胺0.05-0.1份，在200-300rpm速度下继续搅拌5-10min，最终得到高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料。作为优选，所述步骤1)中氨丁三醇的缓冲液浓度为1.0-1.5g/L。作为优选，所述步骤1)中表面改性液pH为8.0-9.0；所述步骤2)和步骤3)中超声分散功率为400-600W。本专利技术的有益效果是，地聚物与活性增强相反应，形成具有较高密实度的高强地聚基体；与此同时，氮化硼纳米片经过表面改性，在界面增强剂存在条件下与地聚物凝胶结合，从而形成高硬度的复合材料，大大提高了防腐蚀涂料的防腐蚀性能，且制备方法简单易行。具体实施方式为了使本
的人员更好的理解本专利技术方案，下面将对专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。实施例一一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，包括以下组分：高强地聚物120g，表面修饰氮化硼纳米片10g，及界面增强剂6.12g。其中高强地聚物包括硅铝质粉料35g、碱激发剂70g、活性增强相15g；硅铝质粉料由偏高岭土20g、粉煤灰10g及矿渣5g组成，且偏高岭土在750℃下煅烧得到，粒径为0.1-10μm，粉煤灰优选一级灰，粒径为0.1-10μm，矿渣为105级渣，粒径为0.1-10μm；碱激发剂由模数为2.0、含水量为50％的液体硅酸钠50g、氢氧化钠5g及去离子水15g组成；活性增强相由纳米氧化硅5g、纳米氧化铝5g、纳米碳酸钙5g组成，纳米氧化硅、纳米氧化铝和纳米碳酸钙的粒径均为30-100nm；表面修饰氮化硼纳米片为表面经过特殊修饰的氮化硼纳米片，氮化硼纳米片的片径为1-3μm，厚度为80-100nm；界面增强剂包括硼砂3g、磷酸钠3g、硅烷偶联剂0.05g、聚丙烯酸钠0.02g、聚乙烯亚胺0.05g。一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：1)将5g盐酸多巴胺加入2000g含有1.0g/L氨丁三醇的缓冲液中，并调节pH至8.0，得到表面改性液；2)将10g氮化硼纳米片加入2000g表面改性液，400W超声分散3h，55℃加热反应15h，得到改性氮化硼纳米片分散液；3)将偏高岭土20g、粉煤灰10g及矿渣5g加入改性氮化硼纳米片分散液，400W超声分散3h，过滤，100℃干燥8h，得到改性地聚物粉料；4)将液体硅酸钠50g、氢氧化钠5g及去离子水15g与硼砂3g、磷酸钠3g混合，在55℃加热条件下反应2h，得到改性激发剂；5)将改性激发剂与改性地聚物粉料在50rpm速度下混合搅拌10min，均匀后加入纳米氧化硅5g、纳米氧化铝5g、纳米碳酸钙5g组成，在200rpm速度下继续搅拌10min，均匀后再加入硅烷偶联剂0.05g、聚丙烯酸钠0.02g、聚乙烯亚胺0.05g，在200rpm速度下继续搅拌10min，最终得到高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料。...
【技术保护点】
1.一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，其特征在于包括以下组分：高强地聚物120-180份，表面修饰氮化硼纳米片10-20份，及界面增强剂6.12-10.25份；所述高强地聚物包括硅铝质粉料35-60份、碱激发剂70-90份、活性增强相15-30份；所述表面修饰氮化硼纳米片为表面经过修饰的氮化硼纳米片。/n
【技术特征摘要】
1.一种高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，其特征在于包括以下组分：高强地聚物120-180份，表面修饰氮化硼纳米片10-20份，及界面增强剂6.12-10.25份；所述高强地聚物包括硅铝质粉料35-60份、碱激发剂70-90份、活性增强相15-30份；所述表面修饰氮化硼纳米片为表面经过修饰的氮化硼纳米片。
2.根据权利要求1所述的高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，其特征在于：所述界面增强剂包括硼砂3-5份、磷酸钠3-5份、硅烷偶联剂0.05-0.1份、聚丙烯酸钠0.02-0.05份和聚乙烯亚胺0.05-0.1份。
3.根据权利要求1所述的高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，其特征在于：所述硅铝质粉料由偏高岭土20-30份、粉煤灰10-20份及矿渣5-10份组成；所述偏高岭土在750-850℃下煅烧得到，粒径为0.1-10μm；所述粉煤灰为一级灰，粒径为0.1-10μm；所述矿渣为105级渣，粒径为0.1-10μm。
4.根据权利要求1所述的高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，其特征在于：所述碱激发剂由液体硅酸钠或液体硅酸钾50-70份、氢氧化钠或氢氧化钾5-15份及去离子水5-15份组成。
5.根据权利要求1所述的高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，其特征在于：所述活性增强相由纳米氧化硅5-10份、纳米氧化铝5-10份、纳米碳酸钙5-10份组成；所述纳米氧化硅、纳米氧化铝和纳米碳酸钙的粒径均为30-100nm。
6.根据权利要求4所述的高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料，其特征在于：所述液体硅酸钠和硅酸钾模数为1.5-2.0，含水量为50-65％。
7.根据权利要求1所述的高硬度常温固化的地聚物金属防腐蚀涂料...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，陈士堃，陈功，闫东明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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