一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，将它涂覆在金属表面，能够有效吸收电磁波。原料包括以下组份：磷酸盐25‑30份，碱性改性剂25‑30份，硅酸盐10‑15份，电磁波吸收剂前体15‑20份，碳酸盐5‑10份，催化剂3‑5份，增稠剂8‑10份，缓凝剂2‑3份，水60‑110份。本发明专利技术还公开了一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：1)制备磷酸盐胶体；2)掺料形成组分A；3)研磨碱性氧化物；4)掺料形成组分B；5)混合组分A和B搅拌；5)涂覆；6)养护。本发明专利技术的涂层具有耐腐蚀性能高，有效吸收外界电磁波，附着力好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层及其制备方法
本专利技术属于钢结构的金属材料领域，尤其涉及一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层及其制备方法。
技术介绍
金属与周围环境中的介质接触并发生化学反应，这是最常见的金属电化学腐蚀现象。由于金属表面与周围的介质(如湿空气、电解质溶液等)接触，在接触界面上会发生金属阳极溶解过程，同时还存在相应的阴极过程，构成自发的腐蚀电池，使金属阳极溶解持续进行，从而引起金属的腐蚀。据调查，每年全球金属腐蚀造成的经济损失约占GDP总量的4％左右，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震损失的总和。腐蚀不仅造成经济损失，也常对安全构成威胁，国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故。生活或者工作于现代社会钢筋混凝土结构的建筑中的人们，每天都都面临着看不见的电磁波的危害。人体受电磁波严重辐射时，会出现一些不良反应，主要症状表现为会使人感到头疼，出现呕吐，有的出现脱发并伴有白血球下降，全身无力，甚至会使人失去生育能力。在军事技术方面，利用电磁波探测目标的电子设备，能够发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率、方位、高度等信息，要想摆脱这一类电子设备对大型建筑结构的探测，就必须让建筑材料能够吸收电磁波。
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常温下固化，用于普通建筑结构能够有效吸收环境中的电磁波的高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，包括以下组分：磷酸盐25-30份，碱性改性剂25-30份，硅酸盐10-15份，电磁波吸收剂前体15-20份，碳酸盐5-10份，催化剂3-5份，增稠剂8-10份，缓凝剂2-3份，水60-110份；所述电磁波吸收剂前体和碳酸盐反应生成用于吸收电磁波的保护层。作为优选，所述电磁波吸收剂前体为铁单质或氧化铁中的一种或两种组合。作为优选，所述碳酸盐为碳酸钡、碳酸锶中的一种或两种。作为优选，所述催化剂为盐酸、磷酸、草酸、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。作为优选，所述磷酸盐为磷酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。作为优选，所述碱性改性剂为氧化镁、氢氧化镁、氧化铝、氢氧化铝、氧化铜、氢氧化铜、氧化钙、氢氧化钙、氧化锆、二氧化锰、二氧化钛、二氧化锌、一氧化镍、三氧化二镍、一氧化钴、三氧化二钴、氧化钡、氧化锶中的一种或多种。碱性改性剂中的金属元素与基体涂层中的氧形成化学连接，提升涂层的致密度；例如钴元素、镍元素能够和基体涂层中的氧形成化学连接，提升涂层的致密度，同时也能和基体金属表面氧化膜发生化学反应，形成钴-氧键、镍-氧键，使涂层和基体金属形成更加紧密的粘结。进一步的，所述氧化锆为纳米氧化锆。氧化锆，氧化铝和二氧化硅复合，可以极大地提高材料的性能参数，提高其断裂韧性、抗弯强度等，经过硅烷修饰的纳米氧化锆颗粒，可以显著地提高纳米复合材料的挠曲强度。作为优选，所述硅酸盐为硅酸钙、硅酸钾、硅酸钠、硅酸镁、硅酸铝的任意一种或多种。硅氧化合物表面将被催化后的氧化硅凝胶紧紧吸附，经过反应后形成三维网状结构，大大提高了涂层致密度和耐腐蚀性能。作为优选，所述增稠剂为二氧化硅、硅凝胶中的一种或两种；所述二氧化硅为气相二氧化硅，球形颗粒粒径范围为7-40nm，颗粒表面含硅醇基。在涂料中分散后，增稠剂表面的硅氧烷基团和硅酸基团在相邻颗粒间氢键结合而产生疏松的晶格，形成空间立体网络结构，可赋予体系凝胶化作用，使涂料体系黏度增大。所述二氧化硅为气相二氧化硅，球形颗粒粒径为7-40nm，颗粒表面含硅醇基。气相二氧化硅可以使纳米二氧化钛催化性能得到提高。作为优选，所述缓凝剂剂为四硼酸钠、四硼酸钾、偏硼酸钠、偏硼酸钾中的一种或几种。本专利技术还公开了一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：1)制备磷酸盐胶体：将25-30份磷酸盐和10-15份硅酸盐混合，再加入30-60份水搅拌均匀，充分进行水解反应；2)掺料：将步骤1)得到的混料加入8-10份增稠剂和2-3份缓凝剂，混合均匀形成组分A；3)研磨：将25-30碱性改性剂研磨成粉末，加入15-20份电磁波吸收剂前体充分混合搅拌，再加入5-10份碳酸盐，混合均匀；4)掺料：将步骤3)得到的混料加入3-5份催化剂混合均匀，再加入30-50份水搅拌形成组分B；5)搅拌：将步骤2)得到的组分A和步骤4)得到的组分B搅拌，即得。进一步的，所述步骤1)中水解反应的温度为15-25℃，反应时间为0.4-1h。进一步的，所述步骤5)中搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为1-2min。本专利技术中，电磁波吸收剂前体与碳酸盐发生水解反应，并且能与硅氧化合物，磷酸盐发生复杂的物理变化和化学变化，从而形成常温固化改性磷酸盐无机防腐涂层。因为金属氧化物的存在，使得原料电磁波吸收剂形成了一种稳定存在于涂层中的铁氧体，并且和磷酸盐复合，该铁氧体材料不像一般金属磁性材料的磁性是由相邻磁性原子之间直接电子自旋的交换作用所形成的，而是两个磁性离子间的距离比较远，并且中间夹着氧离子，事实上形成铁磁性的电子自旋问的交换作用，是由于氧离子的存在而形成的。当电磁波穿过涂层时，这种高磁导率的铁氧体能引导电磁波，吸收电磁波的能量，转化为其他形式能量，如热能，达到吸收电磁波的目的。所述的纳米级铁氧体被硅氧化合物颗粒包裹，经过喷涂的方法到金属基材后，能够在涂层表面形成微凸，使涂层具有高表面粗糙度的特点，当电磁波经过涂层时，能够被多次反射，穿过涂层表面的铁氧体，达到被吸收能量的目的。本专利技术的有益效果是，因为铁氧体大量存在于涂层中，使得涂层具有吸收一定范围内波长的电磁波的能力，本专利技术的涂层，能够明显损耗电磁波的能量，在厘米波段，可衰减8.5dB，在9GHz可衰减24dB；在5GHz～10GHz衰减达30dB左右。以及该铁氧体材料的特征是矫顽力高，磁能积高，性能较好，成本较低，适合大面积使用推广。经过测试，本专利技术的硬度稳定在80-90之间(邵氏硬度)，涂层附着力在8-12MPa，完全满足实际工程需要。本专利技术的涂层可以用于铁板、钢板、钢筋、各类型钢、铜板、铝板等金属制品，应用于民用建筑，军用建筑，军事基地，机场，机械化工工厂等多个领域。附图说明图1为本专利技术的实施例1的涂覆、养护后照片。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，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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1一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，包括以下组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，其特征在于包括以下组分：磷酸盐25-30份，碱性改性剂25-30份，硅酸盐10-15份，电磁波吸收剂前体15-20份，碳酸盐5-10份，催化剂3-5份，增稠剂8-10份，缓凝剂2-3份，水60-110份；所述电磁波吸收剂前体和碳酸盐反应生成用于吸收电磁波的保护层。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，其特征在于包括以下组分：磷酸盐25-30份，碱性改性剂25-30份，硅酸盐10-15份，电磁波吸收剂前体15-20份，碳酸盐5-10份，催化剂3-5份，增稠剂8-10份，缓凝剂2-3份，水60-110份；所述电磁波吸收剂前体和碳酸盐反应生成用于吸收电磁波的保护层。


2.根据权利要求1所述的高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，其特征在于：所述电磁波吸收剂前体为铁单质或氧化铁中的一种或两种组合。


3.根据权利要求1所述的高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸钡、碳酸锶中的一种或两种；所述催化剂为盐酸、磷酸、草酸、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，其特征在于：所述磷酸盐为磷酸钾、磷酸一氢钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，其特征在于：所述碱性改性剂为氧化镁、氢氧化镁、氧化铝、氢氧化铝、氧化铜、氢氧化铜、氧化钙、氢氧化钙、氧化锆、二氧化锰、二氧化钛、二氧化锌、一氧化镍、三氧化二镍、一氧化钴、三氧化二钴、氧化钡、氧化锶中的一种或多种；所述氧化锆为纳米氧化锆。


6.根据权利要求1所述的高性能抗电磁波干扰的常温固化磷酸盐防腐涂层，其特征在于：所述硅酸盐为硅酸钙、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，陈新，闫东明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33