一种强碱性防腐液及其制备和应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于防腐蚀领域，具体涉及一种强碱性防腐液及其制备和应用方法。
【背景技术】
[0002] 腐蚀是一种自然现象，遍及国民经济建设的各个领域，大量的工程构件、设备和设 施因腐蚀而失效，给国家带来巨大的经济损失。据统计每年因腐蚀造成的经济损失约占国 民生产总值的2-4%。以2009年我国的⑶P总33. 5万亿人民币估算，去年因腐蚀造成的经 济损失至少高达6700亿。长期以来，防腐涂层作为简单、经济、有效的防腐手段，广泛应用 于国民经济各个领域，其中含铬防腐涂层应用的最为广泛。然而由于铬（特别是六价铬）的 高毒性和高致癌性，该技术在生产、废水排放、产品使用和废弃的各个环节都对环境和人类 产生严重的危害性。世界各国，特别是发达国家对铬的使用和处置的规定越来越苛刻。以美 国为例，美国职业安全与健康管理局2009年将铬的允许暴露量从每平方米50微克降低到 5微克，推荐0. 2微克，并且决定在近年内进一步降低允许值直至完全禁止使用。欧盟也于 2003年通过相应法规。我国目前尚无相关法规出台，但是作为当今可持续发展的时代要求， 取消拥有近百年历史的含铬防腐涂层传统技术，开发具有自主知识产权的替代技术的任务 已经非常迫切的摆在我国科技工作者面前。
[0003] 铝合金由于具有多种优良的性能，因而不论在工业生产，还是日常生活中都有着 极为广泛的用途。在飞机、汽车、火车、船舶建造中均大量使用铝合金。此外，宇宙火箭、航 天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。铝是一种非常活泼的金属，可以在极短时间内 与大气中的氧起反应，生成致密的厚度仅为几十纳米的Al 2O3薄膜，从而可以安全地用在与 空气、水、弱酸或弱碱环境接触的场合，在干燥或者潮湿的环境中，如果不存在腐蚀性液体， 它也可以和铜作为合金使用。但在强碱性环境中，如pH > 10的条件下，金属铝表面生成的 Al2O3膜易与强碱性溶液反应，导致金属铝的腐蚀速率明显加大。因此，开发在强碱性环境 中对铝合金有着一定防腐性能的材料有着重要的应用价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种强碱性防腐液，该防腐液在强碱性环境下对铝合金具有 高的防腐性能。
[0005] -种强碱性防腐液，该防腐液由有机胺、Si源、Al源、碱和H2O组成，其中各化学组 成的摩尔比为有机胺：碱：Si源：H 20 :A1源=(0~2. 0) : (0. 5~5. 0) : (0~1. 2) : (50~ 1000) : (0~0· 002)，且该防腐液的pH = 9~14。
[0006] 本发明提供的强碱性防腐液，所述有机胺为四丙级氢氧化铵（TPAOH)、四甲基氢氧 化铵（TMAOH)、四乙基氢氧化铵（TEAOH)中一种或多种。；所述碱为NaOH、KOH、Ca(OH) 2、氨 水中一种或多种；所述Si源为正娃酸乙酯（TEOS)、硅胶、不同链长有机硅烷中一种或多种； 所述Al源为异丙醇铝，偏铝酸钠、铝粉、铝酸钠、拟薄水铝石、氢氧化铝中一种或多种。
[0007] -种强碱性防腐液的制备方法，按照以下步骤进行：称取定量的有机胺、Si源、Al 源，在室温~90°C下搅拌0. 5~24小时，滴加 NaOH溶液调节溶液的pH值为9~14,使得 最终其中各化学组成的摩尔比为有机胺：碱：Si源=H2O :A1源=(0~2. 0) : (0. 5~5. 0): (0 ~1. 2) : (50 ~1000) : (0 ~0· 002)。
[0008] -种强碱性防腐液的应用方法，该强碱性防腐液用于铝合金的防腐性能测试，按 照以下步骤进行：将清洗后的铝合金片在该合成液中进行防腐测试，工作电极为清洗的 Al片，对电极为Pt片，参比电极为饱和甘汞电极；在测试腐蚀前，铝合金在合成液中浸渍 30min，然后进行直流极化曲线扫描，扫描范围-50mV~IV vs. 0CV，扫描速度10mV/min。
[0009] 本发明提供的强碱性防腐液，所述材料为一种合成分子筛用的合成液，溶液 pH > 10,该合成液显示了很高的对铝合金的抗腐蚀能力。
[0010] 本发明提供的强碱性防腐液，可以用于强碱性环境下铝合金的防腐保护，具有高 的防腐性能，并且具有高的化学和热稳定性。
【附图说明】
[0011] 图1不同组成防腐液的防腐极化曲线图；
[0012] 图2不同合成条件下MFI防腐液的防腐极化曲线图。
【具体实施方式】
[0013] 下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
[0014] 本发明以下实施例中的化学试剂均为市购，
[0015] 实施例1
[0016] 取化学计量的TPAOH，NaOH，TEOS溶于定量去离子水中，在室温下搅拌30min，然 后加入化学计量的Al粉，添加 NaOH溶液调节合成液的pH = 11. 5,合成液中物质的量比 为：TE0S:TPA0H:H20:Na0H:Al = 1:0. 16:89. 3:0. 64:0. 0018。继续搅拌 4 小时，合成液记为 MFI。将清洗后的铝合金片在该合成液中进行防腐测试，工作电极为清洗的Al片，对电极为 Pt片，参比电极为饱和甘汞电极。在测试腐蚀前，铝合金在合成液中浸渍30min，然后进行 直流极化曲线扫描，扫描范围-50mV~IV vs. 0CV，扫描速度10mV/min。结果如图Ia所示， 相应极化参数列于表1。
[0017] 实施例2
[0018] 取化学计量的TPAOH，NaOH，TEOS溶于定量去离子水中，添加 NaOH溶液调节合成液 的pH = 11. 5,合成液不添加含铝物质，合成液中物质的量比为：TE0S:TPA0H:H20:Na0H = 1:0. 16:89. 3:0. 64。继续搅拌4小时，合成液记为MFI-Al。将清洗后的铝合金片在该合成液 中进行防腐测试，工作电极为清洗的Al片，对电极为Pt片，参比电极为饱和甘汞电极。在测 试腐蚀前，铝合金在合成液中浸渍30min，然后进行直流极化曲线扫描，扫描范围-50mV~ IVvs. 0CV，扫描速度10mV/min。结果如图Ib所示，相应极化参数列于表1。
[0019] 实施例3
[0020] 取化学计量的NaOH，TEOS溶于定量去离子水中，合成液不添加 TPAOH有机模板 剂，然后加入化学计量的Al粉，添加 NaOH溶液调节合成液的pH = 11. 5,合成液中物质的量 比为：TE0S:H20:Na0H:Al = 1:89. 3:0. 64:0. 0018。继续搅拌4小时，合成液记为MFI-TPA0H。 将清洗后的铝合金片在该合成液中进行防腐测试，工作电极为清洗的Al片，对电极为Pt 片，参比电极为饱和甘汞电极。在测试腐蚀前，铝合金在合成液中浸渍30min，然后进行直流 极化曲线扫描，扫描范围-50mV~IV vs. OCV，扫描速度10mV/min。结果如图Ic所示，相应 极化参数列于表1。实施例4
[0021] 取化学计量的NaOH，TEOS溶于定量去离子水中，并加入最高化学计量的TPAOH，在 室温下搅拌30min，然后加入化学计量的Al粉，添加 NaOH溶液调节合成液的pH = 11. 5,合 成液中物质的量比为：TE0S:TPA0H:H20:Na0H:Al = 1:2:89. 3:0. 64:0. 0018。继续搅拌 4 小 时，合成液记为MFI+TPA0H(最高计量）。将清洗后的铝合金片在该合成液中进行防腐测试， 工作电极为清洗的Al片，对电极为Pt片，参比电极为饱和甘汞电极。在测试腐蚀前，铝合 金在合成液中浸渍30min，然后进行直流极化曲线扫描，扫描范围-50mV~IV vs. 0CV，扫描 速度10mV/min。结果如图Id所示，相应极化参数列于表1。
[0022] 实施例5
[0023] 取化学计量的TPAOH，NaOH溶于定量去离子水中，合成液中不含有硅源物质，然后 加入化学计量的Al粉，添加 NaOH溶液调节合成液的pH = 11. 5,合成液中物质的量比为： TPA0H:H20:Na0H:Al = 0· 16:89. 3:0. 64:0. 0018。继续搅拌 4 小时，合成液记为 MFI-TE0S。 将清洗后的铝合金片在该合成液中进行防腐测试，工作电极为清洗的Al片，对电极为Pt 片，参比电极为饱和甘汞电极。在测试腐蚀前，铝合金在合成液中浸渍30min，然后进行直流 极化