本发明涉及金属表面防腐处理，特别涉及一种金属管及其制备方法。
背景技术：
随着经济的发展和社会的进步，人们对生存环境的要求越来越高。植物绿化已成为衡量一个国家、地区或城市文明与发展的一个重要指标，在美化环境、固土护坡、净化空气等方面已成为人类的共识，在生态建设和保护方面将扮演着越来越重要的角色，绿化业的迅猛发展，意味着对草坪、灌木等植物裁剪、修边的机械工具的大量需求。
作为常用的植物修饰用器械，现有技术中的灌木修边机一般包括剪切部、支撑轴、驱动轮和汽油机，支撑轴一般采用金属管制作。而在剪切过程中，支撑轴起到支撑剪切部使其完成切割植物操作的作用。灌木修边机的使用场合一般是在灌木丛中，或者是在户外的植物园、美化观展区域等，当烈日暴晒的环境下，工人进行修剪植物时，手心里会大量的出汗，握持在金属管上，需要金属管具有优异的防腐、防锈性能，同时还要兼具较高的强度、耐磨性等。
目前，使用较广泛的防锈方法就是在金属管表面涂覆油漆或者涂刷不容易生锈的防锈剂使金属制品与周围腐蚀介质隔离，申请公布号为CN102993971A的中国专利公开了一种金属防腐防锈剂，向水性防腐树脂内添加钼酸钠、磷酸氢二铵、硼酸盐、丁醚、消泡剂等，制备的防锈剂适用于金属防腐防锈，延长了金属制品的使用寿命。
但是，上述防锈剂是水性混合体系，采用涂刷方式将其涂覆在金属管表面，应用在灌木修边机上时，经受户外高温天气的暴晒，涂覆有上述防锈剂的金属管，所含有的丁醚类物质会释放出乙醚等蒸气，产生较大的气味，乙醚中含有的过氧化物还容易引起爆炸，存在较大的安全隐患。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适用于户外暴晒天气、具有安全、环保特性的金属管。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种金属管，包括管体，所述管体表面喷涂有防腐层，所述防腐层包括按照重量份，聚醚醚酮树脂20～30份、热固性酚醛树脂10～15份、甲基苯基硅树脂10～15份、PTFE蜡粉10～20份、纳米石墨5～10份、笼型倍半硅氧烷5～10份、硅烷偶联剂1～3份、消泡剂1～2份、固化剂0.5～1份。
通过采用上述技术方案，聚醚醚酮(PEEK)是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物，属于半结晶性、热塑性塑料，机械特性方面，PEEK是韧性和刚性兼备的塑料，特别是它对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中较出众的，可与合金相媲美；自润滑性方面，PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性，特别是与碳纤、石墨混合时PEEK的自润滑性更佳；PEEK具有优异的耐腐蚀性，能溶解或者破坏它的只有浓硫酸，它的耐腐蚀性与镍钢相近；热固性酚醛树脂以涂料、玻璃钢、胶泥的形式作为防腐材料在防腐蚀领域中有重要应用，具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低，该树脂尺寸稳定、耐候性强、耐酸性强，在建筑业中多有应用；甲基苯基硅树脂是以硅-氧-硅为主链，硅原子上联接有机基的交联型的半无机高聚物，具有突出的耐候性，可用作耐热、耐候的防腐涂料、金属保护涂料、建筑工程防水防潮涂料，而且有助于提高与基体金属的粘结性；PTFE蜡粉为白色粉末，颗粒较细，其分子量仅为PTFE树脂的百分之一，具有结晶度高、分散性好、易于与其他组分混合，能够均匀分布在上述树脂基体内具有良好的分散性能，可获得出众的耐磨、抗划伤性能、耐磨性与耐腐蚀性；纳米石墨结构中的碳原子层大多以六方晶系排列，层与层之间容易发生滑移，自润滑性很好，纳米石墨的纯度高，粒度小且均匀，表面活性高，可以充分地应用在涂料、树脂中，提高树脂的强度，改善树脂的力学性能，而且纳米石墨具有突出的耐高温性、耐候性以及耐润滑和耐腐蚀性能，被广泛应用在润滑油、防腐涂料、橡胶及玻璃钢领域中；笼型倍半硅氧烷(POSS)是由硅氧多元环形成的立方多面体组成，以Si-O键为无机框架，在硅上带有烃基或者极性官能团，能够通过接枝、共聚或者共混引入到聚合物中，提高聚合物的表面硬度、力学性能、抗氧化性、耐热性、阻燃性和加工流动性，POSS是中空的刚性的笼子，密度低而质量轻，气体渗透性好，尤其是对称的笼型，介电性、光学性、抗辐射性以及热稳定性均较好，POSS以分子级分散于聚合物中，不会产生相分离，应用于户外高温照射，明显增加共混物的耐候性；以聚醚醚酮树脂、热固性酚醛树脂、甲基苯基硅树脂的共混体作为基体，以保证基体具有较好的防腐性与耐候性，继续添加PTFE蜡粉、纳米石墨、笼型倍半硅氧烷，纳米石墨与笼型倍半硅氧烷共同作用使制备的金属管具有优异的防腐、防锈以及较好的耐候性，同时，各组分原料均是安全、环保无毒的原料，在户外暴晒天气下不会产生有毒、有害气体，保证了操作工人的身体健康，符合现代城市建设发展的环保理念。
本发明进一步设置为：所述聚醚醚酮树脂的相对分子质量为1000～1500。
通过采用上述技术方案，上述范围相对分子质量的聚醚醚酮树脂交联适中，具有较好地与其他基体树脂的相容性，在与热固性酚醛树脂、聚甲基苯基硅树脂相互混合时，形成均一稳定的混合基体树脂。
本发明进一步设置为：所述热固性酚醛树脂的粘度为180～190mpa·s。
通过采用上述技术方案，上述粘度范围的热固性酚醛树脂粘稠度适中，粘度过大则流动性差，不易与其他树脂均匀混合，粘度过小则树脂较稀，需要填充较多的填料以制备具有优异性能的金属管，造成原材料的浪费，所以粘度为180～190mpa·s的热固性酚醛树脂能够与其他基体树脂以及填料较好地相容，以制备具有优异综合性能的金属管。
本发明进一步设置为：所述甲基苯基硅树脂中苯基的重量百分比为21.6～25.1％。
通过采用上述技术方案，苯基的重量百分比越高，由于空间位阻效应，对自由基的抑制作用越强，提高该混合基体的稳定性，使该混合基体的耐腐蚀性和耐候性均有提高。
本发明进一步设置为：所述笼型倍半硅氧烷包含多面体的硅-氧纳米结构骨架，直径为1.5～2mm，分子量为800～1000。
通过采用上述技术方案，限定笼型倍半硅氧烷为硅-氧纳米结构骨架，直径为1.5～2mm，分子量为800～1000，具有上述参数的笼型倍半硅氧烷具有较好的介电性和光学性能，耐热性、抗辐射性，POSS分子联结到有机聚合物分子上，在温度升高到通常聚合物开始融化的温度时，POSS仍能保持不变，当高温使其表面的有机分子氧化时，对氧稳定的POSS链仍保持不变，它们固定住氧化的有机碳黑形成一层耐高温、耐光老化层提供结构支撑，使共混物具有优异的耐户外高温照射的性能。
本发明进一步设置为：还包括按照重量份，5～10份防腐添加剂，所述防腐添加剂包括如下式I化合物：
通过采用上述技术方案，式I化合物中含有-N与-NH呈对位的特殊结构，在金属管的表面，一个金属原子取代一个-NH中的氢原子，金属原子以共价键连接在-N上，并且对位有-N，使该金属原子嫁接在稳定的化合物上且不溶解，具有良好的抗蚀保护作用。
本发明进一步设置为：所述式I化合物是由蟹虾的甲壳中提取得到。
通过采用上述技术方案，蟹虾的甲壳中含有碳酸钙，除碳酸钙外，还具有甲壳质，甲壳质系由N-乙酰氨基葡萄糖所成的多糖，不溶于稀的酸、碱，若与酸共煮则水解而生成乙酸与D-葡萄糖胺，从甲壳质中提取得到式I化合物。
本发明还公开了一种金属管的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量份，聚醚醚酮树脂20～30份、热固性酚醛树脂10～15份、甲基苯基硅树脂10～15份、PTFE蜡粉10～20份、纳米石墨5～10份、笼型倍半硅氧烷5～10份、防腐添加剂3～8份、硅烷偶联剂1～3份、消泡剂1～2份、固化剂0.5～1份进行配料；
(2)将开炼机升温至40～45℃，放入聚醚醚酮树脂、热固性酚醛树脂、甲基苯基硅树脂、纳米石墨以及硅烷偶联剂，待其均匀混合；
(3)继续升高开炼机的温度至110～120℃，然后加入PTFE蜡粉、防腐添加剂、笼型倍半硅氧烷、消泡剂以及固化剂，待其均匀混合；
(4)待冷却至室温，将共混体放入高速搅拌机中粉碎至粉末状。
通过采用上述技术方案，先将开炼机升温至40～45℃，有利于基体内三种树脂的混合，形成均一、稳定的混合树脂基体；然后将开炼机升至较高的温度，使PTFE蜡粉、防腐添加剂等填料与混合基体的相容性更佳，笼型倍半硅氧烷经过高温过程，其表面吸附的杂质会挥发，使笼型倍半硅氧烷更加纯净，使制备的金属管的防腐性与耐候性更佳。
本发明进一步设置为：所述纳米石墨经四氢呋喃溶液浸泡并进行真空干燥。
通过采用上述技术方案，纳米石墨是二层纳米片状结构，对水、氧气和离子有很好的稳定性和阻隔性，能够起到较好的物理屏蔽作用，改善该混合物的耐腐蚀性能，将其预先使用四氢呋喃溶液浸泡，能够在纳米石墨表面形成均匀致密氧化物，从而进一步提高纳米石墨添加到混合基体后的防腐性能。
本发明进一步设置为：所述PTFE蜡粉预先放置在200℃的烘箱中进行高温预处理。
通过采用上述技术方案，PTFE蜡粉的熔点为390℃以上，现将其置于200℃的烘箱中进行高温预处理，使其经受更好的熔融、软化，有利于PTFE蜡粉与混合基体更好地相容性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过采用聚醚醚酮树脂、热固性酚醛树脂、聚甲基苯基硅树脂进行混合形成混合树脂，以保证以混合树脂充当的基体具备防腐、防锈性，向基体内添加纳米石墨、PTFE蜡粉有利于提高共混物的防腐、防锈性；添加笼型倍半硅氧烷有助于提高共混物抵抗阳光暴晒的能力，从而制备出具有优异的强度、防腐性与耐候性的金属管，且各组分均是安全、环保原料，不会放出有毒有害气体；
2、添加了从蟹虾的甲壳中提取出的式I化合物，金属原子取代式I化合物上-NH中的氢原子，并以共价键连接在式I化合物上，形成稳定的化合物，进一步延缓金属的腐蚀；
3、纳米石墨经过四氢呋喃溶液进行浸泡，使其表面形成均匀致密的氧化膜，有利于提高其防腐性能；PTFE蜡粉的熔点较高，将其进行200℃的高温预处理使其软化，有助于其与其他组分的均匀混合，从而使其更好地发挥防腐性、耐候性；
4、制得的金属管为粉末状，采用静电喷涂方式使附着在金属制品表面的金属管的附着力更强，增强了该金属管在使用过程中的稳定性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
聚醚醚酮树脂、热固性酚醛树脂、甲基苯基硅树脂购自上海树脂厂；PTFE蜡粉购自浙江嘉善申嘉科技有限公司，粒度为20～30μm；纳米石墨购自青岛华泰润滑科技有限公司；笼型倍半硅氧烷购自武汉大学；羟基硅油购自济南国邦化工；过氧化二异丙苯购自沈阳国药有限公司；螃蟹选自固城湖大闸蟹。
选用东莞市正工机电设备科技公司ZG-76型开炼机；选用巩义市予华仪器有限公司DHG-9240A型电热鼓风干燥箱；选用金马涂装(上海)有限公司OptiFlex2-L型静电喷涂设备；选用北京中兴伟业仪器有限公司FW-400A的高速粉碎机。
式I化合物的提取：
①将试验用螃蟹的甲壳洗净后先晾干再充分烘干，最后用粉碎机粉碎；
②准确称取粉碎后的蟹虾的甲壳30g置于500ml烧杯中，加入100ml的乙二醇溶液，在80℃水浴中浸泡并提取三次，每次浸泡时间为4h，将三次提取液合并、过滤并浓缩后得到甲壳质提取物；
③将20g甲壳质提取物用50ml苯甲酸溶解，待其溶解后与甲壳质提取物的2倍重量的200目的硅胶混合后干法装柱，然后利用体积比为6∶1的2，4-己二烯与乙酸乙酯溶液进行洗脱，得到第一洗脱液；
④将第一洗脱液用硅胶层析柱继续分离，利用体积比为3∶1的2，4-己二烯与乙酸乙酯溶液进行洗脱得到第二洗脱液，将第二洗脱液脱除溶剂干燥后即得式I化合物，化学式为：
I。
下述列出式I化合物的核磁共振氢谱的主要结构特征峰：
1H NMR(500MHz，CDCl3，ppm)67.88(s，105H)，7.82(s，156H)，7.67(s，49H)，7.61(s，4H)，7.43(s，54H)，6.81(d，J＝11.7Hz，29H)，6.71(d，J＝59.6Hz，214H)，6.03(s，105H)，5.93(s，106H)，5.75(s，105H)，5.34(s，108H)，4.63(s，206H)，4.49(s，108H)，4.22(s，103H)，2.09(s，103H)，1.39(s，103H).
实施例一：
(1)按照重量份，聚醚醚酮树脂20份、热固性酚醛树脂10份、甲基苯基硅树脂10份、PTFE蜡粉10份、纳米石墨5份、笼型倍半硅氧烷5份、防腐添加剂3～8份、硅烷偶联剂1份、羟基硅油1份、过氧化二异丙苯0.5份进行配料；
(2)将5份纳米石墨在30mL的四氢呋喃溶液浸泡30min，并在80℃下进行真空干燥处理4h；将10份PTFE蜡粉预先在200℃的烘箱内进行高温预处理；
(3)调节开炼机上两辊之间距离为2mm，将开炼机升温至45℃，放入20份聚醚醚酮树脂、10份热固性酚醛树脂、10份甲基苯基硅树脂、5份纳米石墨以及1份硅烷偶联剂，待其均匀混合；
(4)继续升高开炼机的温度至120℃，然后加入10份PTFE蜡粉、3份防腐添加剂、5份笼型倍半硅氧烷、1份羟基硅油以及0.5份过氧化二异丙苯，待其均匀混合；
(5)待冷却至室温，将共混体放入高速搅拌机中搅拌，搅拌速度为200r/min，粉碎至粉末状；
(6)利用静电喷涂机，称取30份粉末喷涂在金属板的表面，规格为4cm*4cm*3cm，喷涂厚度为100μm。
实施例二：
(1)按照重量份，聚醚醚酮树脂22份、热固性酚醛树脂12份、甲基苯基硅树脂12份、PTFE蜡粉12份、纳米石墨5份、笼型倍半硅氧烷7份、硅烷偶联剂1.5份、羟基硅油1.5份、过氧化二异丙苯0.7份进行配料；
(2)将5份纳米石墨在30mL的四氢呋喃溶液浸泡30min，并在80℃下进行真空干燥处理4h；将12份PTFE蜡粉预先在200℃的烘箱内进行高温预处理；
(3)调节开炼机上两辊之间距离为2mm，将开炼机升温至45℃，放入22份聚醚醚酮树脂、12份热固性酚醛树脂、12份甲基苯基硅树脂、5份纳米石墨以及1.5份硅烷偶联剂，待其均匀混合；
(4)继续升高开炼机的温度至120℃，然后加入12份PTFE蜡粉、4份防腐添加剂、7份笼型倍半硅氧烷、1.5份羟基硅油以及0.7份过氧化二异丙苯，待其均匀混合；
(5)待冷却至室温，将共混体放入高速搅拌机中搅拌，搅拌速度为200r/min，粉碎至粉末状；
(6)采用OptiFlex2-L型静电喷涂机，称取30份粉末喷涂在金属板的表面，规格为4cm*4cm*3cm，喷涂厚度为100μm。
实施例三：
(1)按照重量份，聚醚醚酮树脂25份、热固性酚醛树脂14份、甲基苯基硅树脂15份、PTFE蜡粉15份、纳米石墨8份、笼型倍半硅氧烷8份、硅烷偶联剂2份、羟基硅油1.5份、过氧化二异丙苯0.8份进行配料；
(2)将8份纳米石墨在50mL的四氢呋喃溶液浸泡30min，并在80℃下进行真空干燥处理5h；将15份PTFE蜡粉预先在200℃的烘箱内进行高温预处理；
(3)调节开炼机上两辊之间距离为2mm，将开炼机升温至45℃，放入25份聚醚醚酮树脂、14份热固性酚醛树脂、15份甲基苯基硅树脂、8份纳米石墨以及2份硅烷偶联剂，待其均匀混合；
(4)继续升高开炼机的温度至120℃，然后加入15份PTFE蜡粉、5份防腐添加剂、8份笼型倍半硅氧烷、1.5份羟基硅油以及0.8份过氧化二异丙苯，待其均匀混合；
(5)待冷却至室温，将共混体放入高速搅拌机中搅拌，搅拌速度为200r/min，粉碎至粉末状；
(6)采用OptiFlex2-L型静电喷涂机，称取30份粉末喷涂在金属板的表面，规格为4cm*4cm*3cm，喷涂厚度为100μm。
实施例四：
(1)按照重量份，聚醚醚酮树脂28份、热固性酚醛树脂14份、甲基苯基硅树脂13份、PTFE蜡粉17份、纳米石墨7份、笼型倍半硅氧烷7份、硅烷偶联剂2.5份、羟基硅油1.8份、过氧化二异丙苯0.7份进行配料；
(2)将7份纳米石墨在50mL的四氢呋喃溶液浸泡，并在80℃下进行真空干燥处理4h；将17份PTFE蜡粉预先在200℃的烘箱内进行高温预处理；
(3)调节开炼机上两辊之间距离为2mm，将开炼机升温至45℃，放入28份聚醚醚酮树脂、14份热固性酚醛树脂、13份甲基苯基硅树脂、7份纳米石墨以及2.5份硅烷偶联剂，待其均匀混合；
(4)继续升高开炼机的温度至120℃，然后加入17份PTFE蜡粉、7份防腐添加剂、7份笼型倍半硅氧烷、1.8份羟基硅油以及0.7份过氧化二异丙苯，待其均匀混合；
(5)待冷却至室温，将共混体放入高速搅拌机中搅拌，搅拌速度为200r/min，粉碎至粉末状；
(6)采用OptiFlex2-L型静电喷涂机，称取30份粉末喷涂在金属板的表面，规格为4cm*4cm*3cm，喷涂厚度为100μm。
实施例五：
(1)按照重量份，聚醚醚酮树脂30份、热固性酚醛树脂15份、甲基苯基硅树脂15份、PTFE蜡粉20份、纳米石墨10份、笼型倍半硅氧烷10份、硅烷偶联剂3份、羟基硅油2份、过氧化二异丙苯1份进行配料；
(2)将10份纳米石墨在50mL的四氢呋喃溶液浸泡30min，并在80℃下进行真空干燥处理4h；将20份PTFE蜡粉预先在200℃的烘箱内进行高温预处理；
(3)调节开炼机上两辊之间距离为2mm，将开炼机升温至45℃，放入30份聚醚醚酮树脂、15份热固性酚醛树脂、15份甲基苯基硅树脂、10份纳米石墨以及3份硅烷偶联剂，待其均匀混合；
(4)继续升高开炼机的温度至120℃，然后加入20份PTFE蜡粉、8份防腐添加剂、10份笼型倍半硅氧烷、2份羟基硅油以及1份过氧化二异丙苯，待其均匀混合；
(5)待冷却至室温，将共混体放入高速搅拌机中搅拌，搅拌速度为200r/min，粉碎至粉末状；
(6)采用OptiFlex2-L型静电喷涂机，称取30份粉末喷涂在金属板的表面，规格为4cm*4cm*3cm，喷涂厚度为100μm。
对比例一：与实施例三相比，将笼型倍半硅氧烷替换为二氧化硅。
对比例二：与实施例三相比，纳米石墨未经四氢呋喃溶液浸泡。
对比例三：与实施例三相比，未添加防腐添加剂。
对比例四：未喷涂有本发明所制备的粉末的金属板样品。
检测手段：
对金属板的表面进行检测：
(1)抗锈性：将喷涂有本发明所制备的粉末的金属板放置于25℃，盛装有大量的水能将金属板浸没的水槽内，放置时间为1d、3d、7d、14d、21d、30d分别观察表面锈迹的产生情况，记录表面产生锈迹情况；若表面无变化，则为“无”。
(2)耐盐水性：按照GB/T 1734-1988规定进行，将喷涂有本发明所制备的粉末的金属板浸于GB/T6682规定的介质中，若未出现起泡、掉粉、无明显失光、变色等病态现象，可评定“无异常”。
(3)抗阳光暴晒性：选择35℃且晴的天气，分别将实施例、对比例的试样放置在阳光下进行照射，时间为9:00～15:00，每例取3个样品作平均试验，观察样品表面情况。
(4)抗冲击强度：按照GB/T1732-93《漆膜耐冲击测定法》，以一定质量的重锤落于实施例以及对比例的金属板上，使漆膜经受伸长变形而不引起破坏的最大高度表示该漆膜的耐冲击性，通常以厘米(cm)表示。
抗锈性的检测结果如下表所示：
通过上表可知，本实施例涉及的样品在潮湿环境下放置30天金属板表面不会产生铁锈，具有优异的防锈效果，而参照对比例一可知笼型倍半硅氧烷具有较优异的抗绣性能，参照对比例三可知，防腐添加剂同样具有较优异的防锈性能。
耐盐水性、抗阳光暴晒性以及抗冲击强度的检测结果如下表所示：
通过上表可知，本实施例涉及的金属制品具有优异的耐盐水性，其表面均未出现起泡、粉末掉落、失光以及变色现象；在阳光暴晒下，本实施例样品没有明显变化，而缺少笼型倍半硅氧烷的对比例表面温度升高，不耐正午阳光照射，表面掉漆现象明显而且抗冲击强度也会明显下降。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。