一种疏水复合材料的制作方法

本发明涉及钢铁
技术领域：
，具体地，涉及一种疏水复合材料。
背景技术：
：cn201510552308.1公开了一种疏水防腐达克罗涂料及其制备方法，属于金属防腐
技术领域：
。它是由表面改性鳞片状锌和铝粉、有机溶剂、成膜助剂、疏水纳米溶胶和疏水纳米粉末组成；在总重量为100％中，锌粉占18～23％，铝粉占2～4.5％，疏水纳米溶胶占34～42％、疏水纳米粉末占0.8～3.5％，成膜助剂占0.4～0.9％，溶剂占33～40％。本发明通过疏水纳米溶胶和纳米粉体，使达克罗涂层表面呈现疏水性，提高反腐性能。其技术方案是将有机硅改性后的锌铝粉分散到有机溶剂中，加入疏水纳米溶胶和成膜助剂，即得到疏水防腐无铬达克罗涂料。但是疏水性还不理想。技术实现要素：针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种疏水复合材料，该疏水复合材料制备的疏水复合涂层的水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力。本发明的另一目的是提供一种疏水复合材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明同时提供一种强附着力涂层材料在金属材料上的应用，该涂层材料可涂覆于多种金属材料上，所得到的金属材料适用于石油化工、汽车、船舶、工程机械、电力行业等领域。为了实现上述目的，本发明提供了一种疏水复合材料，以质量百分数计，所述疏水复合材料含有：铝粉12％～18％、稀土改性合金粉体一5％～9％、稀土改性合金粉体二0.6％～1.2％、铬酸盐2％～6％、钼酸盐2％～6％、环己醇18％～22％、十二烷基苯磺酸钙2％～5％、苯乙基聚氧乙烯醚2％～4％、稀土改性无机材料粉体4％～8％，余量为水；其中，稀土改性合金粉体一为锌粉、钕粉、钇粉和铜粉的混合物；稀土改性合金粉体二为硅粉、铒粉、钇粉和铝粉的混合物。本发明还提供一种疏水复合涂层的制备方法，所述制备方法包括：将清洁后的金属材料浸入疏水复合材料中10～20min后取出，静止1～2小时，于70～120℃保温20～35min，然后在高温250～350℃保温40～55min，得到疏水复合涂层的步骤；其中，所述疏水复合材料含有：铝粉12％～18％、稀土改性合金粉体一5％～9％、稀土改性合金粉体二0.6％～1.2％、铬酸盐2％～6％、钼酸盐2％～6％、环己醇18％～22％、十二烷基苯磺酸钙2％～5％、苯乙基聚氧乙烯醚2％～4％、稀土改性无机材料粉体4％～8％，余量为水；其中，稀土改性合金粉体一为锌粉、钕粉、钇粉和铜粉的混合物；稀土改性合金粉体二为硅粉、铒粉、钇粉和铝粉的混合物。不仅如此，本发明还提供一种前文所述的疏水复合材料的制备方法，所述制备方法包括：按配比称取以下原料混合均匀：以质量百分数计，铝粉12％～18％、稀土改性合金粉体一5％～9％、稀土改性合金粉体二0.6％～1.2％、铬酸盐2％～6％、钼酸盐2％～6％、环己醇18％～22％、十二烷基苯磺酸钙2％～5％、苯乙基聚氧乙烯醚2％～4％、稀土改性无机材料粉体4％～8％，余量为水；其中，稀土改性合金粉体一为锌粉、钕粉、钇粉和铜粉的混合物；稀土改性合金粉体二为硅粉、铒粉、钇粉和铝粉的混合物。通过上述技术方案，本发明的疏水复合材料制备的疏水复合涂层的水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力。且该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明同时提供一种强附着力涂层材料在金属材料上的应用，该涂层材料可涂覆于多种金属材料上，所得到的金属材料适用于石油化工、汽车、船舶、工程机械、电力行业等领域。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是实施例1中疏水复合材料得到的复合涂层的组织图。具体实施方式以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供了一种疏水复合材料，以质量百分数计，所述疏水复合材料含有：铝粉12％～18％、稀土改性合金粉体一5％～9％、稀土改性合金粉体二0.6％～1.2％、铬酸盐2％～6％、钼酸盐2％～6％、环己醇18％～22％、十二烷基苯磺酸钙2％～5％、苯乙基聚氧乙烯醚2％～4％、稀土改性无机材料粉体4％～8％，余量为水；其中，稀土改性合金粉体一为锌粉、钕粉、钇粉和铜粉的混合物；稀土改性合金粉体二为硅粉、铒粉、钇粉和铝粉的混合物。通过上述技术方案，本发明的疏水复合材料制备的疏水复合涂层的水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力。且该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明同时提供一种强附着力涂层材料在金属材料上的应用，该涂层材料可涂覆于多种金属材料上，所得到的金属材料适用于石油化工、汽车、船舶、工程机械、电力行业等领域。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体一中各组分的含量可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体一中各组分的重量百分含量为：锌粉36％～39％、钕粉0.04％～0.08％、钇粉0.03％～0.06％，余量为铜粉。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体二中各组分的含量可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体二中各成分的重量百分含量为：硅粉10％～13％、铒粉0.05％～0.09％、钇粉0.03％～0.06％，余量为铝粉。在上述技术方案中，稀土改性无机材料粉体可以上是陶瓷粉，也可是改性的陶瓷粉，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性无机材料粉体中各组分的重量百分含量为：稀土改性无机材料粉体中各组分的重量百分含量为：al2o323％～28％，cao0.3％～0.8％，zno0.3％～0.5％，bao3％～5％，mno5％～9％，yb2o33％～6％，fe2o30.5％～0.9％，tio21％～3％，er2o30.03％～0.08％，k2o0.4％～0.9％，b2o30.3～0.5％，余量为sio2。在上述技术方案中，锌粉的粒径可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，铝粉的平均粒径为6～10微米。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体一的粒径可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体一的平均粒度均为6～10微米。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体二的粒径可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体二的平均粒度均为10～16微米。在上述技术方案中，稀土改性无机材料粉体的平均粒度可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性无机材料粉体的平均粒度均为10～16微米。本发明还提供一种疏水复合涂层的制备方法，所述制备方法包括：将清洁后的金属材料浸入疏水复合材料中10～20min后取出，静止1～2小时，于70～120℃保温20～35min，然后在高温250～350℃保温40～55min，得到疏水复合涂层的步骤；其中，所述疏水复合材料含有：铝粉12％～18％、稀土改性合金粉体一5％～9％、稀土改性合金粉体二0.6％～1.2％、铬酸盐2％～6％、钼酸盐2％～6％、环己醇18％～22％、十二烷基苯磺酸钙2％～5％、苯乙基聚氧乙烯醚2％～4％、稀土改性无机材料粉体4％～8％，余量为水；其中，稀土改性合金粉体一为锌粉、钕粉、钇粉和铜粉的混合物；稀土改性合金粉体二为硅粉、铒粉、钇粉和铝粉的混合物。通过上述技术方案，本发明的疏水复合材料制备的疏水复合涂层的水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力。且该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明同时提供一种强附着力涂层材料在金属材料上的应用，该涂层材料可涂覆于多种金属材料上，所得到的金属材料适用于石油化工、汽车、船舶、工程机械、电力行业等领域。其中，对于金属材料的清洁方法，可在较宽范围内选择，只要能使金属表面干净无污染即可。在本发明一种优选的实施方式中，为了提供金属材料的清洁效率，得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的复合涂层，在本发明一种优选的实施方式中，金属材料的清洁方法包括：取打磨除锈后的金属材料，用砂纸抛光，再用丙酮清洗，吹干；然后将金属材料置于130～150℃条件保温20～40min后空冷。在上述技术方案中，在本发明一种更加优选的实施方式中，复合涂层的厚度为8～11μm。不仅如此，本发明还提供一种前文所述的疏水复合材料的制备方法，所述制备方法包括：按配比称取以下原料混合均匀：以质量百分数计，铝粉12％～18％、稀土改性合金粉体一5％～9％、稀土改性合金粉体二0.6％～1.2％、铬酸盐2％～6％、钼酸盐2％～6％、环己醇18％～22％、十二烷基苯磺酸钙2％～5％、苯乙基聚氧乙烯醚2％～4％、稀土改性无机材料粉体4％～8％，余量为水；其中，稀土改性合金粉体一为锌粉、钕粉、钇粉和铜粉的混合物；稀土改性合金粉体二为硅粉、铒粉、钇粉和铝粉的混合物。通过上述技术方案，本发明的疏水复合材料制备的疏水复合涂层的水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力。且该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明同时提供一种强附着力涂层材料在金属材料上的应用，该涂层材料可涂覆于多种金属材料上，所得到的金属材料适用于石油化工、汽车、船舶、工程机械、电力行业等领域。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体一中各组分的含量可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体一中各组分的重量百分含量为：锌粉36％～39％、钕粉0.04％～0.08％、钇粉0.03％～0.06％，余量为铜粉。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体二中各组分的含量可在较宽范围内进行调整，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体二中各成分的重量百分含量为：硅粉10％～13％、铒粉0.05％～0.09％、钇粉0.03％～0.06％，余量为铝粉。在上述技术方案中，稀土改性无机材料粉体可以上是陶瓷粉，也可是改性的陶瓷粉，为了得到水滴接触角较大，具有较好的疏水性和耐蚀能力的疏水复合材料，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性无机材料粉体中各组分的重量百分含量为：al2o323％～28％，cao0.3％～0.8％，zno0.3％～0.5％，bao3％～5％，mno5％～9％，yb2o33％～6％，fe2o30.5％～0.9％，tio21％～3％，er2o30.03％～0.08％，k2o0.4％～0.9％，b2o30.3～0.5％，余量为sio2。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体一可通过多种途径得到，为了得到粒度范围理想的稀土改性合金粉体一，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体一通过以下方法制备得到：按照质量配比称取锌粉、钕粉、钇粉和铜粉，于1230～1270℃进行熔炼，得到合金液体；将合金液体注入位于雾化喷嘴之上的中间包内，合金液由中间包底部漏眼流出，通过喷嘴时与高速气流相遇被雾化为细小液滴，雾化液滴在封闭的雾化筒内快速凝固成合金粉末。其中，在本发明一种更加优选的实施方式中，为了提高制备效率，优选地，雾化气体压力为5～8mpa；合金液流量为2～4kg/min；合金液体注入温度为1200～1230℃；雾化角为31～33度。在上述技术方案中，只要按照规定的原料配比，再结合上述的制备工艺和工艺参数范围即可得到符合要求的稀土改性合金粉体一。具体的雾化气体压力、合金液流量、合金液体注入温度、雾化角、熔炼温度等参数的改变，仅仅影响制备效率或平均粒径，即便如此，得到的稀土改性合金粉体一的平均粒度也在前文所述的粒度范围内。在上述技术方案中，稀土改性合金粉体二可通过多种途径得到，为了得到粒度范围理想的稀土改性合金粉体二，在本发明一种优选的实施方式中，稀土改性合金粉体二通过以下方法制备得到：按照质量配比称取硅粉、铒粉、钇粉和铝粉，于730～780℃进行熔炼，得到合金液体；将合金液体注入位于雾化喷嘴之上的中间包内，合金液由中间包底部漏眼流出，通过喷嘴时与高速气流相遇被雾化为细小液滴，雾化液滴在封闭的雾化筒内快速凝固成合金粉末。在本发明一种更加优选的实施方式中，雾化气体压力为3～5mpa；合金液流量为2～5kg/min；合金液体注入温度为730～780℃；雾化角为29～31度。在上述技术方案中，只要按照规定的原料配比，再结合上述的制备工艺和工艺参数范围即可得到符合要求的稀土改性合金粉体一。具体的雾化气体压力、合金液流量、合金液体注入温度、雾化角、熔炼温度等参数的改变，仅仅影响制备效率或平均粒径，即便如此，得到的稀土改性合金粉体一的平均粒度也在前文所述的粒度范围内。在上述技术方案中，稀土改性无机材料粉体可通过多种途径得到，为了得到粒度范围理想的稀土改性无机材料粉体，在本发明一种优选的实施方式中，按照质量配比称取al2o3、cao、zno、bao、mno、yb2o3、fe2o3、tio2、er2o3、k2o、b2o3和sio2，将各原料在砂磨机中进行混合和破碎，得到粉料；然后将粉料在120～130℃下烘干，烘干后再过筛，筛网为190～210目，然后放入烧结炉进行烧结，最后将烧结产物在研磨机中粉碎成粉。在本发明一种更加优选的实施方式中，烧结温度为1180～1220℃。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实施例1一种疏水复合材料，该材料中各成分的重量百分比为：铝粉12％、稀土改性合金粉体一5％、稀土改性合金粉体二0.6％、铬酸盐2％、钼酸盐2％、环己醇18％、十二烷基苯磺酸钙2％、苯乙基聚氧乙烯醚2％、稀土改性无机材料粉体4％、其余为水。稀土改性合金粉体一，其成分的重量百分含量为：zn36％，nd0.04％，yb0.03％，铜余量。稀土改性合金粉体二，其成分的重量百分含量为：si10％，er0.05％，yb0.03％，铝余量。稀土改性无机材料粉体：al2o323％，cao0.3％，zno0.3％，bao3％，mno5％，yb2o33％，fe2o30.5％，tio21％，er2o30.03％，k2o0.4％，b2o30.3％，余sio2。实施例2一种疏水复合材料，该材料中各成分的重量百分比为：铝粉14％、稀土改性合金粉体一7％、稀土改性合金粉体二0.9％、铬酸盐4％、钼酸盐4％、环己醇20％、十二烷基苯磺酸钙4％、苯乙基聚氧乙烯醚3％、稀土改性无机材料粉体6％、其余为水。稀土改性合金粉体一，其成分的重量百分含量为：zn38％，nd0.06％，yb0.05％，铜余量。稀土改性合金粉体二，其成分的重量百分含量为：si11％，er0.07％，yb0.05％，铝余量。稀土改性无机材料粉体：al2o325％，cao0.5％，zno0.4％，bao4％，mno7％，yb2o35％，fe2o30.7％，tio22％，er2o30.06％，k2o0.7％，b2o30.4％，余量为sio2。实施例3一种疏水复合材料，该材料中各成分的重量百分比为：铝粉18％、稀土改性合金粉体一9％、稀土改性合金粉体二1.2％、铬酸盐6％、钼酸盐6％、环己醇22％、十二烷基苯磺酸钙5％、苯乙基聚氧乙烯醚4％、稀土改性无机材料粉体8％、其余为水。稀土改性合金粉体一，其成分的重量百分含量为：zn39％，nd0.08％，yb0.06％，铜余量。稀土改性合金粉体二，其成分的重量百分含量为：si13％，er0.09％，yb0.06％，铝余量。稀土改性无机材料粉体：al2o328％，cao0.8％，zno0.5％，bao5％，mno9％，yb2o36％，fe2o30.9％，tio23％，er2o30.08％，k2o0.9％，b2o30.5％，余sio2。实施例4一种疏水复合材料，该材料中各成分的重量百分比为：铝粉11％、稀土改性合金粉体一4％、稀土改性合金粉体二0.4％、铬酸盐16％、钼酸盐1％、环己醇16％、十二烷基苯磺酸钙1％、苯乙基聚氧乙烯醚1％、稀土改性无机材料粉体3％、其余为水。稀土改性合金粉体一，其成分的重量百分含量为：zn34％，nd0.03％，yb0.02％，铜余量。稀土改性合金粉体二，其成分的重量百分含量为：si7％，er0.04％，yb0.02％，铝余量。稀土改性无机材料粉体：al2o321％，cao0.2％，zno0.2％，bao2％，mno4％，yb2o32％，fe2o30.4％，tio20.8％，er2o30.02％，k2o0.3％，b2o30.2％，余sio2。实施例5一种疏水复合材料，该材料中各成分的重量百分比为：铝粉20％、稀土改性合金粉体一10％、稀土改性合金粉体二1.3％、铬酸盐8％、钼酸盐7％、环己醇23％、十二烷基苯磺酸钙6％、苯乙基聚氧乙烯醚6％、稀土改性无机材料粉体9％、其余为水。稀土改性合金粉体一，其成分的重量百分含量为：zn42％，nd0.09％，yb0.07％，铜余量。稀土改性合金粉体二，其成分的重量百分含量为：si15％，er0.11％，yb0.07％，铝余量。稀土改性无机材料粉体：al2o330％，cao0.9％，zno0.7％，bao7％，mno11％，yb2o37％，fe2o31％，tio24％，er2o30.09％，k2o1％，b2o30.7％，余sio2。对比例1按照中国专利申请文件cn201510552308.1中记载的技术方案制备疏水复合材料。应用例取打磨除锈后的钢板，用砂纸抛光，再用丙酮清洗，吹干；然后将金属材料置于145℃条件保温30min后空冷；将清洁后的金属材料分别浸入实施例1～5及对比例1中的疏水复合材料中15min后取出，静止1～2小时，于100℃保温28min，然后在高温300℃保温45min，得到具有干膜厚为8～11μm的复合涂层。对应用实施例1～5及对比例1中得到的复合涂层进行水滴接触角检测。对应用实施例1～5及对比例1中得到的复合涂层进行耐盐雾试验：用溶液中氯化钠的含量为(5±0.1)％，ph值为6.5～7.2，温度(35±2)℃。把涂覆有复合涂层的钢板放入盐雾试验箱中，以产生红锈为标准的试验时间。结果见表1。表1项目水滴接触角大于°耐盐雾时间/h实施例11451050实施例21491150实施例31471100实施例4142950实施例51431000对比例1142.6900图1为应用实施例1中疏水复合材料得到的复合涂层的组织。可以看到组织均匀致密。本发明一种涂层复合材料性能见表1。本发明疏水复合材料，具有良好的耐蚀能力，同时具有良好的稳定性和实用性，可广泛应用于钢材领域等。本发明制备方法较简单，生产成本低，适合于工业化生产。材料中有铝粉、稀土改性合金粉，特别是稀土改性合金粉体一、稀土改性合金粉体二及稀土改性无机材料经过稀土改性，不仅使涂层具有多金属防护能力，保护能力加强，同时也改善了涂层的疏水性。稀土改性无机材料经过稀土改性也改善了材料的疏水性。稀土改性无机材料具有良好的耐磨性，因此保证了涂层的硬度。同时，稀土改性无机材料本身又具有很好的耐蚀性。无机材料经过稀土改性，降低了材料的脆性。材料中加入十二烷基苯磺酸钙、苯乙基聚氧乙烯醚等，提高了材料的结合强度，因此也提高了涂层的耐蚀性。铝粉、稀土改性合金粉及稀土改性无机材料在溶液中均匀分布，改善了涂层的密实性，也延长了涂层的耐盐雾时间。涂料中铝粉、稀土改性黄铜合金粉体、稀土改性铝合金粉及稀土改性无机材料，相互叠加构成涂层，使腐蚀路线则曲折延长，提高了材料耐蚀性。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。当前第1页12