一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层的制作方法

本发明涉及抗腐蚀涂层，具体是一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层。

背景技术：

1、危险固废仓储周转容器在实际使用中需交替装载多类危废，容器内壁先后或同时接触强酸性渗液（ph＜3，含cl-、so42-）与有机溶剂残液（苯系、酮系、醚系），形成区别于单一介质工况的复合腐蚀环境。

2、在上述交替接触工况下，强酸优先攻击涂层中的极性基团（如酯键、氨酯键），通过水解反应在涂层内部开辟亲水性渗透通道；随后接触的有机溶剂沿该通道深度渗入，引发非极性链段溶胀，导致涂层内聚强度与界面附着力同步快速下降。这一“酸损伤开路、溶剂深度渗入”的协同失效过程具有循环累积性与不可逆性，其损伤速率远高于两种介质单独作用之和。

3、针对金属容器内壁防腐，现有发明专利主要沿三条路线：一是纳米粒子改性环氧涂层，通过提高致密性以阻隔单一腐蚀介质；二是微胶囊或中空纤维负载缓蚀剂涂层，实现损伤触发式主动防护；三是氟碳及ptfe涂层，利用低表面能特性抵抗有机溶剂侵蚀。然而，上述方案均以单一腐蚀介质为设计靶点，未考虑强酸与有机溶剂交替接触时产生的协同加速失效机制，因而无法有效解决上述工况下的涂层快速穿透失效问题。

技术实现思路

1、（1）要解决的技术问题

2、本发明的目的在于提供一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，以解决含有机溶剂残液与强酸性渗液的混合危废周转容器在交替接触工况下，强酸预先水解涂层极性基团开辟亲水渗透通道、有机溶剂随后沿该通道深度渗入并加剧溶胀，二者协同加速涂层界面附着力丧失并最终穿透失效的问题。

3、（2）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供了一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，包括以下重量份数的组分：双酚a型环氧树脂50～65份、聚酰胺固化剂40～55份、改性埃洛石纳米管3～8份、改性碳化硅晶须3～8份、活性稀释剂5～10份、防锈颜料3～6份、填料5～10份；

5、所述改性埃洛石纳米管是先用磷酸二氢铵溶液对埃洛石纳米管管壁进行磷酸化改性，再将草酸亚铁原位沉淀负载于磷酸化埃洛石纳米管上；

6、所述改性碳化硅晶须是先将碳化硅晶须用过氧化氢进行表面活化处理，再在表面原位聚合包覆聚(4-乙烯基吡啶)，然后在聚(4-乙烯基吡啶)层上负载苯并三唑。

7、进一步地，所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚；所述防锈颜料为磷酸锌；所述填料为硫酸钡。

8、进一步地，所述双酚a型环氧树脂的环氧当量为180～220g/eq；所述聚酰胺固化剂的胺值为380～500mgkoh/g。

9、进一步地，所述改性埃洛石纳米管的制备方法包括以下步骤：

10、s11.将干燥的埃洛石纳米管加入质量分数10%的磷酸二氢铵溶液中，超声后进行水热反应，反应完成后过滤，用去离子水洗涤，干燥，得到磷酸化埃洛石纳米管；

11、s12.将磷酸化埃洛石纳米管分散于浓度为0.1mol/l的硫酸亚铁溶液中，得到悬浮液a；另将浓度为0.1mol/l的草酸钠溶液进行除氧处理，得到处理后的草酸钠溶液；

12、s13.将悬浮液a进行除氧和真空脱气处理，随后密封并在氮气气氛下搅拌反应，得到悬浮液b；将处理后的草酸钠溶液加入悬浮液b中，继续搅拌反应，然后离心，弃去上清液，取沉降固体用去离子水重新分散，再次离心，将得到的固体干燥，得到改性埃洛石纳米管。

13、进一步地，所述埃洛石纳米管与质量分数10%的磷酸二氢铵溶液的固液比为1g:20ml；所述磷酸化埃洛石纳米管与浓度为0.1mol/l的硫酸亚铁溶液的固液比为1g:10ml。

14、进一步地，所述改性碳化硅晶须的制备方法包括以下步骤：

15、s21.将碳化硅晶须加入质量分数15%的过氧化氢溶液中，搅拌处理；过滤，用去离子水洗涤，干燥，得到表面活化碳化硅晶须；

16、s22.将表面活化碳化硅晶须分散于无水乙醇和去离子水的混合溶剂中，再加入4-乙烯基吡啶单体和偶氮二异丁脒二盐酸盐，在惰性气氛下进行聚合反应；反应完成后过滤，依次用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，得到聚(4-乙烯基吡啶)包覆碳化硅晶须；

17、s23.将聚(4-乙烯基吡啶)包覆碳化硅晶须分散于无水乙醇中，再加入苯并三唑，搅拌反应；反应完成后过滤，用体积分数30%的乙醇溶液洗涤，干燥，得到改性碳化硅晶须。

18、进一步地，所述碳化硅晶须为β-sic晶须，直径0.1～1.0μm，长径比10～30，纯度≥98%；所述碳化硅晶须与4-乙烯基吡啶单体的质量体积比为1g:1.0～2.0ml；所述聚(4-乙烯基吡啶)包覆碳化硅晶须与苯并三唑的质量比为1:0.2～0.5。

19、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

20、1.改性埃洛石纳米管的管状结构填充涂层微孔，曲折化渗透路径，强化物理屏蔽。管壁磷酸化改性增强纳米管与涂层基体的界面结合力，减少界面微裂纹萌生，提升涂层整体内聚强度；原位沉淀负载的草酸亚铁赋予涂层酸响应主动防护能力，在强酸性渗液侵入时响应释放，延缓腐蚀介质的持续渗透，实现物理屏蔽与主动响应防护的双重功效。磷酸化改性与草酸亚铁原位沉淀负载协同作用，相较于将草酸亚铁直接分散于涂层基体，可有效避免功能组分团聚引起的界面缺陷，并使酸响应组分随埃洛石纳米管分布于涂层渗透通道中，提高功能组分的防护利用效率，同时兼具结构增强与酸响应功能的双重作用。

21、2.改性碳化硅晶须作为高模量一维增强相，提升涂层力学性能；表面聚(4-乙烯基吡啶)包覆层改善晶须在涂层基体中的分散均匀性，消除晶须团聚引起的局部缺陷，并赋予体系ph响应释放能力；所负载的苯并三唑在强酸性渗液侵入时可控释放，覆盖金属活性位点形成缓蚀保护膜，阻断腐蚀电化学反应，并阻隔腐蚀介质沿晶须-树脂界面扩散，协同保护界面附着力。

22、3.在“强酸开路、溶剂渗入”的交替腐蚀工况下，改性埃洛石纳米管与改性碳化硅晶须对酸性刺激同步响应，协同构建复合防护体系，封闭有机溶剂深度渗入路径，从根本上抑制涂层溶胀，切断协同加速失效链。

1.一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，其特征在于，包括以下重量份数的组分：双酚a型环氧树脂50～65份、聚酰胺固化剂40～55份、改性埃洛石纳米管3～8份、改性碳化硅晶须3～8份、活性稀释剂5～10份、防锈颜料3～6份、填料5～10份；

2.根据权利要求1所述的一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，其特征在于，所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚；所述防锈颜料为磷酸锌；所述填料为硫酸钡。

3.根据权利要求1所述的一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，其特征在于，所述双酚a型环氧树脂的环氧当量为180～220g/eq；所述聚酰胺固化剂的胺值为380～500mgkoh/g。

4.根据权利要求1所述的一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，其特征在于，所述改性埃洛石纳米管的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，其特征在于，所述埃洛石纳米管与质量分数10%的磷酸二氢铵溶液的固液比为1g:20ml；所述磷酸化埃洛石纳米管与浓度为0.1mol/l的硫酸亚铁溶液的固液比为1g:10ml。

6.根据权利要求1所述的一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，其特征在于，所述改性碳化硅晶须的制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种用于危险固废仓储周转容器壁的抗腐蚀涂层，其特征在于，所述碳化硅晶须为β-sic晶须，直径0.1～1.0μm，长径比10～30，纯度≥98%；所述碳化硅晶须与4-乙烯基吡啶单体的质量体积比为1g:1.0～2.0ml；所述聚(4-乙烯基吡啶)包覆碳化硅晶须与苯并三唑的质量比为1:0.2～0.5。