專利名稱:一種對暴露于汽相中的金屬的防腐保護方法及其所用的防腐涂料的制作方法
本發明屬于金屬防腐。
現在已有的電化學陰極保護方法是以液體或土壤為電解質的。對暴露于汽相中的鋼等金屬結構設施，則無法進行有效的防腐保護。
反映該技術的文件
Ed.，A.Philip，Corrosion and Corrosion Protection Handbook，1983，P.17，P.472。
現在對暴露于大氣等汽相中的金屬結構設施的保護，多采用涂敷絕緣涂料(如油漆、瀝青等)和鍍鋅等措施，但都未能很好地解決問題。近幾年來，我們在開展快離子導體的研究中，注意到快離子導體與金屬接觸時，在其界面形成較穩定的空間電荷層，具有較穩定的化學和電化學界面，在快離子導體與金屬界面區存在空間電場。據此我們首先提出可將這種空間電場用于金屬的防腐保護，并進行了大量的實驗研究。我們用快離子導體制成快離子導體復合防腐涂料，將其涂敷在金屬結構設施上，這樣就能對暴露于各種大氣等汽相腐蝕氣氛中的金屬達到防腐保護的目的。如果再在這種涂層上鋪設適當選擇的陽極，以要保護的金屬結構設施為陰極，選用適合于快離子導體極化系統的陰極極化保護方法和參數，在合適的恒定陰極極化電位下，通以恒定陰極極化電流，則它的防腐保護效果更佳。我們稱這種防腐保護方法為快離子導體空間電場防腐保護方法。
本發明的快離子導體復合防腐涂料是涂敷在石油輸油管道用的16錳鋼等金屬結構設施上，以要保護的金屬結構設施作為陰極，以快離子導體復合防腐涂料作為電解質，陽極材料要根據陰極來選取，它可以是石墨或鋅等。陽極要緊貼在防腐涂層上，最好選用陽極與陰極的面積比為1∶1。選擇包括空間電場在內的合適的恒定保護電位，其值在0～-1.5V之間(相對于氫標電極)，通以0.01μA/cm2～0.1A/cm2的直流電流。為了準確測量和控制電位，可在系統中設置參比電極，它可以是石墨(光譜純石墨更好)。鋼等金屬對參比電極的自然電位(相對于氫標電極)在0.95～-0.90V之間。這樣就構成了以快離子導體復合防腐涂料為電解質的空間電場防腐保護方法。
本發明一種對暴露于汽相中的金屬的防腐保護方法中所用的電解質為快離子導體復合防腐涂料。它是由快離子導體Naβ″-Al2O3和水玻璃防水膠所組成的，其中快離子導體Naβ″-Al2O3占70-10W/O，水玻璃防水膠占30-90W/O。水玻璃防水膠是按下述比例自己配制的水泥11.0W/O，石棉2.3W/O，氧化鉛1.3W/O，松香0.7W/O，水玻璃84.7W/O。為了降低成本，Naβ″-Al2O3是用工業純原料自己配制的，具體做法是用工業純原料Na2CO3、Li2CO3、α-Al2O3或η-Al2O3，按0.3～0.95Li2O·Na2O·5Al2O3的分子式一次配料，混合研磨，然后放入容器內，用適當工具壓緊后在1500℃下進行2～2.5小時的固態反應，這樣就制備了快離子導體Naβ″-Al2O3。
將制備好的Naβ″-Al2O3與水玻璃防水膠按照70～10W/O和30～90W/O的比例稱料。
按上述比例，先稱Naβ″-Al2O3料，研磨后過40～200目篩，再把按比例稱好的水玻璃防水膠逐漸加入，混合攪拌均勻即制成了快離子導體復合防腐涂料。
用合適的工具，把本發明的快離子導體復合防腐涂料涂敷在要保護的鋼等金屬結構設施上，涂層厚度為0.2～0.5mm。涂敷后需在空氣中涼干1～2天，即成為快離子導體復合防腐涂料保護層。
本發明的快離子導體復合防腐涂料涂在被保護金屬件上，形成牢固的涂層，粘結性能好，化學和電化學穩定性也好。它能對暴露于汽相腐蝕氣氛中的鋼等金屬部件進行有效的保護，例如對石油輸油管道用的16錳鋼的腐蝕速率可降低到0.025～0.07mm/年。在最佳保護電位下，腐蝕速率可降低到0.0002mm/年。本發明的快離子導體復合防腐涂料價格便宜，涂敷方法簡便易行，適于大面積金屬結構設施(如輸油管道)的防腐保護，而且保護方法簡單。
按28W/O稱量Naβ″-Al2O3，經過研磨后過200目篩，然后加入72W/O水玻璃防水膠(配比為水泥11.0W/O，石棉2.3W/O，氧化鉛1.3W/O，松香0.7W/O，水玻璃84.7W/O)，攪拌均勻即制成快離子導體復合防腐涂料。把它涂在要保護的16錳鋼上，用工業純石墨作陽極，以16錳鋼為陰極，陽極與陰極的面積比為1∶1，光譜純石墨為參比電極，用高阻抗CH-I型恒電位儀施加恒定電位，在最佳保護電位下，直流電流為0.01～3.33μA/cm2。用本發明的快離子導體空間電場防腐保護方法，可把16錳鋼的腐蝕速率降至0.0002mm/年達到長期有效的保護。
權利要求
1、一種由陽極、電解質、陰極構成的電場防腐保護方法。其特征在于；是用快離子導體復合防腐涂料作為電解質的快離子導體空間電場防腐保護方法。
2、一種按權利要求
1所述的快離子導體空間電場防腐保護方法，其特征在于;加上包括空間電場在內的恒定電位，其范圍在0～-1.5V之間，并通以直流電流，其范圍為0.01μA/cm2～0.1A/cm2。
3、一種按權利要求
1所述的快離子導體空間電場防腐保護方法中所用的電解質，是由占70～10W/O的Naβ″-Al2O3與30～90W/O的水玻璃防水膠所組成的快離子導體復合防腐涂料。
專利摘要
本發明提供一種對暴露于汽相中的金屬的防腐保護方法及其所用的防腐涂料。該方法稱為快離子導體空間電場防腐保護方法，即把要保護的金屬結構設施作為陰極。以快離子導體復合防腐涂料作為電解質，根據陰極來選擇合適的陽極。陽極與陰極的面積比為1∶1～1∶3000。通以直流電流。其范圍為0.01μA/cm2～0.1A/cm2。選擇包括空間電場在內的合適的恒定保護電位。其值在0～-1.5V之間。所用的快離子導體復合防腐涂料是由70～10W/O的Naβ″-Al2O3和30～90W/O的水玻璃防水膠所組成的。
文檔編號C23F13/02GK85100697SQ85100697
公開日1986年9月24日 申請日期1985年11月23日
發明者陳立泉, 肖超亮, 薛榮堅 申請人:中國科學院物理研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan