本发明属于涂料，具体是指一种耐腐蚀管道涂装材料及其制备方法。
背景技术：
1、管道运输已成为油气输送等领域的主要运输方式，然而，在管道运输中，金属材料的腐蚀是造成经济损失和安全事故的一大重要因素，因此，对管道防腐材料的不断深入研究与开发具有十分重要的意义。
2、由于金属材料本身防腐能力的改善具有一定的局限性，通常难以同时实现高防腐性、高强度和低成本，所以在管道防腐中常常采用在材料表面涂覆防腐涂料的方式，防腐涂料可阻止腐蚀性介质进入金属表面，达到防腐的目的；常见的管道防腐涂料包括环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、沥青涂料、漆酚涂料、烯烃树脂涂料、过氯乙烯树脂涂料、氯化橡胶涂料等，其中环氧树脂因其良好的耐化学性、耐酸碱等优势，被广泛的应用于金属防腐领域。
3、目前现有技术主要存在以下问题：
4、环氧树脂涂料在固化过程中，会随着溶剂的蒸发而产生微孔和裂纹，既导致侵蚀性介质通过涂层渗透到金属表面，又可引起脆性断裂，从而降低了防腐性能和抗冲击性能，对涂料的使用效果产生不利影响。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种耐腐蚀管道涂装材料，制备原料包括如下重量份的组分：聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes8-10份，l-谷氨酸15-25份，环氧树脂80-100份，复配颜填料15-25份，固化剂20-30份，流平剂3-5份，消泡剂1-3份。
2、所述聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes，制备原料包括如下重量份的组分：盐酸多巴胺10-12份，六方氮化硼25-30份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes2-3份。
3、所述复配颜填料，包括如下重量份的组分：氧化铝多孔陶瓷微珠10-20份，聚乙烯粉10-20份，滑石粉10-20份。
4、所述聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes的制备方法，具体包括以下步骤：
5、（1）将12.0g三羟甲基氨基甲烷加入900ml去离子水中，使用0.1mol/l盐酸溶液调节ph至8.0-8.5，继续加入2.0-2.4g盐酸多巴胺和5.0-6.0g六方氮化硼固体粉末，六方氮化硼具有高抗渗透性、高硬度、绝缘性以及优异的化学惰性和热稳定性，是防腐领域中理想的填料候选材料，超声处理20-30min，并在室温下搅拌24h，盐酸多巴胺可自聚合形成聚多巴胺，通过与六方氮化硼之间的π-π作用力，包覆着六方氮化硼形成了均匀稳定的保护层，既提高了六方氮化硼的分散性，减少团聚现象，又增强了抗冲击性能和耐腐蚀性能，真空抽滤，沉淀物用去离子水洗涤至滤液呈无色，产物在60℃下真空干燥24h，得到聚多巴胺@六方氮化硼；
6、（2）将步骤（1）所述的10g聚多巴胺@六方氮化硼溶于100ml质量分数为98%的乙醇溶液中，再加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes，在聚多巴胺@六方氮化硼上通过静电作用组装上aptes，聚多巴胺具有优异的粘附性，能提高六方氮化硼的耐腐蚀性，aptes充当中间介质提高六方氮化硼在环氧树脂基质中的分散性和界面亲和性，超声处理10-20min，于60-80℃、400-500rpm条件下搅拌5-6h，离心，离心速度5000-6000rpm，离心时间5-10min，沉淀物用无水乙醇溶液洗涤3-5次，然后在60℃下真空干燥24h，得到聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes；
7、所述复配颜填料的制备方法，具体包括以下步骤：
8、a、将7.5-8.5g氧化铝粉末溶于25ml去离子水中，加入0.5g氧化铝分散剂并进行超声处理30-50min，再与25ml质量分数为1.5-2.0%的海藻酸钠水溶液混合，海藻酸钠具有良好的抑菌作用，可以有效控制微生物的污染，从而防止微生物引起的腐蚀现象，海藻酸钠还具有良好的离子交换和吸附能力，可以吸附大量的重金属离子，从而减少它们对颜填料及基材的腐蚀，接着加入蔗糖粉末，搅拌均匀，得到了氧化铝固相含量为15-17%的陶瓷浆料，再将陶瓷浆料注入20ml针管，在滴注高度为1-5cm时滴注进50ml质量分数为0.5-1.0%氯化钙溶液，然后陶瓷浆料浸泡在氯化钙溶液中12h，固化形成了球坯，去离子水洗净后再用无水乙醇浸泡24h，干燥，然后转移至无压烧结炉中，以3℃/min速率升温至500-600℃，再采用5℃/min速率升温至1250-1350℃，保温1h，通过该方法制备的氧化铝多孔陶瓷微珠，是一种轻质非金属的功能性颜填料，具有较好的导热性、耐热性，其空心结构能够隔离热量，降低物体表面的温度波动，减少因温度变化引起的材料老化或破坏，达到防腐蚀的效果，氧化铝多孔陶瓷微珠还可以降低涂料的密度，保持涂料的强度和耐久性，增强涂层的防护效果；
9、b、将步骤a所述的氧化铝多孔陶瓷微珠与聚乙烯粉一次混合，一次混合过程中，混合转速60-80rpm，混合时间5-10min，聚乙烯作为一种塑料，具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和一定的机械强度，可以保护管道免受化学物质的侵蚀，而氧化铝多孔陶瓷微珠因其高硬度、高热稳定性和较好的导热性，在涂料中起到增强耐磨、耐高温和隔热的作用，两种材料结合使用，可以显著提高管道涂料的性能，使其能够适应更复杂和苛刻的工作环境，再与滑石粉进行二次混合，二次混合过程中，混合转速100-200rpm，混合时间10-15min，得到复配颜填料，滑石粉的加入可以协同氧化铝多孔陶瓷微珠显著提高涂料的硬度、耐磨性、耐化学腐蚀性等性能，从而增强管道涂料的保护作用，并且在保证性能的同时降低了完全使用陶瓷微珠的高成本；
10、优选地，步骤a中，蔗糖的加入量为2.5-4.5g，蔗糖作为造孔剂，在烧结过程中挥发，因而在氧化铝颗粒间形成了微米级孔道，增加了材料内部的孔洞数量，降低了密度，降低了了力学性能。
11、本发明还提供了一种耐腐蚀管道涂装材料的制备方法，具体包括以下步骤：
12、s1、将0.8-1.0g聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes加入160ml去离子水中，超声10-30min，得到的分散液待用，称取l-谷氨酸溶解于50ml4mg/ml的氢氧化钠溶液中，l-谷氨酸是一种绿色缓蚀剂，其中的氨基和羧基可以和铁离子形成络合物，降低铁离子的活性，起到对金属的缓蚀作用，从而提高了耐腐蚀性能，机械搅拌10-20min，得到的均匀溶液逐滴加至分散液中，超声10-20min，在室温、氮气保护下搅拌24h，离心，沉淀物依次使用无水乙醇和去离子水洗涤至中性，干燥，l-谷氨酸附着于聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes的结构表面，得到l-谷氨酸改性物，l-谷氨酸增加了聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes结构的层间距，有效减少纳米颗粒的聚集，还扩大了腐蚀介质的扩散路径，提高了阻隔性能；
13、s2、将步骤s1所述的l-谷氨酸改性物与环氧树脂、复配颜填料、固化剂、流平剂和消泡剂混合均匀，l-谷氨酸改性物的氨基和极性基团与环氧树脂中的环氧基形成共价键，具有更好的界面相容性，有利于提高l-谷氨酸改性物在环氧树脂中的分散性，从而填充了涂层表面的微小细孔和凹陷，涂层表面更加完整，既提高了耐腐蚀性和抗冲击性，也使涂料与基材之间的连接更加牢固，增大了涂层的附着力，复配颜填料进一步增强了涂料的阻挡作用，使腐蚀介质很难渗透到涂层内部，有效阻隔腐蚀离子侵入涂层基底，大大提高了涂层的耐腐蚀性能，混合料在双螺杆挤出机中挤出压成片，挤出机的i区温度65-85℃，ii区温度80-100℃，然后将片状材料在台式刀磨机中研磨，筛网孔径100-160目，得到耐腐蚀管道涂装材料；
14、本发明取得的有益效果如下：
15、本发明通过l-谷氨酸改性聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes和复配颜填料的组合使用，制备得到的涂装材料，填补了环氧树脂固化时产生的孔隙和裂纹，形成了有效隔绝的保护层，提升了涂装材料的耐腐蚀性和抗冲击性，同时，涂层致密度的提高也增强了涂装材料与基体的附着力，又进一步增强了涂装材料的防腐保护性能；所述聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes中，形成了包覆膜状的厚块物质，提高了六方氮化硼在环氧树脂中的分散性，其中，聚多巴胺具有优异的粘附性能，可提高聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes的附着力，从而增强对基体的保护作用，有助于提高耐腐蚀性和抗冲击性，而aptes的偶联作用，增强了聚多巴胺、六方氮化硼的结合强度，有利于复合物的稳定性；然后使用l-谷氨酸对聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes进行改性处理，l-谷氨酸附着在结构表面上，增加了聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes的层间距，有效减少了聚集和团聚现象，还扩大了腐蚀介质的扩散路径，提高了阻隔性能，有利于隔离基体与腐蚀介质的接触，延缓腐蚀速度，并且，l-谷氨酸的氨基可与环氧树脂的环氧基发生开环反应，产生强界面相互作用，还可增加聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes的疏水性，因而显著提高了聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes在环氧树脂中的分散性，使其更好地填充固化时涂层表面的孔隙和裂纹，致使涂层表面更加完整，提高了耐腐蚀和抗冲击能力，l-谷氨酸通过与环氧树脂的致密交联度，有效扩大或阻断了腐蚀介质的扩散路径，使腐蚀介质难以穿过涂层直接与基体发生腐蚀反应，从而有助于增强抗腐蚀性能；所述复配颜填料中，氧化铝多孔陶瓷微珠、聚乙烯和滑石粉形成的共混物，具有密度轻、力学性能好、导热耐热性能佳的优点，与l-谷氨酸改性物搭配进行填料，显著增强了涂装材料的阻挡作用，使腐蚀介质很难渗透到涂层内部以及基体处，既提高了涂装材料耐腐蚀性和抗冲击性，也使涂装材料与基体之间的连接更加牢固，增强了附着力；本发明以聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes、l-谷氨酸、环氧树脂、复配颜填料、固化剂、流平剂和消泡剂制成一种耐腐蚀管道涂装材料，减少了环氧树脂固化时的孔隙和裂纹，增强了耐腐蚀性能和抗冲击性能，并且与基体还具有良好的附着力。
1.一种耐腐蚀管道涂装材料，其特征在于：所述耐腐蚀管道涂装材料的制备原料包括如下重量份的组分：聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes8-10份，l-谷氨酸15-25份，环氧树脂80-100份，复配颜填料15-25份，固化剂20-30份，流平剂3-5份，消泡剂1-3份；所述聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes的制备原料包括如下重量份的组分：盐酸多巴胺10-12份，六方氮化硼25-30份，3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes2-3份；所述复配颜填料包括如下重量份的组分：氧化铝多孔陶瓷微珠10-20份，聚乙烯粉10-20份，滑石粉10-20份。
2.一种根据权利要求1所述的耐腐蚀管道涂装材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的耐腐蚀管道涂装材料的制备方法，其特征在于：所述聚多巴胺@六方氮化硼@3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂aptes的制备方法，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的耐腐蚀管道涂装材料的制备方法，其特征在于：所述复配颜填料的制备方法，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的耐腐蚀管道涂装材料的制备方法，其特征在于：在步骤a中，蔗糖的加入量为2.5-4.5g。
