一種強堿性防腐液及其制備和應用方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于防腐蝕領域，具體涉及一種強堿性防腐液及其制備和應用方法。
【背景技術】
[0002] 腐蝕是一種自然現象，遍及國民經濟建設的各個領域，大量的工程構件、設備和設 施因腐蝕而失效，給國家?guī)砭薮蟮慕洕鷵p失。據統(tǒng)計每年因腐蝕造成的經濟損失約占國 民生產總值的2-4%。以2009年我國的⑶P總33. 5萬億人民幣估算，去年因腐蝕造成的經 濟損失至少高達6700億。長期以來，防腐涂層作為簡單、經濟、有效的防腐手段，廣泛應用 于國民經濟各個領域，其中含鉻防腐涂層應用的最為廣泛。然而由于鉻（特別是六價鉻）的 高毒性和高致癌性，該技術在生產、廢水排放、產品使用和廢棄的各個環(huán)節(jié)都對環(huán)境和人類 產生嚴重的危害性。世界各國，特別是發(fā)達國家對鉻的使用和處置的規(guī)定越來越苛刻。以美 國為例，美國職業(yè)安全與健康管理局2009年將鉻的允許暴露量從每平方米50微克降低到 5微克，推薦0. 2微克，并且決定在近年內進一步降低允許值直至完全禁止使用。歐盟也于 2003年通過相應法規(guī)。我國目前尚無相關法規(guī)出臺，但是作為當今可持續(xù)發(fā)展的時代要求， 取消擁有近百年歷史的含鉻防腐涂層傳統(tǒng)技術，開發(fā)具有自主知識產權的替代技術的任務 已經非常迫切的擺在我國科技工作者面前。
[0003] 鋁合金由于具有多種優(yōu)良的性能，因而不論在工業(yè)生產，還是日常生活中都有著 極為廣泛的用途。在飛機、汽車、火車、船舶建造中均大量使用鋁合金。此外，宇宙火箭、航 天飛機、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。鋁是一種非?；顫姷慕饘?，可以在極短時間內 與大氣中的氧起反應，生成致密的厚度僅為幾十納米的Al 2O3薄膜，從而可以安全地用在與 空氣、水、弱酸或弱堿環(huán)境接觸的場合，在干燥或者潮濕的環(huán)境中，如果不存在腐蝕性液體， 它也可以和銅作為合金使用。但在強堿性環(huán)境中，如pH > 10的條件下，金屬鋁表面生成的 Al2O3膜易與強堿性溶液反應，導致金屬鋁的腐蝕速率明顯加大。因此，開發(fā)在強堿性環(huán)境 中對鋁合金有著一定防腐性能的材料有著重要的應用價值。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種強堿性防腐液，該防腐液在強堿性環(huán)境下對鋁合金具有 高的防腐性能。
[0005] -種強堿性防腐液，該防腐液由有機胺、Si源、Al源、堿和H2O組成，其中各化學組 成的摩爾比為有機胺：堿：Si源：H 20 :A1源=(0~2. 0) : (0. 5~5. 0) : (0~1. 2) : (50~ 1000) : (0~0· 002)，且該防腐液的pH = 9~14。
[0006] 本發(fā)明提供的強堿性防腐液，所述有機胺為四丙級氫氧化銨（TPAOH)、四甲基氫氧 化銨（TMAOH)、四乙基氫氧化銨（TEAOH)中一種或多種。；所述堿為NaOH、KOH、Ca(OH) 2、氨 水中一種或多種；所述Si源為正娃酸乙酯（TEOS)、硅膠、不同鏈長有機硅烷中一種或多種； 所述Al源為異丙醇鋁，偏鋁酸鈉、鋁粉、鋁酸鈉、擬薄水鋁石、氫氧化鋁中一種或多種。
[0007] -種強堿性防腐液的制備方法，按照以下步驟進行：稱取定量的有機胺、Si源、Al 源，在室溫~90°C下攪拌0. 5~24小時，滴加 NaOH溶液調節(jié)溶液的pH值為9~14,使得 最終其中各化學組成的摩爾比為有機胺：堿：Si源=H2O :A1源=(0~2. 0) : (0. 5~5. 0): (0 ~1. 2) : (50 ~1000) : (0 ~0· 002)。
[0008] -種強堿性防腐液的應用方法，該強堿性防腐液用于鋁合金的防腐性能測試，按 照以下步驟進行：將清洗后的鋁合金片在該合成液中進行防腐測試，工作電極為清洗的 Al片，對電極為Pt片，參比電極為飽和甘汞電極；在測試腐蝕前，鋁合金在合成液中浸漬 30min，然后進行直流極化曲線掃描，掃描范圍-50mV~IV vs. 0CV，掃描速度10mV/min。
[0009] 本發(fā)明提供的強堿性防腐液，所述材料為一種合成分子篩用的合成液，溶液 pH > 10,該合成液顯示了很高的對鋁合金的抗腐蝕能力。
[0010] 本發(fā)明提供的強堿性防腐液，可以用于強堿性環(huán)境下鋁合金的防腐保護，具有高 的防腐性能，并且具有高的化學和熱穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0011] 圖1不同組成防腐液的防腐極化曲線圖；
[0012] 圖2不同合成條件下MFI防腐液的防腐極化曲線圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面的實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0014] 本發(fā)明以下實施例中的化學試劑均為市購，
[0015] 實施例1
[0016] 取化學計量的TPAOH，NaOH，TEOS溶于定量去離子水中，在室溫下攪拌30min，然 后加入化學計量的Al粉，添加 NaOH溶液調節(jié)合成液的pH = 11. 5,合成液中物質的量比 為：TE0S:TPA0H:H20:Na0H:Al = 1:0. 16:89. 3:0. 64:0. 0018。繼續(xù)攪拌 4 小時，合成液記為 MFI。將清洗后的鋁合金片在該合成液中進行防腐測試，工作電極為清洗的Al片，對電極為 Pt片，參比電極為飽和甘汞電極。在測試腐蝕前，鋁合金在合成液中浸漬30min，然后進行 直流極化曲線掃描，掃描范圍-50mV~IV vs. 0CV，掃描速度10mV/min。結果如圖Ia所示， 相應極化參數列于表1。
[0017] 實施例2
[0018] 取化學計量的TPAOH，NaOH，TEOS溶于定量去離子水中，添加 NaOH溶液調節(jié)合成液 的pH = 11. 5,合成液不添加含鋁物質，合成液中物質的量比為：TE0S:TPA0H:H20:Na0H = 1:0. 16:89. 3:0. 64。繼續(xù)攪拌4小時，合成液記為MFI-Al。將清洗后的鋁合金片在該合成液 中進行防腐測試，工作電極為清洗的Al片，對電極為Pt片，參比電極為飽和甘汞電極。在測 試腐蝕前，鋁合金在合成液中浸漬30min，然后進行直流極化曲線掃描，掃描范圍-50mV~ IVvs. 0CV，掃描速度10mV/min。結果如圖Ib所示，相應極化參數列于表1。
[0019] 實施例3
[0020] 取化學計量的NaOH，TEOS溶于定量去離子水中，合成液不添加 TPAOH有機模板 劑，然后加入化學計量的Al粉，添加 NaOH溶液調節(jié)合成液的pH = 11. 5,合成液中物質的量 比為：TE0S:H20:Na0H:Al = 1:89. 3:0. 64:0. 0018。繼續(xù)攪拌4小時，合成液記為MFI-TPA0H。 將清洗后的鋁合金片在該合成液中進行防腐測試，工作電極為清洗的Al片，對電極為Pt 片，參比電極為飽和甘汞電極。在測試腐蝕前，鋁合金在合成液中浸漬30min，然后進行直流 極化曲線掃描，掃描范圍-50mV~IV vs. OCV，掃描速度10mV/min。結果如圖Ic所示，相應 極化參數列于表1。實施例4
[0021] 取化學計量的NaOH，TEOS溶于定量去離子水中，并加入最高化學計量的TPAOH，在 室溫下攪拌30min，然后加入化學計量的Al粉，添加 NaOH溶液調節(jié)合成液的pH = 11. 5,合 成液中物質的量比為：TE0S:TPA0H:H20:Na0H:Al = 1:2:89. 3:0. 64:0. 0018。繼續(xù)攪拌 4 小 時，合成液記為MFI+TPA0H(最高計量）。將清洗后的鋁合金片在該合成液中進行防腐測試， 工作電極為清洗的Al片，對電極為Pt片，參比電極為飽和甘汞電極。在測試腐蝕前，鋁合 金在合成液中浸漬30min，然后進行直流極化曲線掃描，掃描范圍-50mV~IV vs. 0CV，掃描 速度10mV/min。結果如圖Id所示，相應極化參數列于表1。
[0022] 實施例5
[0023] 取化學計量的TPAOH，NaOH溶于定量去離子水中，合成液中不含有硅源物質，然后 加入化學計量的Al粉，添加 NaOH溶液調節(jié)合成液的pH = 11. 5,合成液中物質的量比為： TPA0H:H20:Na0H:Al = 0· 16:89. 3:0. 64:0. 0018。繼續(xù)攪拌 4 小時，合成液記為 MFI-TE0S。 將清洗后的鋁合金片在該合成液中進行防腐測試，工作電極為清洗的Al片，對電極為Pt 片，參比電極為飽和甘汞電極。在測試腐蝕前，鋁合金在合成液中浸漬30min，然后進行直流 極化