一种防腐蚀镀锌板及其制备工艺及应用防腐蚀镀锌板的船舶推进器的制作方法

本技术涉及镀锌钢板，更具体地说，它涉及一种防腐蚀镀锌板及其制备工艺及应用防腐蚀镀锌板的船舶推进器。

背景技术：

1、随着全球经济的发展和海洋资源的日益稀缺，船舶在促进经济发展、保护海洋环境、提升海洋运输效率等方面发挥着重要作用。船舶推进器是将任何形式的能量转化为机械能的装置。通过旋转叶片或喷气（水）来产生推力的，可以用来驱动交通工具前进，或是作为其他装置如发电机的动力来源，螺旋桨推进器简称螺旋桨，螺旋桨安装在船艇尾部水线以下的推进轴上，由主机带动推进轴一起转动，将水从桨叶的吸入面吸入，从排出面排出，利用水的反作用力推动船艇前进，因噪音小、无环境污染和体积小的优点而应用广泛。海水是一种盐份含量特别高的天然腐蚀剂，具有很强的腐蚀性。常年在海上漂泊的远洋船舶及一些潜艇，船舶推进器一直处于水面以下，长期浸泡在海水中，海水对其产生的腐蚀是不能避免的。

2、船舶推进器的主要材质为不锈钢，船舶长期处于海洋环境中，受到海水温度、海水含盐度、海洋大气温度、海洋大气湿度等影响，不锈钢材料会受到海水的侵蚀，从而失去防护作用，缩短了船舶推进器的使用寿命。

3、针对上述中的相关技术，发明人发现目前海洋船舶用推进器的防腐能力有待提升。

技术实现思路

1、为了提高船舶推进器的防腐能力，本技术提供一种防腐蚀镀锌板及其制备工艺及应用防腐蚀镀锌板的船舶推进器。

2、第一方面，本技术提供一种防腐蚀镀锌板，采用如下的技术方案：

3、一种防腐蚀镀锌板，包括不锈钢板，在不锈钢板两侧表面均从内向外依次设置有锌系磷化膜和防腐涂层；

4、所述防腐涂层由防腐涂料固化形成，所述防腐涂料包括以下重量份的原料：7-12份有机硅聚氨酯树脂、2-7份二氧化硅粒子、1-5份纳米二氧化钛、2-5份防沉降剂、14-36份有机溶剂、0.3-0.8份硅烷偶联剂、0.1-0.3份分散剂、0.1-0.5份消泡剂、5-8份填料。

5、通过采用上述技术方案，有机硅聚氨酯树脂固化成膜后与锌系磷化膜紧密结合，并将分散的二氧化硅粒子和纳米二氧化钛固定，从而构建具有微纳米复合结构的具有超疏水性能的防腐涂层，微纳米复合结构的突起处能够支撑水滴，减少接触面积，孔洞处留存空气，对水滴起到托举作用，阻碍其铺展，而且二氧化硅粒子和纳米二氧化钛能提高防腐涂层的耐磨性，使镀锌板的耐久性好，有机硅聚氨酯树脂在固化过程中发生渗透和扩散，增加粘结面积，使防腐涂层和锌系磷化膜紧密结合，从而使防腐涂层具有良好的机械稳定性，硅烷偶联剂经水化水解后能进一步增加二氧化硅粒子、纳米二氧化钛和有机硅聚氨酯树脂的分散均匀性，提高防腐涂层与锌系磷化膜的界面强度。

6、可选的，所述二氧化硅粒子由以下方法制成：

7、以重量份计，将1-2份玄武岩鳞片加入到45-90份无水乙醇和15-30份氨水的混合溶液中，超声分散，加入1.5-2.5份正硅酸乙酯，室温搅拌，加入0.6-1.2份1h,1h,2h,2h-全氟癸基三乙氧基硅烷，制得氟化二氧化硅溶胶；

8、将2.5-3份环氧树脂、0.1-0.5份碳酸盐型季铵盐和2-4份3-氨基丙基三乙氧基硅烷混合，升温至45-60℃，搅拌3-4h，加入所述氟化二氧化硅溶胶和0.8-0.9份聚醚胺固化剂，搅拌均匀，干燥，粉碎，制得二氧化硅粒子。

9、通过采用上述技术方案，玄武岩鳞片具有大量的羟基，能与环氧树脂以氢键与范德华力等物理相结合，利用溶胶在玄武岩鳞片表面生长二氧化硅，然后用1h,1h,2h,2h-全氟癸基三乙氧基硅烷进行氟化处理，降低二氧化硅的表面能，原位生长纳米二氧化硅，在提高表面粗糙度的同时，避免了玄武岩鳞片的无序堆积，有利于提高防腐涂层的粘附强度；然后用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对氟化二氧化硅溶胶进行改性，改性后的氟化二氧化硅与环氧树脂以共价键和氢键相结合，而且加入的碳酸盐型季铵盐属于阳离子腐蚀抑制剂，增高了玄武岩鳞片对阳离子的储存能力，当涂层浸泡在腐蚀性溶液中时，储存的阳离子会缓慢释放，沉积在基板表面，与腐蚀介质反应生成腐蚀产物薄膜，成为更好的腐蚀防护层，对表面富含羟基的埃洛石进行修饰改性，获得了用于提升疏水性能和防腐效果的氟化二氧化硅粒子，并将其添加至环氧树脂基体中，最终制得了尺寸均匀的核壳结构的二氧化硅粒子，与有机硅聚氨酯树脂等制成的防腐涂料，能有效避免涂层韧性差而开裂，还能提高粘附能力和防腐效果。

10、可选的，所述纳米二氧化钛经疏水改性，具体方法为：

11、以重量份计，向10-20份ph值为8.5-9的盐酸多巴胺溶液中加入6-10份纳米二氧化钛和4-8份碳化硅，60-80℃下加热并搅拌7-8h，真空抽滤，洗涤，烘干，研磨，制得共混粉末；

12、将所述共混粉末加入到200-250份无水乙醇中，加入2-4份γ-巯丙基三甲氧基硅烷，超声振荡20-30min，加入20-40份羧基碳纳米管，在100-120℃下搅拌2-4h，真空抽滤、洗涤、烘干、研磨。

13、 通过采用上述技术方案，盐酸多巴胺在碱性环境下，形成具有极强粘附性的聚多巴胺，其包覆在纳米二氧化钛和碳化硅表面，形成共混粉末，聚多巴胺的包覆能增加二氧化钛和碳化硅的分散性，而且还能共混粉末在羧基碳纳米管上负载效果更好、更均匀，聚多巴胺还能与γ-巯丙基三甲氧基硅烷发生迈尔克加成反应，通过化学键的作用，将γ-巯丙基三甲氧基硅烷接枝在聚多巴胺包覆纳米二氧化钛和碳化硅表面，γ-巯丙基三甲氧基硅烷的接枝则进一步降低了表面表面能，使羧基碳纳米管上负载的纳米二氧化钛和碳化硅的表面能低，疏水性好，而羧基碳纳米管的高长径比能改善涂层的强度和韧性，使涂层更加致密，提高耐腐蚀性，耐磨性好；负载在羧基碳纳米管上的聚多巴胺包覆二氧化钛和碳化硅，在聚多巴胺与有机硅聚氨酯树脂的交联反应下，与涂层表面突起紧密结合，当水蒸气中的腐蚀介质 cl-、oh-、h+等随着气体扩散进入孔隙时，因涂层内部有很多排列不规则的二氧化钛/碳化硅-pda-γ-巯丙基三甲氧基硅烷/羧基碳纳米管，层状结构的涂层阻碍了腐蚀介质进一步向基底的扩散， 有效的减缓了腐蚀进程。

14、可选的，所述羧基碳纳米管经以下预处理：

15、将羧基碳纳米管加入到硝酸锌水溶液中，超声振荡，室温搅拌20-24h，离心、清洗、烘干后加入到浓度为5.5-6wt%的苯并三唑溶液中，搅拌20-24h，在50-80℃下干燥。

16、通过采用上述技术方案，羧基碳纳米管具有较高的孔隙率和比表面积，将其作为负载容器，负载硝酸锌和苯并三唑，当包覆在涂层中的锌阳离子缓蚀剂、苯并三唑释放后，会沉积至镀锡钢板表面，能与穿透涂层的水、氧气等腐蚀介质反应生成致密的腐蚀产物薄膜，成为更好的腐蚀保护层。

17、可选的，所述填料选自石墨、碳纤维、活性炭、滑石粉和有机膨润土中的至少一种。

18、可选的，所述分散剂选自聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、六偏磷酸钠和甲基戊醇中的至少一种；

19、所述防沉降剂选自聚酰胺蜡、改性氢化蓖麻油、聚烯烃蜡、蓖麻油衍生物和有机膨润土中的至少一种。

20、第二方面，本技术提供一种防腐蚀镀锌板的制备工艺，采用如下的技术方案：

21、一种防腐蚀镀锌板的制备工艺，包括以下步骤：

22、将不锈钢板经碱液浸泡后清洗、烘干、浸入磷化液中，在45-50℃下磷化10-15min，在不锈钢板表面形成锌系磷化膜；

23、将有机硅聚氨酯树脂、二氧化硅粒子、纳米二氧化钛、防沉降剂、有机人家、硅烷偶联剂、分散剂和消泡剂、填料混合均匀，制成防腐涂料；

24、将防腐涂料喷涂在表面带有锌系磷化膜的不锈钢板表面，在80-100℃下干燥，在带有锌系磷化膜的不锈钢板表面形成防腐涂层。

25、通过采用上述技术方案，不锈钢板经碱液浸泡后，形成致密的氧化膜层，而起到延长使用寿命的作用，然后在不锈钢板上进行磷化，形成磷化膜后，将方法涂料喷涂在锌系磷化膜上，在不锈钢板上形成具有微纳米分级结构的防腐涂层，从而阻碍腐蚀介质向防腐涂层内部扩散侵蚀。

26、可选的，所述磷化液包括以下原料：15-20g/l氧化锌、13-17g/l硝酸锌、22-26g/l磷酸、12-14g/l柠檬酸、3-5g/l氟化钠、5-7g/l十二烷基硫酸钠。

27、通过采用上述技术方案，以上各原料经磷化后，形成的磷化膜表面凹凸不平，能与防腐涂层紧密结合成具有微纳米分级结构的复合结构，而且呈现超疏水性，对腐蚀介质具有较强的阻隔作用，有效阻碍腐蚀介质渗透扩散并增大腐蚀阻力，表现出良好的耐久性。

28、可选的，所述喷涂压力为3-4bar，喷涂距离为15-25cm，防腐涂层厚度为65-75μm。

29、通过采用上述技术方案，防腐涂层在不锈钢板表面能有效阻挡海水中的腐蚀介质，增大腐蚀反应阻力，且防腐涂层的低表面能，能使水性腐蚀介质无法浸润表面，抑制了腐蚀介质与镀锌板接触，从而延缓腐蚀进程。

30、第三方面，本技术提供一种应用防腐蚀镀锌板的船舶推进器。

31、通过采用上述技术方案，船舶推进器采用镀锌板制成，长期浸泡在海洋内，不易发生腐蚀，延长船舶推进器的使用寿命。

32、综上所述，本技术具有以下有益效果：

33、1、由于本技术采用在不锈钢板上设置锌系磷化膜和防腐涂层，能增加防腐涂层与不锈钢板之间的粘结强度，而且使用有机硅聚氨酯树脂、二氧化硅粒子和纳米二氧化钛等原料制作防腐涂料，能形成具有微纳米分级结构，从而截留空气形成一层物理屏障，阻碍腐蚀性介质向防腐涂层内部扩散侵蚀，而且防腐涂层的表面能低，疏水性强，增大了对腐蚀介质的阻力，降低了腐蚀倾向。

34、 2、本技术中优选采用在玄武岩鳞片上原位生长二氧化硅，并采用氟化处理，降低其表面能，改善其在环氧树脂中的分散性，然后利用硅烷偶联剂增加二氧化硅与环氧树脂的桥接，使二氧化硅粒子的耐磨性增加，并且碳酸盐型季铵盐则使二氧化硅粒子具有防腐蚀能力，由此制成疏水性强、耐磨性和防腐性好的二氧化硅粒子。

35、 3、本技术中优选采用聚多巴胺对纳米二氧化钛和碳化硅进行包覆，改善纳米二氧化钛与在防腐涂层内的粘结牢度，而且将包覆聚多巴胺的纳米二氧化钛和碳化硅沉积在羧基碳纳米管上，防腐涂层对腐蚀介质的阻碍，碳化硅和羧基碳纳米管还能改善防腐涂层的耐磨性。