專利名稱：一種水性無鉻達(dá)克羅涂液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種達(dá)克羅涂液及其制備方法，更具體地說涉及一種水性無鉻達(dá)克羅涂液及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬的腐蝕現(xiàn)象十分普遍，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來的損失十分巨大。達(dá)克羅技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種金屬表面防腐新技術(shù)，20世紀(jì)60年代末由美國(guó)DIAMOND SHAMROCK公司發(fā)明。達(dá)克羅涂層的最大優(yōu)點(diǎn)就是具有極佳的防腐蝕能力，其耐蝕性能與傳統(tǒng)的鍍鋅表面處理工藝相比可提高7-10倍；涂層具有無氫脆性，特別適用于高強(qiáng)度受力件；涂層的高耐熱性、耐熱溫度達(dá)300°C，尤其適用于汽車、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)部件的高強(qiáng)度構(gòu)件；同時(shí)涂層具有高滲透性、高附著性、高減磨性、高耐候性、高耐化學(xué)品穩(wěn)定性、無污染性等優(yōu)異性能。但從嚴(yán)格意義上來說，達(dá)克羅也不是完全的無污染涂層，這是因?yàn)樵谶_(dá)克羅處理液中含有2% 的Cr6+。Cr6+毒性強(qiáng)且對(duì)人體具有致癌作用，對(duì)農(nóng)作物和微生物也有很大的毒害作用；同時(shí)， 盡管達(dá)克羅涂料中絕大部分的Cr6+在烘烤成膜過程中參與反應(yīng)轉(zhuǎn)化成了 Cr3+，但仍有少量的鉻以可溶的Cr6+的形式保留在達(dá)克羅涂層中，在使用過程中對(duì)人體及環(huán)境造成危害。六價(jià)鉻問題是目前存在的世界性難題，因此限制了該技術(shù)的廣泛深入應(yīng)用。在此背景下，無鉻達(dá)克羅技術(shù)的出現(xiàn)，是達(dá)克羅技術(shù)發(fā)展的必然。目前，已報(bào)道的無鉻達(dá)克羅涂層主要有三種美國(guó)MCI公司、歐洲達(dá)克羅公司、日本NDS公司和巴西金屬涂覆公司MCB合作開發(fā)的Geomet涂層，由德國(guó)Delta公司推出的Delta涂層以及北京永泰和金屬防腐技術(shù)有限公司推出的BNC水性無鉻鋅鋁涂層。其中，Geomet涂層受其價(jià)格因素的影響并沒有被國(guó)內(nèi)廣大生產(chǎn)廠家所接受；而Delta涂層由于其采用樹脂作為其成膜物質(zhì)，導(dǎo)致其生產(chǎn)環(huán)境惡劣，無法獲得廣泛的認(rèn)可；BNC水性無鉻鋅鋁涂層則在國(guó)內(nèi)使用較少。因此，急需開發(fā)研制一種價(jià)格適中、接受廣泛的水性無鉻達(dá)克羅涂液及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，提供一種水性無鉻達(dá)克羅涂液，該涂液綠色環(huán)保，無環(huán)境污染、無公害，同時(shí)耐蝕耐候性好。本發(fā)明還提供該水性無鉻達(dá)克羅涂液的制備方法，制備方法工藝簡(jiǎn)單，可適用于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其是由以下各組分組成A組分由鋅粉、鋁粉、潤(rùn)濕分散劑、鈍化劑、緩蝕劑和水組成；B組分由成膜劑、成型助劑和水組成；C組分為成膜助劑； D組分為增稠劑和水組成； 其中各組分中的原料占涂液的質(zhì)量百分比為鋅粉18% -M%、鋁粉2% _5%、潤(rùn)濕分散劑-；34%、鈍化劑_3%、緩蝕劑-3%、水18% -27%、成膜劑5% -12%, 成型助劑0. 1% _0.5%、成膜助劑5% -12%，余下為增稠劑。本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的成膜劑為有機(jī)錳鹽或無機(jī)錳鹽，其中所述的有機(jī)錳鹽優(yōu)選為乙酸錳；所述的無機(jī)錳鹽優(yōu)選為硝酸錳或氯化錳。本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的鈍化劑為植酸，其中植酸的質(zhì)量含量> 70.0%，鈣的質(zhì)量含量< 0. 02% ；所述的緩蝕劑為鉬酸鈉，其中鉬酸鈉中Na2MoO4 · 2H20的質(zhì)量含量彡99. 0%。本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的潤(rùn)濕分散劑為醇和聚醇；所述的成型助劑為硼酸和丁二酸；其中所述的醇優(yōu)選為乙二醇、乙醇或丙三醇；所述的聚醇優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚或聚乙二醇。本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的成膜助劑為硅烷偶聯(lián)劑，其中所述的硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選為KH-550、KH560、KH570、KH792、DL602或DL171， 其純度要求> 97.0%。本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的增稠劑為纖維素醚或其衍生物；其中所述的增稠劑優(yōu)選為羥甲基纖維素或羥乙基纖維素。本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液的制備方法，其包括以下步驟1)鈍化A漿的制備將鋅粉、鋁粉與潤(rùn)濕分散劑分散均勻后，加入水?dāng)嚢?-lOmin 后，加入鈍化劑和緩蝕劑進(jìn)行鈍化，鈍化1- 后獲得鈍化Α漿；2)B,C漿料的混合漿B、C漿料獨(dú)立制備完成后，漿B、C漿料混合，攪拌1_池；
3)在鈍化A漿中加入混合好的B、C漿料；4)在涂液攪拌6-1 后，加入增稠劑繼續(xù)攪拌，按照涂4杯調(diào)整涂料粘度至 40-60so與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果1、無環(huán)境污染、無公害本發(fā)明涉及的原材料不含任何對(duì)環(huán)境、人體有害的物質(zhì)，這從根本上杜絕了污染的來源。同時(shí)在使用過程中，整套工藝設(shè)備可采用原有達(dá)克羅的封閉設(shè)備，在生產(chǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有污染的酸、堿、鉻等廢水和廢氣。這樣在生產(chǎn)過程中也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液是一種環(huán)境友好的新型環(huán)保涂層。2、生產(chǎn)過程中能耗低本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液在固化過程中固化溫度比傳統(tǒng)有鉻達(dá)克羅涂層固化溫度降低50°C -100°C左右，這樣就節(jié)約了大量的電能，降低了生產(chǎn)成本。3、涂層耐磨性能較好本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂層的硬度、附著力較傳統(tǒng)的達(dá)克羅涂層有了較大的提高，涂層的硬度可達(dá)7H，這使得涂層具有更好的耐磨性能。
具體實(shí)施例方式通過以下實(shí)施例進(jìn)一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案的前提下，對(duì)本發(fā)明說做的本領(lǐng)域普通金屬人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1 A組分鋅粉70g、鋁粉10g、0P-1060ml、乙二醇60ml、蒸餾水40ml、植酸6ml、鉬酸鈉7g ；B組分乙酸錳32g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水60ml組成；C組分KH_57041ml ；D組分羥甲基纖維素0. 3g、蒸餾水10ml。制備方法1.將鋅粉70g、鋁粉10g、0P-1060ml、乙二醇60ml均勻混合后，加入20ml蒸餾水反應(yīng)5 IOmim ；2.然后將蒸餾水20ml、植酸6ml、鉬酸鈉7g均勻混合，加入步驟1所制備的鋅鋁粉混合體系反應(yīng)1 濁，制得A組分；3.將乙酸錳32g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水60ml混合，制得B組分；4.將C組分加入到B組分中反應(yīng)1 2h ；5.羥甲基纖維素0. 3g、蒸餾水IOml混合制得D組分；6.將步驟4制得的B、C混合體系與D組分同時(shí)加入到A組分中，制得最終涂液。實(shí)施例2 A組分鋅粉80g、鋁粉13g、聚乙二醇70ml、乙醇70ml、蒸餾水40ml、植酸7ml、鉬酸鈉8g ；B組分乙酸錳!Mg、硼酸2g、丁二酸2g、蒸餾水70ml ；C組分KH_550 50ml ；D組分 羥乙基纖維素0. 3g、蒸餾水10ml。制備方法1.將鋅粉80g、鋁粉13g、聚乙二醇70ml、乙醇70ml均勻混合后，加入20ml蒸餾水反應(yīng)5 IOmim ；2.然后將蒸餾水20ml、植酸7ml、鉬酸鈉8g均勻混合，加入步驟1所制備的鋅鋁粉混合體系反應(yīng)1 濁，制得A組分；3.將乙酸錳34g、硼酸2g、丁二酸2g、蒸餾水70ml混合，制得B組分；4.將C組分加入到B組分中反應(yīng)1 2h ；5.羥乙基纖維素0. 3g、蒸餾水IOml混合制得D組分；6.將步驟4制得的B、C混合體系與D組分同時(shí)加入到A組分中，制得最終涂液。實(shí)施例3 A組分鋅粉30g、鋁粉5g、丙三醇30ml、0P-1030ml、蒸餾水20ml、植酸2. 5ml、鉬酸鈉3g ；B組分硝酸錳21g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水30ml ；C組分:DL60220ml ；D組分羥乙基纖維素0. 3g、蒸餾水10ml。制備方法1.將鋅粉30g、鋁粉5g、0P-1030ml、丙三醇30ml均勻混合后，加入IOml蒸餾水反應(yīng) 5 IOmim ；2.然后將蒸餾水10ml、植酸2. 5ml、鉬酸鈉3g均勻混合，加入步驟1所制備的鋅鋁粉混合體系反應(yīng)1 池，制得A組分；3.將硝酸錳21g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水30ml混合，制得B組分；4.將C組分加入到B組分中反應(yīng)1 2h ；5.羥乙基纖維素0. 3g、蒸餾水IOml混合制得D組分；6.將步驟4制得的B、C混合體系與D組分同時(shí)加入到A組分中，制得最終涂液。
實(shí)施例4 A組分鋅粉40g、鋁粉7g、乙二醇:35ml、OP-5;35ml、蒸餾水20ml、植酸3. 5ml、鉬酸鈉4g ；B組分硝酸錳25g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水40ml ；C組分KH_79225ml ；D組分羥甲基纖維素鈉0. 3g、蒸餾水20ml。制備方法1.將鋅粉40g、鋁粉7g、0P-535ml、乙二醇35ml均勻混合后，加入IOml蒸餾水反應(yīng) 5 IOmim ；2.然后將蒸餾水10ml、植酸3. 5ml、鉬酸鈉4g均勻混合，加入步驟1所制備的鋅鋁粉混合體系反應(yīng)1 池，制得A組分；3.將硝酸錳25g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水60ml混合，制得B組分；4.將C組分加入到B組分中反應(yīng)1 2h ；5.羥甲基纖維素鈉0. 3g、蒸餾水IOml混合制得D組分；6.將步驟4制得的B、C混合體系與D組分同時(shí)加入到A組分中，制得最終涂液。實(shí)施例5 A組分鋅粉30g、鋁粉5g、聚乙二醇30ml、乙醇30ml、蒸餾水20ml、植酸2. 5ml、鉬酸鈉3g ；B組分氯化錳15g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水30ml組成；C組分:KH-56020ml ；D 組分羥甲基纖維素0. 3g、蒸餾水10ml。制備方法1.將鋅粉30g、鋁粉5g、聚乙二醇30ml、乙醇30ml均勻混合后，加入IOml蒸餾水反應(yīng)5 IOmim ；2.然后將蒸餾水10ml、植酸2. 5ml、鉬酸鈉3g均勻混合，加入步驟1所制備的鋅鋁粉混合體系反應(yīng)1 池，制得A組分；3.將氯化錳15g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水30ml混合，制得B組分；4.將C組分加入到B組分中反應(yīng)1 2h ；5.羥甲基纖維素0. 3g、蒸餾水IOml混合制得D組分；6.將步驟4制得的B、C混合體系與D組分同時(shí)加入到A組分中，制得最終涂液。實(shí)施例6 A組分鋅粉40g、鋁粉7g、乙二醇:35ml、0P-1035ml、蒸餾水20m、植酸3. 5ml、鉬酸鈉4g ；B組分氯化錳25g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水40ml ；C組分DL17125ml ；D組分羥乙基纖維素0. 3g、蒸餾水20ml。制備方法1.將鋅粉40g、鋁粉7g、0P-1035ml、乙二醇35ml均勻混合后，加入IOml蒸餾水反應(yīng) 5 IOmim ；2.然后將蒸餾水10ml、植酸3. 5ml、鉬酸鈉4g均勻混合，加入步驟1所制備的鋅鋁粉混合體系反應(yīng)1 池，制得A組分；3.將氯化錳25g、硼酸lg、丁二酸lg、蒸餾水60ml混合，制得B組分；4.將C組分加入到B組分中反應(yīng)1 2h ；5.羥乙基纖維素0. 3g、蒸餾水IOml混合制得D組分；6.將步驟4制得的B、C混合體系與D組分同時(shí)加入到A組分中，制得最終涂液。
本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂料依據(jù)GB/T 18684-2002測(cè)試其性能指標(biāo)如下涂層厚度一涂一烘 6-8 μ m ；二涂二烘 10-14 μ m。外觀與常規(guī)達(dá)克羅涂層相似，顏色稍偏黃。附著力良好。耐鹽霧通過IOOOh (6-8 μ m)。
權(quán)利要求
1.一種水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于由以下各組分組成A組分由鋅粉、鋁粉、潤(rùn)濕分散劑、鈍化劑、緩蝕劑和水組成；B組分由成膜劑、成型助劑和水組成；C組分為成膜助劑；D組分為增稠劑和水；其中各組分中的原料占涂液的質(zhì)量百分比為鋅粉18% -M%、鋁粉2% -5%、潤(rùn)濕分散劑28% -；34%、鈍化劑1% _3%、緩蝕劑1% -3%、水18% -27%、成膜劑5% -12%、成型助劑0. 1% -0. 5%、成膜助劑5% -12%，余下為增稠劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的成膜劑為有機(jī)錳鹽或無機(jī)錳鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的有機(jī)錳鹽為乙酸錳；所述的無機(jī)錳鹽為硝酸錳或氯化錳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的鈍化劑為植酸，其中植酸的質(zhì)量含量> 70. 0%，鈣的質(zhì)量含量< 0. 02%;所述的緩蝕劑為鉬酸鈉，其中鉬酸鈉中Na2MoO4 · 2H20的質(zhì)量含量彡99. 0%o
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的潤(rùn)濕分散劑為醇和聚醇；所述的成型助劑為硼酸和丁二酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的成膜助劑為硅烷偶聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑為 KH-550、KH560、KH570、KH792、DL602 或 DL171，其純度要求彡 97. 0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的增稠劑為纖維素醚或其衍生物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其特征在于所述的增稠劑為羥甲基纖維素、羥乙基纖維素等。
10.一種如權(quán)利要求1-10任一所述的水性無鉻達(dá)克羅涂液的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)鈍化A漿的制備將鋅粉、鋁粉與潤(rùn)濕分散劑分散均勻后，加入水?dāng)嚢?-lOmin后， 加入鈍化劑和緩蝕劑進(jìn)行鈍化，鈍化1- 后獲得鈍化A漿；2)B、C漿料的混合漿B、C漿料獨(dú)立制備完成后，漿B、C漿料混合，攪拌1- ；3)在鈍化A漿中加入混合好的B、C漿料；4)在涂液攪拌6-1 后，加入增稠劑繼續(xù)攪拌，按照涂4杯調(diào)整涂料粘度至40-60S。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性無鉻達(dá)克羅涂液，該涂液綠色環(huán)保，無環(huán)境污染、無公害，同時(shí)耐蝕耐候性好。本發(fā)明的水性無鉻達(dá)克羅涂液，其是由以下各組分組成A組分由鋅粉、鋁粉、潤(rùn)濕分散劑、鈍化劑、緩蝕劑和水組成；B組分由成膜劑、成型助劑和水組成；C組分為成膜助劑；D組分為增稠劑和水組成；其中各組分中的原料占涂液的質(zhì)量百分比為鋅粉18％-24％、鋁粉2％-5％、潤(rùn)濕分散劑28％-34％、鈍化劑1％-3％、緩蝕劑1％-3％、水18％-27％、成膜劑5％-12％、成型助劑0.1％-0.5％、成膜助劑5％-12％，余下為增稠劑。
文檔編號(hào)C09D5/10GK102277022SQ20111023603
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者朱承飛, 毛炳翔 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)