專利名稱：一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬防腐涂料，特別是一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料。
背景技術(shù)：
無鉻鋅鋁涂層是為滿足世界各國的VOC法規(guī)和涂裝行業(yè)規(guī)定的環(huán)保要求，替代傳統(tǒng)達(dá)克羅鋅鉻涂層工藝而開發(fā)出的表面處理新材料。
達(dá)克羅是DACR0MET譯音和縮寫，簡稱達(dá)克羅、達(dá)克銹、迪克龍。國內(nèi)命名為鋅鉻涂層，是一種以鋅粉、鋁粉、鉻酸和去離子水為主要成分的新型的防腐涂料。它的防腐原理是采用鉻鹽中的六價(jià)鉻離子來鈍化涂料中的鋅、鋁片，提高鋅、鋁片自身的防腐能力，經(jīng)過 300°C烘烤，氧化還原反應(yīng)形成無定形nCr203 · mCr03復(fù)合鹽，和鋅鋁片重疊覆蓋在金屬表面，以使在僅有6 8um的厚度膜層條件下，就能在中性鹽霧IOOOh條件下，基本不產(chǎn)生紅銹。 同時(shí)它還有無氫脆，能與多種鍍、涂層的膜層結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。然而鋅鉻涂料中含有對環(huán)境和人體有害的鉻離子，尤其是六價(jià)鉻離子具有致癌作用。雖然鋅鉻涂料的涂覆工藝是一個(gè)全封閉的過程，涂料不外排，但是涂層中殘留的鉻酐會在使用過程中緩慢地釋放到環(huán)境中，對人和環(huán)境都有一定的潛在危害。因此，相關(guān)環(huán)境法規(guī)出臺嚴(yán)格限制達(dá)克羅涂料中的鉻的含量。 另外，這種涂層固化溫度高達(dá)300°C，固化時(shí)間也達(dá)到30分鐘左右，能耗大；硬度低，耐磨性差。工件在運(yùn)輸、裝配、使用過程中常常會受到擦傷、劃傷，影響產(chǎn)品的外觀和耐蝕性。
鋅鋁涂層(無鉻達(dá)克羅)作為達(dá)克羅的更新?lián)Q代產(chǎn)品已經(jīng)首先被汽車制造行業(yè)普遍認(rèn)可和接受。無鉻鋅鋁涂層目前實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品屈指可數(shù)，一種是由美國MCI公司推出的Geomet (交美特)涂層，一種是德國DELTA公司推出的Delta涂層，以上兩種涂層已在發(fā)達(dá)國家普遍使用。
目前，國內(nèi)外均有無鉻達(dá)克羅技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但是涂層的耐蝕性較傳統(tǒng)達(dá)克羅涂層明顯降低，且需與另一層有機(jī)涂層搭配使用，大大增加了成本。無鉻鋅鋁涂層的成本要比鋅鉻涂層高許多，因此其價(jià)格很高。Delta衆(zhòng)液的德國產(chǎn)地價(jià)是40歐元/公斤、Geomet 交美特漿液的日本產(chǎn)地價(jià)為1750日元/公斤，由此估算它們在我國的銷售價(jià)都應(yīng)在250元人民幣/公斤以上。因此，研究出一種成本不高于傳統(tǒng)達(dá)克羅涂料和現(xiàn)有鋅鋁涂料、涂層的耐蝕性能不低于傳統(tǒng)鋅鉻涂層的無鉻達(dá)克羅涂料是國內(nèi)外金屬防腐研究的熱點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料及其制備方法。
本發(fā)明的 具體技術(shù)方案如下一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，其特征在于由A、B雙組份按3:1質(zhì)量比組成，其中A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉25 40%納米二氧化硅20 30%木質(zhì)素磺酸鈉12 18%苯并三氮唑3 5%硫代二乙二醇O. 2 O. 5%三苯基膦O. 2 O. 5%去離子水余量 B組份的配方質(zhì)量百分比為四氟化鋯20-30%Y-氨丙基三乙氧基硅烷15 20%肌醇六磷酸酯1(Γ18%醋丁纖維素2 5%乙醇5-9%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mg、硅組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
其中，所述的鋅鋁合金粉各組成成份質(zhì)量百分比為Zn :60^70%, N1:0. 5% 0. 8%， Mg :0. 1% 0· 2%，S1:0. 5% 1· 0%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，其特征在于由A、B雙組份按3:1質(zhì)量比組成，其中A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉32%納米二氧化硅25%木質(zhì)素磺酸鈉15%苯并三氮唑4%硫代二乙二醇O. 35%三苯基膦O. 35%去離子水余量B組份的配方質(zhì)量百分比為四氟化鋯25% Y~氨丙基二乙氧基娃燒18%肌醇六磷酸酯14%醋丁纖維素3. 5%乙醇7%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mg、Si 組成,
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
其中，所述的鋅鋁合金粉各組成成份質(zhì)量百分比為Zn :6(T70%，N1:0. 5°/Γθ. 8%， Mg 0. 1% 0· 2%，Si 0. 5% 1· 0%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提供了一種制備含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料的方法，其特征在于(1)首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質(zhì)素磺酸鈉、苯并三氮唑、硫代二乙二醇、 三苯基膦溶入去離子水中，然后在攪拌狀態(tài)下緩慢加入納米二氧化硅、鋅鋁合金粉攪拌2h后靜置；(2)按B組份中的配方，稱取定量的四氟化鋯、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、肌醇六磷酸酯緩慢加入到去離子水中攪拌，混合均勻后邊攪拌邊緩慢加入醋丁纖維素和乙醇，持續(xù)攪拌 2h后靜置；(3)將靜置4h以上的A組份和B組份按質(zhì)量比3:1混合即得所述的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料。
本發(fā)明無鉻鋅鋁涂層與鋅鉻涂層在涂覆生產(chǎn)工藝上是相近的。在對零件進(jìn)行前處理以后，無鉻鋅鋁涂層同鋅鉻涂層一樣，采用常規(guī)的浸潰-離心、噴涂或浸潰-浙液-離心的涂覆工藝。一次涂覆后的零件在170°C條件下加熱維持15分鐘后固化得到涂層，然后將零件取出冷卻后進(jìn)行第二次涂覆固化，二次固化溫度為170°C，持續(xù)時(shí)間15-20分鐘。通過調(diào)整涂覆過程的工藝參數(shù)可以得到不同的涂層厚度。
本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明的涂層作防腐處理的工程零件具有許多優(yōu)異性能，如涂層固化溫度低、優(yōu)異的耐蝕性、優(yōu)良的抗沖擊性能、與基體結(jié)合力強(qiáng)、同時(shí)與其它各種附加涂層也有較好的結(jié)合力，同時(shí)彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中自身硬度較低的不足，涂層耐磨性能好，且高耐熱腐蝕性極好，極端環(huán)境下使用壽命長。本發(fā)明產(chǎn)品具有無毒、無害、無污染、低溫快速處理、操作簡單、原料來源廣泛、價(jià)格低、清潔生產(chǎn)等特點(diǎn)，本發(fā)明無鉻鋅鋁涂層漿液的國內(nèi)市場價(jià)僅為120元人民幣/公斤，從而大大降低了無鉻鋅鋁涂層的加工涂覆成本，為我國大規(guī)模應(yīng)用無鉻鋅鋁涂層創(chuàng)造了條件。
具體實(shí)施方式
下面給出本發(fā)明所述涂料配方配比的一些優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明的各組成成分的含量不限于給出的數(shù)值，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，完全可以在配方數(shù)值范圍內(nèi)進(jìn)行合理的概括和推理。
實(shí)施例1 :一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3 1質(zhì)量比組成，其中 A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉32%納米二氧化硅25%木質(zhì)素磺酸鈉15%苯并三氮唑4%硫代二乙二醇O. 35%三苯基膦O. 35%去離子水余量 B組份的配方質(zhì)量百分比為四氟化鋯25%Y~氨丙基二乙氧基娃燒18%肌醇六磷酸酯14%醋丁纖維素3. 5%乙醇7%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mg、Si組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
制備上述含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料的方法(1)首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質(zhì)素磺酸鈉、苯并三氮唑、硫代二乙二醇、 三苯基膦溶入去離子水中，然后在攪拌狀態(tài)下緩慢加入納米二氧化硅、鋅鋁合金粉攪拌2h 后靜置；(2)按B組份中的配方，稱取定量的四氟化鋯、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、肌醇六磷酸酯緩慢加入到去離子水中攪拌，混合均勻后邊攪拌邊緩慢加入醋丁纖維素和乙醇，持續(xù)攪拌 2h后靜置；(3)將靜置4h以上的A組份和B組份按質(zhì)量比3:1混合即得所述的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料。
實(shí)施例2 一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質(zhì)量比組成，其中A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉25%納米二氧化硅30%木質(zhì)素磺酸鈉12%苯并三氮唑5%硫代二乙二醇0.2%三苯基膦O. 5%去離子水余量 B組份的配方質(zhì)量百分比為四氟化鋯20%Y-氣丙基二乙氧基娃燒20%肌醇六磷酸酯10%醋丁纖維素5%乙醇5%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mg、Si組成。
其中，所述的納 米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3 一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質(zhì)量比組成，其中 A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉40%納米二氧化硅20%木質(zhì)素磺酸鈉18%苯并三氮唑3%硫代二乙二醇0.5%三苯基膦O. 2%去離子水余量 B組份的配方質(zhì)量百分比為四氟化鋯30%Y-氣丙基二乙氧基娃燒15%肌醇六磷酸酯18%醋丁纖維素2%乙醇9%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mg、Si組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例4 一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質(zhì)量比組成，其中A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉26%納米二氧化硅29%木質(zhì)素磺酸鈉13%苯并三氮唑4. 5%硫代二乙二醇0.25% 三苯基膦O. 45%去離子水余量 B組份的配方質(zhì)量百分比為四氟化鋯22%Y -氨丙基三乙氧基硅烷18. 5%肌醇六磷酸酯12%醋丁纖維素4. 5%乙醇6%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mg、Si組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例5 一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質(zhì)量比組成，其中 A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉38%
權(quán)利要求
1.一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，其特征在于由A、B雙組份按3:1質(zhì)量比組成，其中A組份的配方質(zhì)量百分比為鋅鋁合金粉32%納米二氧化硅25%木質(zhì)素磺酸鈉15%苯并三氮唑4%硫代二乙二醇0.35%三苯基膦O. 35%去離子水余量B組份的配方質(zhì)量百分比為四氟化鋯25%Y-氣丙基二乙氧基娃燒18%肌醇六磷酸酯14%醋丁纖維素3. 5%乙醇7%去離子水余量所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm ；所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mg、Si組成，各組分的質(zhì)量百分比為Zn :60 70%，Ni O. 5% 0· 8%, Mg 0. 1% 0· 2%, S1:0· 5% 1· 0%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，其特征在于，制備方法為(1)首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質(zhì)素磺酸鈉、苯并三氮唑、硫代二乙二醇、三苯基膦溶入去離子水中，然后在攪拌狀態(tài)下緩慢加入納米二氧化硅、鋅鋁合金粉攪拌2h后靜置；(2)按B組份中的配方，稱取定量的四氟化鋯、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、肌醇六磷酸酯緩慢加入到去離子水中攪拌，混合均勻后邊攪拌邊緩慢加入醋丁纖維素和乙醇，持續(xù)攪拌2h后靜置；(3)將靜置4h以上的A組份和B組份按質(zhì)量比3:1混合即得所述的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含鎳-鎂-硅的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按31質(zhì)量比組成，其中A組分包括下列原料鋅鋁合金粉、納米二氧化硅、木質(zhì)素磺酸鈉、苯并三氮唑、硫代二乙二醇、三苯基膦、去離子水；B組分包括下列原料四氟化鋯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、肌醇六磷酸酯、醋丁纖維素、乙醇、去離子水。其中所述鋅鋁合金粉由Zn、Al、Ni、Mg和Si組成。本發(fā)明產(chǎn)品具有無毒、無害、無污染、低溫快速處理、操作簡單、原料來源廣泛、價(jià)格低、清潔生產(chǎn)等特點(diǎn)。
文檔編號C09D1/00GK103031009SQ201310000269
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月3日
發(fā)明者張軍 申請人:張軍