專利名稱：一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬防腐涂料，特別是一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料。
技術背景
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)達克羅鋅鉻涂層工藝而開發(fā)出的表面處理新材料。
達克羅是DACR0MET譯音和縮寫，簡稱達克羅、達克銹、迪克龍。國內命名為鋅鉻涂層，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，氧化還原反應形成無定形nCr203 · mCr03復合鹽，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，基本不產生紅銹。 同時它還有無氫脆，能與多種鍍、涂層的膜層結合的優(yōu)點。然而鋅鉻涂料中含有對環(huán)境和人體有害的鉻離子，尤其是六價鉻離子具有致癌作用。雖然鋅鉻涂料的涂覆工藝是一個全封閉的過程，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，相關環(huán)境法規(guī)出臺嚴格限制達克羅涂料中的鉻的含量。 另外，這種涂層固化溫度高達300°C，固化時間也達到30分鐘左右，能耗大；硬度低，耐磨性差。工件在運輸、裝配、使用過程中常常會受到擦傷、劃傷，影響產品的外觀和耐蝕性。
鋅鋁涂層(無鉻達克羅)作為達克羅的更新?lián)Q代產品已經(jīng)首先被汽車制造行業(yè)普遍認可和接受。無鉻鋅鋁涂層目前實現(xiàn)了產業(yè)化的產品屈指可數(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)達國家普遍使用。
目前，國內外均有無鉻達克羅技術的產業(yè)化應用，但是涂層的耐蝕性較傳統(tǒng)達克羅涂層明顯降低，且需與另一層有機涂層搭配使用，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，因此其價格很高。Delta衆(zhòng)液的德國產地價是40歐元/公斤、Geomet 交美特漿液的日本產地價為1750日元/公斤，由此估算它們在我國的銷售價都應在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)鋅鉻涂層的無鉻達克羅涂料是國內外金屬防腐研究的熱點。發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料及其制備方法。
本發(fā)明的具體技術方案如下 一種含鎳-錳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質量比組成，其中A組份的配方質量百分比為鋅鋁合金粉25 40%納米二氧化硅20 30%木質素磺酸鈉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、Mn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量百分比為Zn :60^70%, N1:0. 5% 0. 8%， Mn :0. Γ0. 2%，余量為 Al。
優(yōu)選地，一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，其特征在于由Α、B雙組份按 3:1質量比組成，其中Α組份的配方質量百分比為鋅鋁合金粉32%納米二氧化硅25%木質素磺酸鈉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%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、M η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量百分比為Zn :6(T70%，N1:0. 5°/Γθ. 8%， Mn 0. Γθ. 2%，余量為 Al。
本發(fā)明還提供了一種制備含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料的方法，其特征在于(I)首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質素磺酸鈉、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工藝上是相近的。在對零件進行前處理以后，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行第二次涂覆固化，二次固化溫度為170°C，持續(xù)時間15-20分鐘。通過調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、與基體結合力強、同時與其它各種附加涂層也有較好的結合力，同時彌補了現(xiàn)有技術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、價格低、清潔生產等特點，本發(fā)明無鉻鋅鋁涂層漿液的國內市場價僅為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)模應用無鉻鋅鋁涂層創(chuàng)造了條件。
進一步地通過將鋅鋁合金粉制成微米級粉體，使涂層的耐蝕性、耐磨性、抗沖擊性較傳統(tǒng)鋅鉻達克羅涂層和現(xiàn)有鋅鋁涂層有大幅度的提高，適用于大氣多雨、高溫高濕度、多鹽霧和強風流等腐蝕性惡劣環(huán)境。實際應用證明，當粉體的粒徑在20-50微米時，本發(fā)明的鋅鋁涂層各項性能指標達到最佳。
具體實施方式
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，對于本領域的技術人員來說，完全可以在配方數(shù)值范圍內進行合理的概括和推理。
實施例1 :一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3 1質量比組成，其中A組份的配方質量百分比為鋅鋁合金粉32%納米二氧化硅25%木質素磺酸鈉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%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、N1、Mn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-錳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組份按質量比3:1混合即得所述的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料。
實施例2:一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質量比組成，其中A組份的配方質量百分比為鋅鋁合金粉25%納米二氧化硅30%木質素磺酸鈉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、Mn組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
制備方法同實施例1。
實施例3 一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質量比組成，其中A組份的配方質量百分比為鋅鋁合金粉40%納米二氧化硅20%木質素磺酸鈉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、Mn組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
制備方法同實施例1。
實施例4 一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質量比組成，其中A組份的配方質量百分比為鋅鋁合金粉26%納米二氧化硅29%木質素磺酸鈉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、Mn組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為2(T50nm。
制備方法同實施例1。
實施例5 一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3:1質量比組成，其中A組份的配方質量百分比為鋅鋁合金粉38%納米二氧化硅22%木質素磺酸鈉17%苯并三氮唑3. 5%硫代二乙二醇0.45%三苯基膦0. 25%去離子水余量 B組份的配方質量百分比為四氟化鋯28% Y-氨丙基三乙氧基硅烷 16%肌醇六磷酸酯17%醋丁纖維素2. 5%乙醇8%去離子水余量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Ni、Mn組成。
其中，所述的納米二氧化硅的粒徑為20~50nm。
制備方法同實施例1。
以上實施例1~5中所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Ni和Mn組成，下面，結合表1給出本發(fā)明鋅鋁合金粉各組成成分質量百分比的一些優(yōu)選實施例，但本發(fā)明鋅鋁合金粉的各組成成分的含量不局限于該表中所列數(shù)值，并且需要特別說明的是，盡管表1中給出了相關成分的質量百分比數(shù)值，但這些并不是作為必要技術特征加以描述的，都只是作為更優(yōu)選的條件，都是為了更詳細地給出本發(fā)明的技術信息，而并非是作為本發(fā)明的必要條件加以描述。
表1鋅鋁合金粉各組成成分質量百分比含量(%)
權利要求
1.一種含鎳-錳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質量比組成，其中A組份的配方質量百分比為 鋅鋁合金粉32% 納米二氧化硅25% 木質素磺酸鈉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、Mn組成，各組分的質量百分比為Zn :60% 70%，Ni O.5°/Γθ. 8%, Mn 0. 1°/Γθ. 2%，余量為Al及不可避免的雜質。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種含鎳-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，其特征在于，制備方法為 (O首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質素磺酸鈉、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-錳的無鉻鋅鋁涂層防腐涂料，由A、B雙組份按3∶1質量比組成，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和Mn組成。本發(fā)明產品具有無毒、無害、無污染、低溫快速處理、操作簡單、原料來源廣泛、價格低、清潔生產等特點。
文檔編號C09D5/10GK103044992SQ20131000027
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月3日 優(yōu)先權日2013年1月3日
發(fā)明者張軍 申請人:張軍