本發(fā)明屬于金屬表面防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性無鉻鋅鋁涂料組合物及其制備方法。

背景技術(shù)：

鉚釘、螺栓、彈簧等零部件作為汽車上各部件的堅(jiān)固和連接構(gòu)件，其使用可靠性是至關(guān)重要的問題。引起鉚釘、螺栓、彈簧等零部件失效的主要原因是腐蝕破壞。二十世紀(jì)六七十年代，國(guó)外開發(fā)了達(dá)克羅涂料。達(dá)克羅涂料的顯著特征是涂層中片狀鋅鋁粉的層疊起到機(jī)械隔離和犧牲陽極的作用；六價(jià)鉻鈍化了金屬表面，且其鈍化產(chǎn)物與六價(jià)鉻和三價(jià)鉻的化合物形成具有自修復(fù)作用的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。達(dá)克羅涂料具有優(yōu)異的防腐性能，廣泛應(yīng)用于鉚釘、螺栓、彈簧等汽車零部件的表面防護(hù)。然而，隨著全世界范圍都加強(qiáng)了有關(guān)控制有害物質(zhì)產(chǎn)生的法律規(guī)章的制定，達(dá)克羅涂料因含有對(duì)人體有害的六價(jià)鉻離子，國(guó)內(nèi)外都在尋求環(huán)保型的防腐涂料配方。

目前，國(guó)內(nèi)外開發(fā)的防腐涂料仍然是基于磷片狀鋅鋁金屬的層疊遮蔽和犧牲陽極防護(hù)，近年來相繼開發(fā)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的無鉻鋅鋁涂料，如美國(guó)MCI公司的Geomet(交美特)、德國(guó)Delta公司的Delta涂料、北京永泰和公司的BNC等。但不含六價(jià)鉻的涂層性能與達(dá)克羅有較大差距，主要表現(xiàn)在涂層硬度低、流平性差、耐蝕性差、有氣孔、成本高等缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了無鉻鋅鋁涂層的實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的無鉻鋅鋁涂料存在的涂層硬度低、耐蝕性差、有氣孔等缺點(diǎn)，提供一種水性鋅鋁涂料，比現(xiàn)有的無鉻鋅鋁涂層具有顯著提高的硬度和耐蝕性，以及低的氣孔率。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案按步驟實(shí)現(xiàn)：步驟1：不分先后地分別配制A、B兩組分的混合物配方。按合計(jì)100％的質(zhì)量份數(shù)，A組分的混合物配制方法為：先在8～28％的醇溶液中加入22～38％的鋅鋁合金粉(包含鋅粉和鋁粉和銀粉)并充分?jǐn)嚢?，再加?～6％的乳化劑并充分?jǐn)嚢瑁偌尤?.6～1％的消泡劑并充分?jǐn)嚢?，再加?～0.5％的增稠劑并攪拌均勻；B組分的混合物配制方法為：將0.1～0.9％的微粉氧化鈣緩慢地加入到10～15％的去離子水中，并充分?jǐn)嚢?，隨后加入10～15％的硅烷偶聯(lián)劑并攪拌均勻。步驟2：將A組份的混合液緩慢地倒入B組份的混合液中，并充分?jǐn)嚢瑁徊襟E3：加入余量的去離子水，并充分?jǐn)嚢琛?/p>

上述技術(shù)方案中，鋅鋁合金粉的組成成分按涂料總質(zhì)量份數(shù)合計(jì)100％為：3～6％的鋁、0.1～1％的銀和19～31％的鋅；鋅鋁合金粉的金屬或合金呈鱗片狀，厚度為0.1～0.5微米，粒徑 為8～25微米；醇為聚乙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇中的一種或幾種；乳化劑為OP-10或NP-9；增稠劑為羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素中的一種或其混合物；消泡劑選自礦物油型水性消泡劑如二甲基硅油；硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH550、硅烷偶聯(lián)劑KH560或硅烷偶聯(lián)劑KH578中的一種。

本發(fā)明具有如下的有益效果：B組份配方中加入的微粉氧化鈣，使涂料配方溶液呈弱堿性，顯著抑制了涂料的析氫和涂料的氣孔率。B組份配方中加入的微粉氧化鈣，使涂層的鋅鋁鱗片間隙填充有納米碳酸鈣顆粒，顯著地提高涂層的硬度，同時(shí)使涂層保持良好塑性。A組份配方中加入的金屬銀，延緩氯離子對(duì)涂層中鋅鋁的腐蝕，提高涂層的耐蝕性。

本發(fā)明所述涂料在常溫下制備，具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明所采用的有機(jī)溶劑屬于低沸點(diǎn)的溶劑，能促進(jìn)涂料在200～250℃即可固化、附著在金屬基底上。與300～350℃的常規(guī)固化溫度相比，大幅降低了能耗和生產(chǎn)周期。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的涂層進(jìn)行表面處理的零件具有良好的耐鹽霧腐蝕性和抗風(fēng)蝕性、與基體結(jié)合力高，本發(fā)明的零件表面涂層還解決了現(xiàn)有的無鉻鋅鋁涂層存在硬度較低的不足，涂層具有耐磨性好、涂料組分與環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。

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。然而，本發(fā)明的各組分的質(zhì)量份數(shù)不限于的數(shù)值。對(duì)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

一種水性防腐涂料及其制備方法:配制A組分混合物：先在8％的醇溶液中加入30％的鋅鋁合金粉(包含25％鋅粉和4.4％鋁粉和0.6％銀粉)并攪拌5min，再加入6％的乳化劑并攪拌5min，再加入0.6％的消泡劑并攪拌5min，再加入0.1％的增稠劑并攪拌5min；配制B組分混合物：將0.9％的微粉氧化鈣緩慢地加入到15％的去離子水中，并攪拌15min，隨后加入15％的硅烷偶聯(lián)劑并攪拌5min。將A組份的混合液緩慢地倒入B組份的混合液中，并攪拌15min；加入余量的去離子水，并攪拌15min，制得水性防腐涂料。

本實(shí)施例制得的水性防腐涂料，獲得的涂層經(jīng)測(cè)試：涂層厚度25±10μm，硬度為5H，附著力為4級(jí)，耐鹽性為35～38小時(shí)，耐鹽霧試驗(yàn)為340～360小時(shí)。

實(shí)施例2

一種水性防腐涂料及其制備方法:配制A組分混合物：先在12％的醇溶液中加入25％的鋅鋁合金粉(包含21％鋅粉和3.8％鋁粉和0.2％銀粉)并攪拌5min，再加入5％的乳化劑并攪 拌5min，再加入0.7％的消泡劑并攪拌5min，再加入0.2％的增稠劑并攪拌5min；配制B組分混合物：將0.6％的微粉氧化鈣緩慢地加入到12％的去離子水中，并攪拌15min，隨后加入15％的硅烷偶聯(lián)劑并攪拌5min。將A組份的混合液緩慢地倒入B組份的混合液中，并攪拌15min；加入余量的去離子水，并攪拌15min，制得水性防腐涂料。

本實(shí)施例制得的水性防腐涂料，獲得的涂層經(jīng)測(cè)試：涂層厚度20±6μm，硬度為5H，附著力為5級(jí)，耐鹽性為38～40小時(shí)，耐鹽霧試驗(yàn)為360～390小時(shí)。

實(shí)施例3

一種水性防腐涂料及其制備方法:配制A組分混合物：先在16％的醇溶液中加入35％的鋅鋁合金粉(包含30％鋅粉和4.2％鋁粉和0.8％銀粉)并攪拌5min，再加入4％的乳化劑并攪拌5min，再加入0.8％的消泡劑并攪拌5min，再加入0.2％的增稠劑并攪拌5min；配制B組分混合物：將0.8％的微粉氧化鈣緩慢地加入到15％的去離子水中，并攪拌15min，隨后加入12％的硅烷偶聯(lián)劑并攪拌5min。將A組份的混合液緩慢地倒入B組份的混合液中，并攪拌15min；加入余量的去離子水，并攪拌15min，制得水性防腐涂料。

本實(shí)施例制得的水性防腐涂料，獲得的涂層經(jīng)測(cè)試：涂層厚度21±3μm，硬度為6H，附著力為5級(jí)，耐鹽性為45～48小時(shí)，耐鹽霧試驗(yàn)為420～470小時(shí)。

實(shí)施例4

一種水性防腐涂料及其制備方法:配制A組分混合物：先在22％的醇溶液中加入38％的鋅鋁合金粉(包含32％鋅粉和5％鋁粉和1％銀粉)并攪拌5min，再加入6％的乳化劑并攪拌5min，再加入0.8％的消泡劑并攪拌5min，再加入0.1％的增稠劑并攪拌5min；配制B組分混合物：將0.5％的微粉氧化鈣緩慢地加入到11％的去離子水中，并攪拌15min，隨后加入13％的硅烷偶聯(lián)劑并攪拌5min。將A組份的混合液緩慢地倒入B組份的混合液中，并攪拌15min；加入余量的去離子水，并攪拌15min，制得水性防腐涂料。

本實(shí)施例制得的水性防腐涂料，獲得的涂層經(jīng)測(cè)試：涂層厚度23±6μm，硬度為5H，附著力為4級(jí)，耐鹽性為38～42小時(shí)，耐鹽霧試驗(yàn)為420～450小時(shí)。

實(shí)施例5

一種水性防腐涂料及其制備方法:配制A組分混合物：先在28％的醇溶液中加入22％的鋅鋁合金粉(包含18％鋅粉和3.6％鋁粉和0.4％銀粉)并攪拌5min，再加入1％的乳化劑并攪拌5min，再加入0.8％的消泡劑并攪拌5min，再加入0.5％的增稠劑并攪拌5min；配制B組分 混合物：將0.9％的微粉氧化鈣緩慢地加入到15％的去離子水中，并攪拌15min，隨后加入10％的硅烷偶聯(lián)劑并攪拌5min。將A組份的混合液緩慢地倒入B組份的混合液中，并攪拌15min；加入余量的去離子水，并攪拌15min，制得水性防腐涂料。

本實(shí)施例制得的水性防腐涂料，獲得的涂層經(jīng)測(cè)試：涂層厚度18±2μm，硬度為6H，附著力為5級(jí)，耐鹽性為33～36小時(shí)，耐鹽霧試驗(yàn)為360～380小時(shí)。