本發(fā)明涉及金屬表面防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù):
近海和海洋中工程裝備常受鹽霧、氣流沖刷腐蝕,服役環(huán)境極端惡劣,耐海洋氣候腐蝕涂層的長(zhǎng)壽命問(wèn)題亟待解決。目前,熱鍍al-zn-si合金和達(dá)克羅涂層已成為國(guó)內(nèi)外風(fēng)電金屬部件耐海洋氣候腐蝕長(zhǎng)壽命防護(hù)主流技術(shù)。
但是,熱鍍合金涂層工藝、裝備較復(fù)雜、工藝溫度高(>800℃),易造成零件氧化變形,且操作過(guò)程中煙塵、粉塵、金屬熱蒸汽污染嚴(yán)重;另外,耐磨性不足,抗沖蝕能力不強(qiáng);不適用大面積工件處理及野外作業(yè)使其應(yīng)用受到限制。達(dá)克羅(dacromet)又稱(chēng)鋅鉻涂層,是一種高防腐蝕性能的涂層。與傳統(tǒng)的電鍍鋅、熱浸鋅等工藝相比,具有對(duì)環(huán)境污染小、防護(hù)性能好、無(wú)氫脆、耐高溫等特點(diǎn),被稱(chēng)為表面處理的“綠色生產(chǎn)”技術(shù)。但傳統(tǒng)達(dá)克羅液中還含有約2%的cr6+,六價(jià)鉻毒性強(qiáng),對(duì)人和環(huán)境危害大。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)頒布一些相關(guān)的法律法規(guī)來(lái)限制或者禁止六價(jià)鉻的使用,因此,表面處理無(wú)鉻化已成為全球發(fā)展趨勢(shì)。
國(guó)內(nèi)外近年來(lái)在研究達(dá)克羅耐蝕機(jī)理的基礎(chǔ)上,積極尋找配方中含六價(jià)cr離子的鉻酸鹽的替代品,已取得初步成果,但涂料配方及工藝仍需進(jìn)一步優(yōu)化,耐腐蝕壽命須進(jìn)一步提高。
為了提高水性無(wú)鉻鋅鋁涂液系統(tǒng)的防腐性,采用多種有機(jī)/無(wú)機(jī)多種物質(zhì)復(fù)配使用,但在性能提升的同時(shí)增加了涂裝成本,且給體系的兼容性和穩(wěn)定性帶來(lái)較大困難。因此,僅靠改進(jìn)鉻酐替代物質(zhì)來(lái)提高無(wú)鉻鋅鋁涂層的耐蝕性已經(jīng)不能滿足要求。傳統(tǒng)的無(wú)鉻鋅鋁涂層采用鋅鋁混合粉作為顏料,鋅鋁涂層兼有鋅涂層的陰極保護(hù)能力和鋁涂層的高耐蝕性能,且在一定范圍內(nèi)其耐蝕性隨鋁含量的提高而增強(qiáng)。無(wú)鉻鋅鋁涂層的鋅/鋁粉比為2:1~5:1時(shí),涂層的耐鹽霧腐蝕性能較好,繼續(xù)增加鋁粉含量,涂層耐蝕性反而下降。高鋁粉含量涂液中鋅粉和鋁粉完全分散均勻非常困難,不可避免的存在局部鋁粉富集現(xiàn)象,導(dǎo)致局部顯著貧鋅,在含氯離子腐蝕環(huán)境中,貧鋅區(qū)不能提供有效的陰極保護(hù),這會(huì)使得高鋁含量的鋅鋁涂層提前失效。
現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)明中富鋁的水性無(wú)鉻鋅鋁涂層的保護(hù)機(jī)制主要為腐蝕產(chǎn)物膜的鈍化作用,而涂層陰極保護(hù)作用較弱,會(huì)導(dǎo)致涂層耐海洋氣候腐蝕壽命顯著降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種防腐涂料,旨在改善現(xiàn)有的水性無(wú)鉻鋅鋁涂層在鋁含量高的條件下陰極保護(hù)作用較弱導(dǎo)致涂料在含氯離子腐蝕環(huán)境下防腐性能較為一般的問(wèn)題。
本發(fā)明還提供了一種防腐涂料的制備方法,旨在制備出能夠改善現(xiàn)有的水性無(wú)鉻鋅鋁涂層在鋁含量高的條件下陰極保護(hù)作用較弱導(dǎo)致涂料在含氯離子腐蝕環(huán)境下防腐性能較為一般的問(wèn)題的防腐涂料。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種防腐涂料,其原材料按重量份數(shù)計(jì)包括:鋁鋅鎂硅多元合金粉150-300份、改性納米粉體5-20份、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑50-100份、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑5-15份、乙二醇60-120份、硅烷水解助劑25-200份、增稠劑4-6.5份、消泡劑0.5-1份、吐溫2018-36份、磷鉬酸鹽9-18份、季銨鹽鈦酸酯為10-30份,其中鋁鋅鎂硅多元合金粉包括鋁、鎂、硅和鋅,鋁、鎂、硅和鋅的質(zhì)量比為55.5-75:3.2-9.6:0.35-5.7:18.22-40.87。
一種制備上述的防腐涂料的方法,包括:
將吐溫20、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑、季銨鹽鈦酸酯與乙二醇溶于第一去離子水中攪拌溶液至粘稠狀;在繼續(xù)攪拌過(guò)程中再依次加入改性納米粉體、鋁鋅鎂硅多元合金粉和消泡劑至粉漿均勻,并向均勻的粉漿中加入環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑、硅烷水解助劑、磷鉬酸鹽的水溶液及增稠劑。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的防腐涂料,使用時(shí),本發(fā)明提供的防腐涂料由于其內(nèi)合金具有較好的成分配比使得其涂覆形成的涂層具有較高的鋁含量保證了較高的耐蝕性的前提下,在保持了腐蝕產(chǎn)物膜具有較好的鈍化作用的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加大了涂層犧牲陽(yáng)極的作用,使得涂層即使鋁含量高也不易發(fā)生點(diǎn)蝕,顯著提高涂層在含氯離子環(huán)境下的耐蝕性能。本發(fā)明提供的制備防腐涂料的方法,能夠制備出上述防腐蝕性能好、硬度高的防腐涂料。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者,按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的防腐涂料及其制備方法進(jìn)行具體說(shuō)明。
一種防腐涂料,其原材料按重量份數(shù)計(jì)包括:鋁鋅鎂硅多元合金粉150-300份、改性納米粉體5-20份、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑50-100份、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑5-15份、乙二醇60-120份、硅烷水解助劑25-200份、增稠劑4-6.5份、消泡劑0.5-1份、吐溫2018-36份、磷鉬酸鹽9-18份、季銨鹽鈦酸酯為10-30份,其中鋁鋅鎂硅多元合金粉包括鋁、鎂、硅和鋅,鋁、鎂、硅和鋅的質(zhì)量比為55.5-75:3.2-9.6:0.35-5.7:18.22-40.87。防腐涂料中各成分在具有較優(yōu)的比例的條件下相互作用,使得防腐涂料涂覆形成的涂層防腐性能好硬度高。
mg元素在al-zn-si合金中可以降低合金涂層的腐蝕電位,提高涂層的陰極保護(hù)作用,mg2si相比mgzn2相能夠提供更持久的陰極保護(hù)。進(jìn)一步地,鋁鋅鎂硅多元合金粉為鱗片狀,鱗片狀的合金粉彼此平行或重疊排列,形成一道道鱗片保護(hù)屏障,延緩腐蝕介質(zhì)透過(guò)涂層到達(dá)基材表面的時(shí)間,從而大大延長(zhǎng)了基材的使用壽命。進(jìn)一步地,該鱗片狀的鋁鋅鎂硅多元合金粉片徑小于20μm,片厚小于0.5μm,長(zhǎng)徑比大于30。此尺寸的鱗片狀的合金粉相互之間排列更加緊密形成的涂層物理屏蔽作用更好、硬度更高。
無(wú)鉻鋅鋁涂層的硬度低、抗風(fēng)沙侵蝕性比較差,在不降低涂層耐蝕性前提下,加入一些納米硬質(zhì)顆粒以提高涂層的力學(xué)性能,但是納米粒子表面能高,極易發(fā)生團(tuán)聚,在介質(zhì)中難以分散,團(tuán)聚的納米粒子會(huì)增大涂層的孔隙率,使涂層的防護(hù)性能下降。因此,為避免因納米微粒因表面能高而自發(fā)團(tuán)聚的現(xiàn)象,本發(fā)明采用改性納米粉體。納米粉體改性是指用物料、化學(xué)方法對(duì)粒子表面進(jìn)行處理,有目的地改變粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì),如表面原子層結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)、表面疏水性、電學(xué)、化學(xué)吸附等反應(yīng)特性等。改性后的納米粉體具有分散性好,表面活性好,相容性好,耐光、耐紫外線、耐熱、耐候等性能好等優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)一步地,改性納米粉體包括改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體,改性納米二氧化鈦粉體本身就具有極高的防腐性能,而改性氧化鋅能夠防止粉體出現(xiàn)團(tuán)聚的現(xiàn)象且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。進(jìn)一步地,改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體的質(zhì)量比為1:1-3,該比例的改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體相互配合能夠增強(qiáng)涂料涂層的穩(wěn)定性和防腐性。
吐溫20別名聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯,分子式c58h114o26,是山梨醇及其一失水、雙失水化合物與月桂酸酯按每摩爾山梨醇及其脫水化合物與約20摩爾的環(huán)氧乙烷在堿性條件下縮合而制得。增稠劑是一種流變助劑,不僅可以使涂料增稠,防止施工中出現(xiàn)流掛現(xiàn)象,而且能賦予涂料優(yōu)異的機(jī)械性能和貯存穩(wěn)定性。對(duì)于黏度較低的水性涂料來(lái)說(shuō),是非常重要的一類(lèi)助劑。消泡劑添加入混合溶液中能夠降低表面張力,抑制泡沫產(chǎn)生或消除已產(chǎn)生泡沫。
采用al-zn-mg-si多元合金粉末由于其具有上述配比,使涂層實(shí)現(xiàn)合金涂層犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)機(jī)制與腐蝕產(chǎn)物鈍化機(jī)制最佳組合,而al-zn-mg-si多元合金粉末與上述各組分的配合作用在保持了腐蝕產(chǎn)物膜具有較好的鈍化作用的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加大了涂層犧牲陽(yáng)極的作用,顯著提高涂層在氯離子環(huán)境下的耐蝕性能。
偶聯(lián)劑被稱(chēng)作“分子橋”,用以改善無(wú)機(jī)物與有機(jī)物之間的界面作用,從而大大提高復(fù)合材料的性能,如物理性能、電性能、熱性能、光性能、防腐性能等,同時(shí)還可以防止其它介質(zhì)向界面滲透,改善界面狀態(tài),有利于制品的耐老化、耐應(yīng)力及電絕緣性能。而上述偶聯(lián)劑的配比及成分為更加優(yōu)選地增強(qiáng)本發(fā)明提供的防腐涂料的性能的組份。螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑在組分中作附著力增強(qiáng)劑,能夠增強(qiáng)涂層的附著力。而組分中的季銨鹽鈦酸酯既可作為交聯(lián)劑也可作為偶聯(lián)劑,其能夠使水性涂料、油墨附著力增強(qiáng)。由于硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑為最常見(jiàn)的偶聯(lián)劑,在選用硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑的情況下,水解助劑選擇硅烷水解助劑用以幫助硅烷水解。水解助劑:為促進(jìn)組分中其他成分水解的助劑。優(yōu)選地,硅烷水解助劑為甲醇或者乙醇。甲醇和乙醇為最為常見(jiàn)的助劑且價(jià)格便宜易購(gòu)買(mǎi)。需要說(shuō)明的是在本發(fā)明的其他實(shí)施例中硅烷水解助劑還可以是其他小分子單元醇。
一種制備防腐涂料的方法,包括:
s1、將吐溫20、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑、季銨鹽鈦酸酯與乙二醇溶于第一去離子水中攪拌溶液至粘稠狀。
首先,采用天平準(zhǔn)確稱(chēng)量鋁鋅鎂硅多元合金粉150-300份、改性納米粉體5-20份、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑50-100份、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑5-15份、乙二醇60-120份、硅烷水解助劑25-200份、增稠劑4-6.5份、消泡劑0.5-1份、吐溫2018-36份、磷鉬酸鹽9-18份、季銨鹽鈦酸酯為10-30份以及去離子水足量放置于實(shí)驗(yàn)室干燥環(huán)境中用以備用。
取一部分去離子水為第一去離子水,將吐溫20、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑、季銨鹽鈦酸酯與乙二醇,溶于第一去離子水中在室溫或水浴20-30℃攪拌溶液至粘稠狀,攪拌至粘稠狀時(shí)基本已將各成分混合均勻。
s2、在繼續(xù)攪拌過(guò)程中再依次加入改性納米粉體、鋁鋅鎂硅多元合金粉和消泡劑至粉漿均勻。
具體地,繼續(xù)將上述的粘稠狀液體在室溫或水浴20-30℃的條件下進(jìn)行攪拌,并依次向反應(yīng)容器中加入稱(chēng)量好的改性納米粉體、鋁鋅鎂硅多元合金粉和消泡劑至粉漿混合均勻。
s3、并向均勻的粉漿中加入環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑、硅烷水解助劑、磷鉬酸鹽的水溶液及增稠劑。
具體地,對(duì)混合均勻的粉漿在室溫或水浴20-30℃的條件下繼續(xù)攪拌,并向其中加入環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑、硅烷水解助劑、磷鉬酸鹽的水溶液及增稠劑。
優(yōu)選地,將環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑與硅烷水解助劑加入均勻的粉漿中的方式為:將環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑與硅烷水解助劑溶于第二去離子水中混合均勻得透明澄清溶液,將透明澄清溶液、磷鉬酸鹽的水溶液及增稠劑依次加入均勻的粉漿中繼續(xù)攪拌。優(yōu)選地,第二去離子水、硅烷水解助劑與環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為2-3.5:0.5-2:1,當(dāng)?shù)诙ルx子水、硅烷水解助劑與環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑的比值在此范圍時(shí)最有利于獲得足量硅醇單體,以保證硅烷偶聯(lián)劑在材料表面的成膜質(zhì)量。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
稱(chēng)取鋁、鎂、硅和鋅質(zhì)量比為55.5:3.2:0.35:18.22的鋁鋅鎂硅多元合金粉150g,改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體的質(zhì)量比為1:1的改性納米粉體5g,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷100g、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑5g,乙二醇60g,甲醇50g,增稠劑4g,消泡劑0.5g,吐溫2018g,磷鉬酸鈉9g,季銨鹽鈦酸酯為10g,去離子水963.5g。其中鋁鋅鎂硅多元合金粉片徑小于20μm,片厚小于0.5μm,長(zhǎng)徑比大于30。
將螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑,吐溫20,季胺鹽鈦酸酯與乙二醇依次加入到613.5g的第一去離子水中,在室溫下攪拌至透明粘稠狀;再依次加入改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體攪拌40min,而后加入鋁鋅鎂硅多元合金粉以及消泡劑,持續(xù)攪拌60min至粉漿均勻;將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲醇溶于350g第二去離子水中,在室溫下攪拌,直至獲得澄清透明的硅烷水解液,將此硅烷水解液加入上述均勻粉漿中攪拌30min至二者混合均勻后,再向其中加入磷鉬酸鈉配制成的溶液充分?jǐn)嚢韬蠹尤朐龀韯┎⒊掷m(xù)攪拌5小時(shí)后得到防腐涂料。
將得到的防腐涂料涂覆到基體表面后,在110℃下預(yù)烘8-10min,隨后分別在290℃固化25min,最后得到納米改性無(wú)鉻高鋁al-zn-mg-si合金涂層。
按實(shí)施例1所得涂層用劃格法測(cè)結(jié)合力為0級(jí),涂層厚度12-15μm,耐10%鹽水超過(guò)160d,鹽霧試驗(yàn)超過(guò)1950h,硬度超過(guò)210hv0.005,并將數(shù)據(jù)記錄入表2。
實(shí)施例2
稱(chēng)取鋁、鎂、硅和鋅質(zhì)量比為75:9.6:5.7:40.87的鋁鋅鎂硅多元合金粉210g,改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體的質(zhì)量比為1:3的改性納米粉體16g,β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷50g、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑15g,乙二醇80g,乙醇100g,增稠劑5g,消泡劑0.7g,吐溫2022g,磷鉬酸鉀18g,季銨鹽鈦酸酯為15g,去離子水613.8g。其中鋁鋅鎂硅多元合金粉片徑小于20μm,片厚小于0.5μm,長(zhǎng)徑比大于30。
將螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑,吐溫20,季胺鹽鈦酸酯與乙二醇依次加入到468.3g第一去離子水中,在室溫下攪拌至透明粘稠狀;再依次加入改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體攪拌30min,而后加入鋁鋅鎂硅多元合金粉以及消泡劑,持續(xù)攪拌30min至粉漿均勻;將β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷和甲醇溶于150g第二去離子水中,在室溫下攪拌,直至獲得澄清透明的硅烷水解液,將此硅烷水解液加入上述均勻粉漿中攪拌20min至二者混合均勻后,再向其中加入磷鉬酸鈉配制成的溶液充分?jǐn)嚢韬蠹尤朐龀韯┎⒊掷m(xù)攪拌6小時(shí)后得到防腐涂料。
將得到的防腐涂料涂覆到基體表面后,在110℃下預(yù)烘8-10min,隨后分別在290℃固化25min,隨后分別在290℃左右固化25min,最后得到納米改性水性無(wú)鉻高鋁al-zn-mg-si防腐涂層。
按實(shí)施例2所得涂層用劃格法測(cè)結(jié)合力為0級(jí),涂層厚度約為12-15μm,耐10%鹽水超過(guò)150d,鹽霧試驗(yàn)超過(guò)1910h,硬度超過(guò)214hv0.005。并將數(shù)據(jù)記錄入表2。
實(shí)施例3
稱(chēng)取鋁、鎂、硅和鋅質(zhì)量比為56:4.4:4:20.23的鋁鋅鎂硅多元合金粉300g,改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體的質(zhì)量比為1:3的改性納米粉體20g,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷100g、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑5g,甲醇100g,乙二醇120g,增稠劑6.5g,消泡劑1g,吐溫2036g,磷鉬酸鈉18g,季銨鹽鈦酸酯為30g,去離子水613.5g。其中鋁鋅鎂硅多元合金粉片徑小于20μm,片厚小于0.5μm,長(zhǎng)徑比大于30。
將螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑,吐溫20,季胺鹽鈦酸酯與乙二醇依次加入到263.5g第一去離子水中,在室溫下攪拌至透明粘稠狀;再依次加入改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體攪拌40min,而后加入鋁鋅鎂硅多元合金粉以及消泡劑,持續(xù)攪拌60min至粉漿均勻;將γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲醇溶于350g第二去離子水中,在室溫下攪拌,直至獲得澄清透明的硅烷水解液,將此硅烷水解液加入上述均勻粉漿中攪拌30min至二者混合均勻后,再向其中加入磷鉬酸鈉配制成的溶液充分?jǐn)嚢韬蠹尤朐龀韯┎⒊掷m(xù)攪拌5小時(shí)后得到防腐涂料。
將得到的防腐涂料涂覆到基體表面后,在110℃下預(yù)烘8-10min,隨后分別在290℃固化25min,隨后分別在290℃左右固化25min,最后得到納米改性水性無(wú)鉻高鋁al-zn-mg-si-ni-y防腐涂層。
按實(shí)施例3所得涂層用劃格法測(cè)結(jié)合力為0級(jí),涂層厚度12-15μm時(shí),耐10%鹽水超過(guò)145,鹽霧試驗(yàn)超過(guò)1850h,硬度超過(guò)209hv0.005。并將數(shù)據(jù)記錄入表2。
實(shí)施例4
稱(chēng)取鋁、鎂、硅和鋅質(zhì)量比為65:9.5:5.5:19.26的鋁鋅鎂硅多元合金粉200g,改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體的質(zhì)量比為1:1的改性納米粉體20g,β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷50g、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑15g,甲醇50g,乙二醇80g,增稠劑5g,消泡劑0.8g,吐溫2018g,磷鉬酸鈉12g,季銨鹽鈦酸酯為30g,去離子水619.2g。其中鋁鋅鎂硅多元合金粉片徑小于20μm,片厚小于0.5μm,長(zhǎng)徑比大于30。
將螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑,吐溫20,季胺鹽鈦酸酯與乙二醇依次加入到519.2g第一去離子水中,在室溫下攪拌至透明粘稠狀;再依次加入改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體攪拌30min,而后加入鋁鋅鎂硅多元合金粉以及消泡劑,持續(xù)攪拌30min至粉漿均勻;將β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷和甲醇溶于100g第二去離子水中,在室溫下攪拌,直至獲得澄清透明的硅烷水解液,將此硅烷水解液加入上述均勻粉漿中攪拌20min至二者混合均勻后,再向其中加入磷鉬酸鈉配制成的溶液充分?jǐn)嚢韬蠹尤朐龀韯┎⒊掷m(xù)攪拌6小時(shí)后得到防腐涂料。
將得到的防腐涂料涂覆到基體表面后,在110℃下預(yù)烘8-10min,隨后在290℃左右固化25min,最后得到納米改性水性無(wú)鉻高鋁al-zn-mg-si-ti-zr防腐涂層。
按實(shí)施例4所得涂層用劃格法測(cè)結(jié)合力為0級(jí),涂層厚度12-15μm時(shí),耐10%鹽水超過(guò)150d,鹽霧試驗(yàn)超過(guò)1900h,硬度超過(guò)215hv0.005。并將數(shù)據(jù)記錄入表2。
實(shí)施例5
稱(chēng)取鋁、鎂、硅和鋅質(zhì)量比為70:4.6:0.5:30的鋁鋅鎂硅多元合金粉150g,改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體的質(zhì)量比為1:1的改性納米粉體10g,β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷50g、螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑10g,甲醇50g,乙二醇60g,增稠劑4.5g,消泡劑1g,吐溫2020g,磷鉬酸鈉10g,季銨鹽鈦酸酯為10g,去離子水779.5g。其中鋁鋅鎂硅多元合金粉片徑小于15μm,片厚小于0.5μm,長(zhǎng)徑比大于60。
將螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑,吐溫20,季胺鹽鈦酸酯與乙二醇依次加入到629.5g第一去離子水中,在室溫下攪拌至透明粘稠狀;再依次加入改性納米zno粉體和改性納米tio2粉體攪拌30min,而后加入鋁鋅鎂硅多元合金粉以及消泡劑,持續(xù)攪拌60min至粉漿均勻;將β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷和甲醇溶于150g第二去離子水中,在室溫下攪拌,直至獲得澄清透明的硅烷水解液,將此硅烷水解液加入上述均勻粉漿中攪拌20min至二者混合均勻后,再向其中加入磷鉬酸鈉配制成的溶液充分?jǐn)嚢韬蠹尤朐龀韯┎⒊掷m(xù)攪拌10小時(shí)后得到防腐涂料。
將得到的防腐涂料涂覆到基體表面后,在95℃下預(yù)烘15min,隨后在285℃下固化30min,最后得到納米改性水性無(wú)鉻高鋁al-zn-mg-si-la-y防腐涂層。
按實(shí)施例5所得涂層用劃格法測(cè)結(jié)合力為0級(jí),12-15μm時(shí),耐10%鹽水超過(guò)145d,中性鹽霧試驗(yàn)超過(guò)1850h,硬度超過(guò)205hv0.005。并將數(shù)據(jù)記錄入表2。
實(shí)施例6
本實(shí)施例與實(shí)施例1各項(xiàng)操作條件基本相同,不同之處為:鋁鋅鎂硅多元合金粉230g,其中鋁、鎂、硅和鋅的質(zhì)量比為66:5.7:5.1:40,改性納米zno粉體6g,改性納米tio2粉體11g,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷82g,螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑12g,乙二醇100g,乙醇164g,增稠劑5.5g,消泡劑0.8g,吐溫2023g,磷鉬酸鈉13g,季銨鹽鈦酸酯為22g,去離子水494.7g,其中含第二去離子水164g。
將制得的防腐涂料涂覆到基體表面并固化完成后涂層厚度12-15μm,測(cè)涂層各性能指標(biāo)記錄入表2。
實(shí)施例7
本實(shí)施例與實(shí)施例2各項(xiàng)操作條件基本相同,不同之處為:鋁鋅鎂硅多元合金粉250g,其中鋁、鎂、硅和鋅的質(zhì)量比為71:8:0.9:32,改性納米zno粉體5g,改性納米tio2粉體12g,γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷61g,螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑14g,乙二醇65g,乙醇60g,增稠劑4.5g,消泡劑0.75g,吐溫2034g,磷鉬酸鈉11g,季銨鹽鈦酸酯為26g,去離子水609.25g,其中含第二去離子水152.5g。
將制得的防腐涂料涂覆到基體表面并固化完成后涂層厚度12-15μm,測(cè)涂層各性能指標(biāo)記錄入表2。
實(shí)施例8
本實(shí)施例與實(shí)施例3各項(xiàng)操作條件基本相同,不同之處為:鋁鋅鎂硅多元合金粉168g,其中其中鋁、鎂、硅和鋅的質(zhì)量比為59:4.2:4.2:25,改性納米zno粉體3,改性納米tio2粉體9g,β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷70g,螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑6g,乙二醇77g,乙醇35g,增稠劑5g,消泡劑0.7g,吐溫2025g,磷鉬酸鈉16g,季銨鹽鈦酸酯為18g,去離子水707.3g,其中含第二去離子水140g。
將制得的防腐涂料涂覆到基體表面并固化完成后涂層厚度12-15μm,測(cè)涂層各性能指標(biāo)記錄入表2。
實(shí)施例9
本實(shí)施例與實(shí)施例4各項(xiàng)操作條件基本相同,不同之處為:鋁鋅鎂硅多元合金粉270g,其中鋁、鎂、硅和鋅的質(zhì)量比為74:5.8:2:27,改性納米zno粉體4g,改性納米zno粉體4,改性納米tio2粉體8g,β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷96g,螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑9g,乙二醇110g,甲醇160g,增稠劑5.5g,消泡劑0.7g,吐溫2024g,磷鉬酸鈉15g,季銨鹽鈦酸酯為24g,去離子水561.8g,其中含第二去離子水288g。
將制得的防腐涂料涂覆到基體表面并固化完成后涂層厚度12-15μm,測(cè)涂層各性能指標(biāo)記錄入表2。
實(shí)施例10
本實(shí)施例與實(shí)施例5各項(xiàng)操作條件基本相同,不同之處為:鋁鋅鎂硅多元合金粉270g,其中鋁、鎂、硅和鋅的質(zhì)量比為73:4.8:2.5:33,改性納米zno粉體5,改性納米tio2粉體6g,β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷100g,螯合型磷酸酯鈦偶聯(lián)劑8g,乙二醇80g,甲醇200g,增稠劑4.5g,消泡劑0.6g,吐溫2021g,磷鉬酸鈉14g,季銨鹽鈦酸酯為23g,去離子水467.9g,其中含第二去離子水200g。
將制得的防腐涂料涂覆到基體表面并固化完成后涂層厚度12-15μm,測(cè)涂層各性能指標(biāo)記錄入表2。
實(shí)施例11-實(shí)施例20實(shí)施方式與實(shí)施例1相似,其不同之處在于各組份含量不同。實(shí)施例11-實(shí)施例20各合金成分分別如下:
鋁鋅鎂硅多元合金粉含量及各成分質(zhì)量比分別為:實(shí)施例1中300g、其中al:mg:si:zn=56:3.4:4:33;實(shí)施例2中280g、其中al:mg:si:zn:=57:8:4:31;實(shí)施例3中260g、其中al:mg:si:zn:=60:3.4:1.6:33;實(shí)施例4中250g、其中al:mg:si:zn=62:3.4:1.6:33;實(shí)施例5中230g、其中al:mg:si:zn=63:8:4:24.5;實(shí)施例6中220g、其中al:mg:si:zn=64:3.4:1.6:30.9;實(shí)施例7中200g、其中al:mg:si:zn=65:9.5:5.5:18.5;實(shí)施例8中180g、其中al:mg:si:zn=68:8:4:19;實(shí)施例9中150g、其中al:mg:si:zn=70:4.6:0.5:24.78;實(shí)施例10中150g、其中al:mg:si:zn=72:3.4:1.6:22.1。實(shí)施例11-實(shí)施例20中其他組份質(zhì)量如表1所示:
表1實(shí)施例11-20各成分含量(g)
實(shí)施例11-20中水解助劑選用乙醇或甲醇,環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑選用β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,制備過(guò)程中所要用到的去離子水根據(jù)需要取用,其中第二去離子水滿足第二去離子水的質(zhì)量:硅烷水解助劑的質(zhì)量:環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量=2-3.5:0.5-2:1。
實(shí)驗(yàn)例
將達(dá)克羅12-15μm涂層記為11與某一市售無(wú)鉻鋅鋁涂層12-15μm記為12與本發(fā)明提供的實(shí)施例1-20一起測(cè)定各項(xiàng)性能參數(shù),記錄數(shù)據(jù)至表2。
將制得的防腐涂料涂覆到基體表面并固化完成后,測(cè)涂層各性能指標(biāo)記錄入表2。
表2各實(shí)施例及實(shí)驗(yàn)例涂層性能參數(shù)
分析上表可知,除去達(dá)克羅涂層的硬度不低于本發(fā)明實(shí)施例涂料涂覆而成的涂層的硬度以外,達(dá)克羅涂料和市售涂料涂覆形成的涂層的各項(xiàng)指標(biāo)均較本發(fā)明實(shí)施例所提供的防腐涂料所涂覆形成的涂層的各項(xiàng)指標(biāo)差。由此可見(jiàn)本發(fā)明所提供的防腐涂料耐腐蝕性以及硬度均較好。
綜上所述,本發(fā)明提供的防腐涂料由于其內(nèi)合金具有較好的成分配比使得其涂覆形成的涂層在工作過(guò)程中在保持了腐蝕產(chǎn)物膜具有較好的鈍化作用的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加大了涂層犧牲陽(yáng)極的作用,顯著提高涂層抗局部腐蝕能力,同時(shí)加入的輔助金屬元素能夠更進(jìn)一步地提高涂層的硬度和耐蝕性。而本發(fā)明提供的防腐涂料的方法,能夠制備出防腐蝕性能好、硬度高的防腐涂料。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。