一種用于鋼基材質(zhì)的防銹涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于防銹領(lǐng)域，特別涉及一種用于鋼基材質(zhì)的防銹涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼材的防銹問(wèn)題一直是工業(yè)生產(chǎn)和使用過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。鋼材的主要 基體成分是鐵，鐵是一種活性非常強(qiáng)的元素，容易在潮濕的空氣中被氧化，形成鐵的氧化 物。一旦被氧化不但影響美觀，而且可能?chē)?yán)重影響產(chǎn)品的功能。鐵元素在鹽分環(huán)境下的防腐 蝕能力也非常不容樂(lè)觀，腐蝕的原因主要是氯離子的點(diǎn)蝕作用。在實(shí)際中，往往鐵的氧化和 鹽的腐蝕共同作用，以致鋼材的耐腐性非常差。這就需要對(duì)鋼材進(jìn)行表面處理，在其表面涂 覆一層具有防腐蝕性能的保護(hù)膜，以提高鋼材的使用壽命和維持所需的功能要求。
[0003] 目前在大量使用的防銹方式是電鍍，比如鍍鋅，鍍鎳，鋅鋁涂層等。為使這些涂層 發(fā)揮更好的防銹作用，往往對(duì)這些涂層進(jìn)行封閉處理。原因是這些涂層由于制備工藝、試劑 成分和試劑體系的存在的缺陷，形成的鍍層往往并不致密，這會(huì)導(dǎo)致對(duì)鐵具有破壞作用的 因子可以通過(guò)涂層的空隙直接到達(dá)基底，對(duì)鐵產(chǎn)生腐蝕作用。一旦某個(gè)點(diǎn)被攻破，則很快產(chǎn) 生連鎖反應(yīng)，使得鍍層快速失去防銹能力。封閉處理的目的就是通過(guò)填充鍍層中孔隙，對(duì)基 底進(jìn)行全面的防護(hù)。
[0004] 目前，工業(yè)生產(chǎn)中使用的封閉劑有有機(jī)性和無(wú)機(jī)性或者兩者混合型幾類(lèi)。然而主 要起填充和防護(hù)作用的為有機(jī)硅。如青島駿澤盛泰智能科技有限公司在CN104177989A中公 開(kāi)了一種船舶用有機(jī)硅防銹漆，由以下重量份數(shù)的原料制成:E-12環(huán)氧樹(shù)脂65-69份、丁醇 5-8份、磷酸2-3份、有機(jī)硅樹(shù)脂23-25份、酚醛樹(shù)脂12-14份、抑煙劑5-15份、抗氧劑2-5份、光 穩(wěn)定劑2-5份、3-二乙氨基丙胺8-10份、成膜樹(shù)脂4-6份。有機(jī)硅封閉劑體系是一種大分子體 系，其對(duì)整個(gè)電鍍層的填充效果并未達(dá)到最理想狀態(tài);有機(jī)硅在水性溶液體系中，其存在的 狀態(tài)并不穩(wěn)定，需要通過(guò)添加一些分散劑，穩(wěn)定劑等其他成分以保證其在體系中的均勻分 布和穩(wěn)定存在。這樣的體系其實(shí)非常難以儲(chǔ)存和運(yùn)輸。再加上其體系的酸性或者堿性的性 質(zhì)和某些有機(jī)成分表現(xiàn)出的對(duì)環(huán)境的不親和性，是制約其使用的重要因素。在環(huán)境問(wèn)題日 益突出和環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的當(dāng)下，使用環(huán)保型的封閉涂層是一種不錯(cuò)的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，研制出一種用于鋼基材質(zhì)的防銹涂層及其制備方 法，特別適用于緊固件和汽車(chē)零部件。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于鋼基材質(zhì)的防銹涂層的制備方法，其中，
[0007] 所述防銹涂層的材料包括如下摩爾份物質(zhì):無(wú)機(jī)鈦源為0.5-2份、H2O2為0.5-2份、 檸檬酸為〇. 5-2份、無(wú)機(jī)鈣源為1-3份、有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟為0.5-2份、分散劑為0-0.2份 和穩(wěn)定劑為〇-〇. 2份；
[0008] 采用所述防銹涂層的材料制備防銹涂層的方法包括:將無(wú)機(jī)鈦源，H2O2和檸檬酸在 20-50攝氏度水溶液中攪拌，用草酸和檸檬酸鈉控制pH=3-4，直至固體完全溶解，溶液呈橘 紅色透明；在20-50攝氏度下，向所述橘紅色透明溶液中逐步加入無(wú)機(jī)鈣源，加入過(guò)程中不 停攪拌，使得溶液變成懸濁液；向所述懸濁液加入有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟，加入過(guò)程中不停 地?cái)嚢?，溫度保持?5-50攝氏度，用草酸和檸檬酸鈉調(diào)節(jié)懸濁液pH= 7-8;在所述pH= 7-8 的懸濁液中添加分散劑和穩(wěn)定劑使懸濁液中不發(fā)生沉淀，得到防銹涂層懸濁液。
[0009] 進(jìn)一步地，所述防銹涂層的材料包括如下摩爾份物質(zhì):無(wú)機(jī)鈦源為1份、H2O2為1份、 檸檬酸為1份、無(wú)機(jī)鈣源為2份、有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟為1份、分散劑為0.1份和穩(wěn)定劑為 0.1份。
[0010] 進(jìn)一步地，所述無(wú)機(jī)鈦源為單質(zhì)鈦片或二氧化鈦。
[0011] 進(jìn)一步地，所述無(wú)機(jī)鈣源為氫氧化鈣或碳酸鈣或氧化鈣。
[0012] 進(jìn)一步地，所述采用所述防銹涂層的材料制備防銹涂層的方法還包括:鋼材預(yù)先 進(jìn)行電鍍;將防銹涂層懸濁液加熱至30-50攝氏度，在加熱過(guò)程中不停地?cái)嚢?，得乳白色?體，將電鍍后鋼材浸入所述乳白色液體內(nèi)10-60秒，并在空氣中瀝干;將瀝干后的鋼材放入 烘箱，在70-100攝氏度下烘烤10-20分鐘，制備得到防銹涂層。
[0013]進(jìn)一步地，所述將防銹涂層懸濁液加熱至30-50攝氏度，在加熱過(guò)程中不停地?cái)?拌，得乳白色液體，將電鍍后鋼材浸入所述乳白色液體內(nèi)10-60秒，并在空氣中瀝干，具體 為:將防銹涂層懸濁液加熱至40攝氏度，在加熱過(guò)程中不停地?cái)嚢?，得乳白色液體，將電鍍 后鋼材浸入所述乳白色液體內(nèi)30秒，并在空氣中瀝干，將瀝干后的鋼材放入烘箱，在85攝氏 度下烘烤15分鐘，制備得到防銹涂層。
[0014] 進(jìn)一步地，所述乳白色液體中，鈣與水的摩爾比為0.005-0.2。
[0015] 進(jìn)一步地，所述乳白色液體中，鈣與水的摩爾比為0.05-0.15。
[0016] 進(jìn)一步地，所述防銹涂層的厚度為0·8μηι~2·5μηι。
[0017]進(jìn)一步地，所述防銹涂層的厚度為Ιμπι。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用如前所述的制備防銹涂層的方法所制備的防銹 涂層。
[0019] 本發(fā)明的有益效果包括：
[0020] (1)本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于鋼基材質(zhì)的防銹領(lǐng)域的全新配方，該防銹涂層 材料包括無(wú)機(jī)鈦源、Η 202、檸檬酸、無(wú)機(jī)鈣源、有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟，其制備方法為先將無(wú) 機(jī)鈦源，H2O 2和檸檬酸在20-50攝氏度水溶液中充分?jǐn)嚢瑁貌菟岷蜋幟仕徕c控制pH= 3-4， 直至固體完全溶解，溶液呈橘紅色透明；在20-50攝氏度下，向透明溶液中逐步加入無(wú)機(jī)鈣 源，不停攪拌，使得溶液變成懸濁液;再加入有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟，不停地?cái)嚢?，此時(shí)溫度 保持在35-50攝氏度，用草酸和檸檬酸鈉調(diào)節(jié)懸濁液pH=7-8;根據(jù)需要，添加或者不添加分 散劑和穩(wěn)定劑。該防銹材料的配方以及制備方法全過(guò)程都是無(wú)毒無(wú)害的。
[0021] (2)本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用于鋼基材質(zhì)的防銹涂層的制備方法，在預(yù)先電鍍 后的鋼材后，通過(guò)將該鋼材浸入防銹涂層材料液體內(nèi)，瀝干烘干后，制備得到防銹涂層，該 制備過(guò)程也是無(wú)毒無(wú)害的。
[0022] (3)本發(fā)明實(shí)施例所用的材料均為環(huán)保材料，所制備的防銹涂層對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響。
[0023] (4)本發(fā)明實(shí)施例所采用的原料均為所屬領(lǐng)域常見(jiàn)的原料，來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜， 而且本發(fā)明的制備工藝非常簡(jiǎn)單，便于工業(yè)生產(chǎn)。
[0024] (5)本發(fā)明實(shí)施例所制備的防銹涂層，中性鹽霧試其耐腐蝕的時(shí)間最高可達(dá)130h， 酸性、鹽溶液浸泡浸泡24h后也僅有5μg/ml的鐵離子存在于溶液中，防銹效果明顯。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 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，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全 部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于鋼基材質(zhì)的防銹涂層的制備方法，其中，
[0027] 所述防銹涂層的材料包括如下摩爾份物質(zhì):無(wú)機(jī)鈦源為0.5-2份、H2O2為0.5-2份、 檸檬酸為〇. 5-2份、無(wú)機(jī)鈣源為1-3份、有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟為0.5-2份、分散劑為0-0.2份 和穩(wěn)定劑為〇-〇. 2份；
[0028] 采用所述防銹涂層的材料制備防銹涂層的方法包括：
[0029]將無(wú)機(jī)鈦源，H2O2和檸檬酸在20-50攝氏度水溶液中攪拌，用草酸和檸檬酸鈉控制 pH=3-4，直至固體完全溶解，溶液呈橘紅色透明；
[0030] 在20-50攝氏度下，向所述橘紅色透明溶液中逐步加入無(wú)機(jī)鈣源，加入過(guò)程中不停 攪拌，使得溶液變成懸濁液；
[0031] 向所述懸濁液加入有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟，加入過(guò)程中不停地?cái)嚢?，溫度保持?35-50攝氏度，用草酸和檸檬酸鈉調(diào)節(jié)懸濁液pH=7-8;
[0032] 在所述PH = 7-8的懸濁液中添加分散劑和穩(wěn)定劑使懸濁液中不發(fā)生沉淀，得到防 銹涂層懸濁液。
[0033] 所述采用所述防銹涂層的材料制備防銹涂層的方法還包括：
[0034]鋼材預(yù)先進(jìn)行電鍍;將防銹涂層懸濁液加熱至30-50攝氏度，在加熱過(guò)程中不停地 攪拌，得乳白色液體，將電鍍后鋼材浸入所述乳白色液體內(nèi)10-60秒，并在空氣中瀝干； [0035]將瀝干后的鋼材放入烘箱，在70-100攝氏度下烘烤10-20分鐘，制備得到防銹涂 層，其中，
[0036] 所述乳白色液體中，鈣與水的摩爾比為0.005-0.2，優(yōu)選地，鈣與水的摩爾比為 0.05~0.15〇
[0037]所述防銹涂層的厚度為0·8μηι~2·5μηι，優(yōu)選地，防銹涂層的厚度為Ιμπι。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用如前所述的制備防銹涂層的方法所制備的防銹 涂層。
[0039]下面將列舉具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0040] 實(shí)施例1:
[0041 ] -種防銹涂層材料，包括如下摩爾份物質(zhì)： 無(wú)機(jī)釹源 1粉； H2O2 1 份:； 檸檬酸 1份;
[0042] 無(wú)機(jī)鈣源 2份： 有機(jī)硅乙二醇共聚體蠟1份； 分散劑 （U份； 穩(wěn)定劑 0.1份。
[0043] 所