金屬鎂用耐蝕塗料及其製備方法
2023-08-04 17:40:46
專利名稱：金屬鎂用耐蝕塗料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於金屬材料領域，涉及一種金屬鎂用耐蝕塗料及其製備方法。
背景技術：
目前塗料材料領域中，對金屬鎂及鎂合金的耐腐蝕保護受到了重視。CN200810137357.9號申請提供的是一種超輕鎂鋰合金高效防腐蝕塗料。其重量百 分比組成為聚苯胺5_20% ；分散劑0. 5-5% ；溶劑5-25% ；成膜物餘量。僅適用於超 輕鎂鋰合金，使用範圍窄。CN200910236236. 4號申請公開了一種適用於鎂合金表面的有機/無機矽雜 化水性耐蝕塗料及其製備方法，該耐蝕塗料由有機矽烷為5wt% 30wt%、酸性溶液為 10wt% 20wt%、矽酸鹽為10wt% 20wt%、有機乳液為5wt% 15wt%、納米級填料為 5wt % 20wt %、納米級緩蝕劑為0. 2wt % 3wt %、水性成膜助劑0. lwt % 2wt %、分散劑 為0. lwt% 2wt%和餘量的去離子水組成。塗料配方複雜，因塗料製備使用酸性溶液需使 用專用容器，對設備損壞嚴重。CN200510017284. 6號申請公開一種鎂合金無鉻達克羅溶液塗料及其生產方法，該 發明涉及一種鎂合金無鉻達克羅溶液塗料，主要是由以下重量配比的原料製成的有機矽 0. 5-5、納米粉體0. 1-5、納米分散液0. 05-15、複合樹脂60_100、有機溶劑5_50、去離子 水5 25、鋅粉30 80、鋁粉10 30。鋅粉和鋁粉的電極電位不同，分開加入會在塗層中 造成不均勻腐蝕，使塗層迅速出現空洞形成腐蝕通道，降低塗層的保護功能。
發明內容
本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種金屬鎂用耐蝕塗料，該塗料的抗 腐蝕性能優越。本發明的另一目的是提供上述金屬鎂用耐蝕塗料的製備方法，該製備方法工藝簡 單，生產成本低，適於工業化生產。本發明的目的是通過以下技術方案實現的該金屬鎂用耐蝕塗料化學成分的重量百分含量為一種金屬鎂用耐蝕塗料，其各成份的重量百分比為40% -45%的合金粉，3% 6%的碳氮化鈦粉、3% 6%的氮化矽粉，7% 8%的丁醇(各異構體均可)，其餘為環氧樹 脂液；合金粉、碳氮化鈦粉、氮化矽粉的的粒度均為270目 800目；所述合金粉各成份的重量百分含量為Cu為2% 4%，Sn為0.01% 0. l%,Sb 為 0. 2%~ 0. 4%, Si % 3% -6%, Pr 為 0. 03% -0. 09%，其餘為 Ni。一種金屬鎂用耐蝕塗料製備方法，該方法包括以下各步驟合金粉的準備按照重量百分含量Cu為2% 4%，Sn為0. 01% 0. 1%，Sb為 0. 2% 0. 4%，Si為0. 02%-0. 05%，卩1~為0.03% -0. 09%，其餘為附進行配料，其中Sn和 Sb用純金屬錠，Cd用純鎘粒，Cu和Ni用純板材，Si用矽塊，Pr用含Pr 15 %的鐠鋁中間合金；將原料放入外設感應圈的有底孔的坩堝中加熱熔化，底孔直徑l_2mm，坩堝底孔下部設旋轉 的鉬合金轉輪，坩堝上部連接氮氣壓力系統，熔化在常壓下進行，感應圈起加熱熔化合金的 作用，熔化合金時將感應圈通電，熔化溫度為1700-1720°C，熔化後保溫3-8min，開啟氮氣 壓力系統，在1. 2-1. 5大氣壓的氮氣作用下合金液從底孔流出和旋轉的鉬合金轉輪邊緣接 觸，轉輪邊緣的線速度為16-20m/s，鉬合金轉輪邊緣將合金液甩成(厚度為0. 1-0. 5mm)條 帶；然後將合金條帶放入球磨機中粉碎成粒度為270目 800目的合金粉；塗料的製備先按40%-45%的合金粉、3% 6%的碳氮化鈦粉、3% 6%的氮化 矽粉、7% 8%的丁醇、其餘為環氧樹脂液進行配料，將後合金粉、碳氮化鈦粉、氮化矽粉至 於容器中幹攪拌10-15min，攪拌轉數為30-60轉/分；然後將環氧樹脂液和丁醇緩慢注入 容器，接著進行攪拌，攪拌轉數為800-1200轉/分，攪拌時間為30-50min，便製得金屬鎂用 耐蝕塗料。塗料儲存於密封桶中，使用時將耐蝕塗料以800-1200轉/分攪拌5min便可直接使用。本發明相比現有技術的有益效果如下本發明的合金粉由01、511、513、51、？1~、組成。其中Ni、Cu、Sn配合調整電位，增強 保護金屬鎂及鎂合金的功能。Si提合金粉的硬度和脆性，便於合金球磨成片狀顆粒的細粉； Pr和Sb增大材料的過冷能力，形成細小的晶粒，提高合金粉的強度。因碳氮化鈦和氮化矽具有高的耐磨性能，因此碳氮化鈦粉和氮化矽粉為塗料的組 分增加了塗料的耐磨功能，對合金粉起保護作用；氮化矽具有良好的導熱性能，因此提高了 塗料的散熱功能。該塗料適於塗覆於金屬鎂表面，起保護作用。也可使用於鎂基體的合金 材料上。丁醇和環氧樹脂液的作用是將合金粉和陶瓷粉有機地與鎂合金結合在一起。本發明的塗料性能見表1。塗料製備工藝和操作都十分簡便，應用範圍廣，不剝落，耐蝕性強，對鎂合金零件 防護時間長。
四
圖1為本發明實施例一製得的金屬鎂用耐蝕塗料的組織。由圖1可以看到塗料的組元分布。
五具體實施例方式以下各實施例僅用作對本發明的解釋說明，其中的重量百分比均可換成重量g、kg 或其它重量單位。實施例一本發明鎂合金用耐蝕塗料製備過程如下合金粉的準備按照重量百分含量按Cu為2 %，Sn為0. 01 %，Sb為0. 2 %，Si為 3%，Pr為0. 03%，其餘為Ni進行配料，其中Sn和Sb用純金屬錠，Cd用純鎘粒，Cu和Ni用 純板材，Si用矽塊，Pr用含Prl5%的鐠鋁中間合金；將原料放入外設感應圈的有底孔的坩 堝中加熱熔化，底孔直徑l_2mm，坩堝底孔下部設旋轉的鉬合金轉輪，坩堝上部連接氮氣壓力系統，熔化在常壓下進行，感應圈起加熱熔化合金的作用，熔化合金時將感應圈通電，熔 化溫度為1700-1720°C (該溫度僅用感應線圈加熱即可)，熔化後溫3-8min，開啟氮氣壓力 系統，在1. 2-1. 5大氣壓的氮氣作用下合金液從底孔流出和旋轉的鉬合金轉輪邊緣接觸， 轉輪邊緣的線速度為16-20m/s，鉬合金轉輪邊緣將合金液甩成(厚度為0. 1-0. 5mm)條帶； 然後將合金條帶放入球磨機中粉碎成粒度為270目 800目的合金粉；塗料的製備按40%的合金粉，3%的碳氮化鈦粉、3%的氮化矽粉，7%的丁 醇，其餘為環氧樹脂液進行配料，將後合金粉、碳氮化鈦粉、氮化矽粉至於容器中幹攪拌 10-15min，攪拌轉數為30-60轉/分；然後將環氧樹脂液和丁醇緩慢注入容器，接著進行攪 拌，攪拌轉數為800-1200轉/分，攪拌時間為30-50min，便製得金屬鎂用耐蝕塗料。 實施例二 合金粉的準備合金粉的化學成分的重量百分含量為Cu為4%，Sn為0. 1%，Sb 為 0. 4%，Si 為 6%，Pr 為 0. 09%，其餘為 Ni。塗料製備時各成份的重量百分數為45%的合金粉，6. 0%的碳氮化鈦粉、6%的氮 化矽粉，8. 0%的丁醇，其餘為環氧樹脂液；製備過程同實施例一。實施例三合金粉的準備合金粉的化學成分的重量百分含量為Cu為3%，Sn為0. 09%,Sb 為 0. 3%，Si 為 4%，Pr 為 0. 06%，其餘為 Ni。塗料製備時各成份的重量百分數為42%的合金粉，5%的碳氮化鈦粉、5%的氮化 矽粉，7. 5%的丁醇，其餘為環氧樹脂液；製備過程同實施例一。實施例四(原料成份配比不在本發明範圍內的實例)合金粉的準備合金粉的化學成分的重量百分含量為Cu為1%，Sn為0. 005%, Sb 為 0. 1%，Si 為 2%，Pr 為 0. 02%，其餘為 Ni。塗料製備時各成份的重量百分數為30%的合金粉，2%的碳氮化鈦粉、2%的氮化 矽粉，6%的丁醇，其餘為環氧樹脂液；製備過程同實施例一。實施例五(原料成份配比不在本發明範圍內的實例)合金粉的準備合金粉的化學成分的重量百分含量為Cu為5%，Sn為0. 2%，Sb 為 0.5%，Si 為 7%，1%，其餘為 Ni。塗料製備時各成份的重量百分數為50%的合金粉，7%的碳氮化鈦粉、7%的氮化 矽粉，9%的丁醇，其餘為環氧樹脂液；製備過程同實施例一。下表1為不同成份與配比的塗料性能對照表測試時將各編號的塗料塗覆於金屬鎂表面，測得實驗數據如下 塗料的這些組元超出本申請配比範圍，會嚴重降低塗料的性能。Cu、Sn不足，降低電位、提高活性、保護金屬鎂的功能就不足；Cu、Sn過量，Ni的含 量降低，材料的力學性能降低。Pr和Sb不足，增大材料的過冷能力、形成細小的晶粒、提高合金粉的強度及合金 粉的硬度的作用就不足；Pr和Sb過量，脆性化合物過多，材料的力學性能降低。Si不能過多，否則合金粉脆性太大，沒有強度，合金保護鎂合金的功能就會喪失。碳氮化鈦和氮化矽不足，塗料的耐磨性不足，對合金粉的保護功能不足；碳氮化鈦 和氮化矽過量，合金粉數量降低，保護金屬鎂的功能降低。
權利要求
一種金屬鎂用耐蝕塗料，其各成份的重量百分比為40％-45％的合金粉，3％～6％的碳氮化鈦粉、3％～6％的氮化矽粉，7％～8％的丁醇，其餘為環氧樹脂液；合金粉、碳氮化鈦粉、氮化矽粉的的粒度均為270目～800目；所述合金粉各成份的重量百分含量為Cu為2％～4％，Sn為0.01％～0.1％，Sb為0.2％～0.4％，Si為3％-6％，Pr為0.03％-0.09％，其餘為Ni。
2.一種金屬鎂用耐蝕塗料製備方法，該方法包括以下各步驟合金粉的準備按照重量百分含量Cu為2% 4%，Sn為0.01% 0. 1%，Sb為 0. 2% 0. 4%，Si 為 0. 02% -0. 05%, Pr 為 0. 03% -0. 09%，其餘為 Ni 進行配料，其中 Sn 和Sb用純金屬錠，Cd用純鎘粒，Cu和Ni用純板材，Si用矽塊，Pr用含Prl5%的鐠鋁中間 合金；將原料放入外設感應圈的有底孔的坩堝中加熱熔化，底孔直徑l_2mm，坩堝底孔下部 設旋轉的鉬合金轉輪，坩堝上部連接氮氣壓力系統，熔化在常壓下進行，熔化合金時將感應 圈通電，熔化溫度為1700-1720°C，熔化後保溫3-8min，開啟氮氣壓力系統，在1. 2-1. 5大 氣壓的氮氣作用下合金液從底孔流出和旋轉的鉬合金轉輪邊緣接觸，轉輪邊緣的線速度為 16-20m/s,鉬合金轉輪邊緣將合金液甩成條帶；然後將合金條帶放入球磨機中粉碎成粒度 為270目 800目的合金粉；塗料的製備先按40 % -45 %的合金粉、3 % 6 %的碳氮化鈦粉、3 % 6 %的氮化矽 粉、7% 8%的丁醇、其餘為環氧樹脂液進行配料，將後合金粉、碳氮化鈦粉、氮化矽粉至於 容器中幹攪拌10-15min，攪拌轉數為30-60轉/分；然後將環氧樹脂液和丁醇緩慢注入容 器，接著進行攪拌，攪拌轉數為800-1200轉/分，攪拌時間為30-50min，便製得金屬鎂用耐 蝕塗料。
全文摘要
本發明提供一種金屬鎂用耐蝕塗料及其製備方法，該塗料的抗腐蝕性能優越。該製備方法工藝簡單，生產成本低，適於工業化生產。該金屬鎂用耐蝕塗料化學成分的重量百分含量為其各成份的重量百分比為40％-45％的合金粉，3％～6％的碳氮化鈦粉、3％～6％的氮化矽粉，7％～8％的丁醇，其餘為環氧樹脂液；合金粉、碳氮化鈦粉、氮化矽粉的的粒度均為270目～800目；所述合金粉各成份的重量百分含量為Cu為2％～4％，Sn為0.01％～0.1％，Sb為0.2％～0.4％，Si為3％-6％，Pr為0.03％-0.09％，其餘為Ni。
文檔編號C09D163/00GK101875810SQ201010228588
公開日2010年11月3日 申請日期2010年7月15日 優先權日2010年7月15日
發明者張祿, 王玲, 趙浩峰 申請人:南京信息工程大學