一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料的製作方法

2023-10-11 00:27:04

專利名稱：一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬防腐塗料，特別是一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料。
背景技術：
無鉻鋅鋁塗層是為滿足世界各國的VOC法規和塗裝行業規定的環保要求，替代傳統達克羅鋅鉻塗層工藝而開發出的表面處理新材料。達克羅是DACR0MET譯音和縮寫，簡稱達克羅、達克鏽、迪克龍。國內命名為鋅鉻塗層，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塗料。它的防腐原理是採用鉻鹽中的六價鉻離子來鈍化塗料中的鋅、鋁片，提高鋅、鋁片自身的防腐能力，經過300°C烘烤，氧化還原反應形成無定形nCr203 · mCr03複合鹽，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，基本不產生紅鏽。同時它還有無氫脆，能與多種鍍、塗層的膜層結合的優點。然而鋅鉻塗料中含有對環境和人體有害的鉻離子，尤其是六價鉻離子具有致癌作用。雖然鋅鉻塗料的塗覆工藝是一個全封閉的過程，塗料不外排，但是塗層中殘留的鉻酐會在使用過程中緩慢地釋放到環境中，對人和環境都有一定的潛在危害。因此，相關環境法規出臺嚴格限制達克羅塗料中的鉻的含量。另外，這種塗層固化溫度高達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。鋅鋁塗層(無鉻達克羅)作為達克羅的更新換代產品已經首先被汽車製造行業普遍認可和接受。無鉻鋅鋁塗層目前實現了產業化的產品屈指可數，一種是由美國MCI公司推出的Geomet (交美特)塗層，一種是德國DELTA公司推出的Delta塗層，以上兩種塗層已在發達國家普遍使用。目前，國內外均有無鉻達克羅技術的產業化應用，但是塗層的耐蝕性較傳統達克羅塗層明顯降低，且需與另 一層有機塗層搭配使用，大大增加了成本。無鉻鋅鋁塗層的成本要比鋅鉻塗層高許多，因此其價格很高。Delta眾液的德國產地價是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於傳統達克羅塗料和現有鋅鋁塗料、塗層的耐蝕性能不低於傳統鋅鉻塗層的無鉻達克羅塗料是國內外金屬防腐研究的熱點。

發明內容
針對現有技術中存在的問題，本發明旨在提供一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料及其製備方法。本發明的具體技術方案如下
一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，其特徵在於由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%
納米二氧化矽20 30%木質素磺酸鈉12 18%
苯並三氮唑3 5%
硫代二乙二醇O. 2 O. 5%
三苯基膦O. 2 O. 5%
去離子水餘量
B組份的配方質量百分比為
四氟化鋯20-30%
Y-氨丙基三乙氧基矽烷15 20%
肌醇六磷酸酯1(Γ18%
醋丁纖維素2 5%
乙醇5-9%
去離子水餘量
其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Mg組成。其中，所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm。其中，所述的鋅鋁 合金粉各組成成份質量百分比為Ζη :60°/Γ70%，Mg :0. 5°/Γθ. 8%，
餘量為Al及不可避免的雜質。優選地，一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，其特徵在於由Α、Β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%
納米二氧化矽25%
木質素磺酸鈉15%
苯並三氮唑4%
硫代二乙二醇0.35%
三苯基膦O. 35%
去離子水餘量
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%
去離子水餘量
其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Mg組成。其中，所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm。其中，所述的鋅鋁合金粉各組成成份質量百分比為Zn :609Γ70%，Mg
O. 59ΓΟ. 8%，餘量為Al及不可避免的雜質。本發明還提供了一種製備含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料的方法，其特徵在於
(I)首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質素磺酸鈉、苯並三氮唑、硫代二乙二醇、
三苯基膦溶入去離子水中，然後在攪拌狀態下緩慢加入納米二氧化矽、鋅鋁合金粉攪拌2h後靜置；
(2)按B組份中的配方，稱取定量的四氟化鋯、Y-氨丙基三乙氧基矽烷、肌醇六磷酸酯緩慢加入到去離子水中攪拌，混合均勻後邊攪拌邊緩慢加入醋丁纖維素和乙醇，持續攪拌2h後靜置。(3)將靜置4h以上的A組份和B組份按質量比3:1混合即得無鉻達克羅金屬防腐塗料。本發明無鉻鋅鋁塗層與鋅鉻塗層在塗覆生產工藝上是相近的。在對零件進行前處理以後，無鉻鋅鋁塗層同鋅鉻塗層一樣，採用常規的浸潰-離心、噴塗或浸潰-浙液-離心的塗覆工藝。一次塗覆後的零件在170°C條件下加熱維持15分鐘後固化得到塗層，然後將零件取出冷卻後進行第二次塗覆固化，二次固化溫度為170°C，持續時間15-20分鐘。通過調整塗覆過程的工藝參數可以得到不同的塗層厚度。本發明的有益效果採用本發明的塗層作防腐處理的工程零件具有許多優異性能，如塗層固化溫度低、優異的耐蝕性、優良的抗衝擊性能、與基體結合力強、同時與其它各種附加塗層也有較好的結合力，同時彌補了現有技術中自身硬度較低的不足，塗層耐磨性能好，且高耐熱腐蝕性極好，極端環境下使用壽命長。本發明產品具有無毒、無害、無汙染、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，本發明無鉻鋅鋁塗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塗層的加工塗覆成本，為我國大規模應用無鉻鋅鋁塗層創造了條件。進一步地通過將鋅鋁合金粉製成微米級粉體，使塗層的耐蝕性、耐磨性、抗衝擊性較傳統鋅鉻達克羅塗層和現有鋅鋁塗層有大幅度的提高，適用於大氣多雨、高溫高溼度、多鹽霧和強風流等腐蝕性惡劣環境。實際應用證明，當粉體的粒徑在20-50微米時，本發明的鋅鋁塗層各項性能指標達到最佳。
具體實施例方式下面給出本發明所述塗料配方配比的一些優選實施例，但本發明的各組成成分的含量不限於給出的數值，對於本領域的技術人員來說，完全可以在配方數值範圍內進行合理的概括和推理。實施例1 :
一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，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%
納米二氧化矽25%
木質素磺酸鈉15%
苯並三氮唑4%
硫代二乙二醇0.35%
三苯基膦O. 35%
去離子水餘量
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%
去離子水餘量
其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Mg組成。其中，所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm。製備上述含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料的方法
(1)首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質素磺酸鈉、苯並三氮唑、硫代二乙二醇、三苯基膦溶入去離子水中，然後在攪拌狀態下緩慢加入納米二氧化矽、鋅鋁合金粉攪拌2h後靜置；
(2)按B組份中的配方，稱取定量的四氟化鋯、Y-氨丙基三乙氧基矽烷、肌醇六磷酸酯緩慢加入到去離子水中攪拌，混合均勻後邊攪拌邊緩慢加入醋丁纖維素和乙醇，持續攪拌2h後靜置。(3)將靜置4h以上的A組份和B組份按質量比3:1混合即得無鉻達克羅金屬防腐塗料。實施例2
一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，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%
納米二氧化矽30%
木質素磺酸鈉12%
苯並三氮唑5%
硫代二乙二醇0.2%
三苯基膦O. 5%
去離子水餘量
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%
去離子水餘量
其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Mg組成。其中，所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm。製備方法同實施例1。實施例3
一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，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%
納米二氧化矽20%
木質素磺酸鈉18%
苯並三氮唑3%
硫代二乙二醇0.5%
三苯基膦O. 2%
去離子水餘量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%
去離子水餘量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn 、Al、Mg組成。其中，所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm。製備方法同實施例1。實施例4
一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，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%
納米二氧化矽29%
木質素磺酸鈉13%
苯並三氮唑4. 5%
硫代二乙二醇0.25%
三苯基膦O. 45%
去離子水餘量B組份的配方質量百分比為
四氟化鋯22%
Y -氨丙基三乙氧基矽烷18. 5%
肌醇六磷酸酯12%
醋丁纖維素4. 5%
乙醇6%
去離子水餘量其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Mg組成。其中，所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm。製備方法同實施例1。實施例5
一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，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%
納米二氧化矽22%
木質素磺酸鈉17%
苯並三氮唑3. 5%
硫代二乙二醇0.45%
三苯基膦O. 25%
去離子水餘量
B組份的配方質量百分比為
四氟化鋯28%
Y-氨丙基三乙氧基矽烷16%
肌醇六磷酸酯17%
醋丁纖維素2. 5%
乙醇8%
去離子水餘量
其中，所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Mg組成。其中，所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm。製備方法同實施例1。以上實施例1飛中所述的鋅鋁合金粉由 Ζη、Α1和Mg組成，下面，結合表I給出本發明鋅鋁合金粉各組成成分質量百分比的一些優選實施例，但本發明鋅鋁合金粉的各組成成分的含量不局限於該表中所列數值，並且需要特別說明的是，儘管表I中給出了相關成分的質量百分比數值，但這些並不是作為必要技術特徵加以描述的，都只是作為更優選的條件，都是為了更詳細地給出本發明的技術信息，而並非是作為本發明的必要條件加以描述。表I鋅鋁合金粉各組成成分質量百分比含量(%)
權利要求
1.一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，其特徵在於由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% 納米二氧化矽25% 木質素磺酸鈉15% 苯並三氮唑4% 硫代二乙二醇0.35% 三苯基膦O. 35%去離子水餘量 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%去離子水餘量 所述的納米二氧化矽的粒徑為2(T50nm ； 所述的鋅鋁合金粉由Zn、Al、Mg組成，各組分的質量百分比為Ζη 60%^70%, Mg O.59ΓΟ. 8%，餘量為Al及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，其特徵在於，製備方法為 (1)首先，按A組份中的配方，稱取定量的木質素磺酸鈉、苯並三氮唑、硫代二乙二醇、三苯基膦溶入去離子水中，然後在攪拌狀態下緩慢加入納米二氧化矽、鋅鋁合金粉攪拌2h後靜置； (2)按B組份中的配方，稱取定量的四氟化鋯、Y-氨丙基三乙氧基矽烷、肌醇六磷酸酯緩慢加入到去離子水中攪拌，混合均勻後邊攪拌邊緩慢加入醋丁纖維素和乙醇，持續攪拌2h後靜置； (3)將靜置4h以上的A組份和B組份按質量比3:1混合即得無鉻鋅鋁塗層防腐塗料。
全文摘要
本發明公開了一種含鎂的無鉻鋅鋁塗層防腐塗料，由A、B雙組份按31質量比組成，其中A組分包括下列原料鋅鋁合金粉、納米二氧化矽、木質素磺酸鈉、苯並三氮唑、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-氨丙基三乙氧基矽烷、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和Mg組成。本發明產品具有無毒、無害、無汙染、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C09D1/00GK103044982SQ20131000007
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月3日 優先權日2013年1月3日
發明者張軍 申請人:張軍