塗料增強劑及其製備方法和使用該增強劑的磷酸鹽金屬鋁粉塗料的製作方法
2023-12-10 03:44:56
專利名稱：塗料增強劑及其製備方法和使用該增強劑的磷酸鹽金屬鋁粉塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種化工塗料技術，具體地涉及一種塗料增強劑及其製備方法和應用有該塗料增強劑的磷酸鹽金屬鋁粉塗料。
背景技術：
汽車在運行時，排氣系統始終處於高溫狀態，特別是靠近發動機的排氣管部件其工作溫度可以高達600°C。為了避免高溫腐蝕排氣管，往往需要在金屬排氣管的表面塗抹防腐耐高溫的塗料，以延長排氣管的使用壽命，提高汽車運行性能，如申請號為 ZL200710131970.5的中國發明專利《一種用於汽車排氣管的耐熱耐蝕塗料》、申請號為 200710042330. 7的中國發明專利《一種二硫化鉬基防腐減摩塗料》等文獻中公開了可實現耐高溫、耐腐蝕的塗料，能夠用於排氣系統等金屬管件的表面防腐耐熱處理。目前，可實現耐高溫耐腐蝕處理的塗料種類很多，如現有技術中用於汽車排氣管表面處理的磷酸鹽金屬鋁粉塗料是一種用水溶性磷酸二氫鋁鹽作為粘結材料的耐高溫塗料，該塗料中以鉻酸(鹽、酐等)作為調節劑鈍化鋁粉，增加鋁粉在磷酸中的穩定性，小於 10 μ m直徑球形鋁粉還能有效減少粉體的表面積，提高了金屬粉體的填充量，另外，磷酸二氫鋁鹽的優良高溫粘結性則能讓塗層可以長時間在高溫環境下工作，使得塗料能承受 500°C以下長時間高溫熱蝕不開裂、不脫落。但是，這種耐高溫的磷酸鹽金屬鋁粉塗料在更高溫度(如排氣管工作溫度可以高達600°C)的使用環境下，其塗料的耐高溫性能就有所減弱，而且容易脫落，使其使用性能大大下降，因此，採用這種磷酸鹽金屬鋁粉塗料作為排氣管表面塗料無法滿足排氣管在高溫下的工作要求，還有待於作出進一步的改進。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種能有效提高塗層結合性能和耐熱防腐蝕性能的塗料增強劑。本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種上述塗料增強劑的製備方法。本發明所要解決的第三個技術問題是提供一種應用有上述塗料增強劑的磷酸鹽金屬鋁粉塗料。本發明解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為一種塗料增強劑，其特徵在於所述的塗料增強劑由液態甲組分和固態乙組分組成，其中，所述的液態甲組分和固態乙組分的原料重量組份為甲組分 100乙組分 ；35 40 ；並且，所述的液態甲組分為磷酸，所述的固態乙組分為氫氧化鑭或氧化鑭。本發明解決上述第二個技術問題所採用的技術方案為一種塗料增強劑的製備方法，其特徵在於包括有如下步驟
(1)、將所述的液態甲組分和固態乙組分按照所述的重量組份放入容器中，反應 30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質，其中，液體甲組分和固態乙組分的反應過程為磷酸和氫氧化鑭H3LaO3(或氧化鑭La2O3)之間的放熱反應；O)、在所述容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，所述步驟(1)中得到的凝膠物質溶於水中，形成白色乳狀液體，步驟(2)中去離子水的加入是為了保證液態甲組分和固態乙組分之間的充分反應；(3)、將所述容器放入100°C 140°C的烘箱內，經過2 6小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；G)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量組份為250的溶液，該溶液經2 3小時攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。此時加入去離子水是為了配置增強劑的最終濃度，要求加入離子水後的容器內的總重量組份達到250，攪拌充分後即可獲得所需的塗料增強劑。為了使得液態甲組分和固態乙組分能夠充分反應，保證溶劑均勻，作為優選，所述步驟⑶和步驟⑷之間還可以增加如下步驟(3-1)、在所述的保溫時間內，將所述容器從烘箱中取出，進行攪拌。所述的攪拌方式可以為機械攪拌或超聲波攪拌，當採用超聲波攪拌時，可以根據實際情況適當地減少攪拌時間。本發明解決上述第三個技術問題所採用的技術方案為一種使用塗料增強劑的磷酸鹽金屬鋁粉塗料，其特徵在於該磷酸鹽金屬鋁粉塗料的重量組份如下
磷酸二氫鋁 100 塗料增強劑 5 30 鉻酐3 15
球狀鋁粉70 110。作為優選，所述球狀鋁粉的粒徑為5 20 μ m。球狀鋁粉的粒徑大小主要影響塗料的抗氧化性和塗抹後表面質量，當球狀鋁粉的粒徑過小(小於5 μ m時)，此時，磷酸鹽金屬鋁粉塗料塗抹到金屬表面後，能夠獲得較好的表面質量，但是塗料的抗氧化性能降低；當球狀鋁粉的粒徑過大(大於20 μ m時)，此時，磷酸鹽金屬鋁粉塗料塗抹到金屬表面後，雖然具有較高的抗氧化性，但是表面質量較為粗糙，影響產品的美觀度。與現有技術相比，本發明的優點在於通過磷酸和固體稀土(氫氧化鑭或氧化鑭) 的反應，配置得到磷酸稀土增強劑，該稀土增強劑添加到普通的磷酸鹽金屬鋁粉塗料中，可以配成一種水系金屬微粉塗料，這種塗料經過燒結後，使得增強劑內的磷酸鹽與磷酸鹽金屬鋁粉塗料中的金屬氧化物構成具有氫鍵締合的立體網狀結構，從而將金屬微粉固定在其中，在起到粘結固定作用的同時，封閉了微粉之間的孔隙，不僅有效地提高了塗層的結合性能，使塗層具有較好的耐腐蝕性能，而且還提高了塗層的耐高溫性能，進而有效地延長了汽車排氣管的使用壽命。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例1 本實施例的塗料增強劑為稀土增強劑，該增強劑採用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氫氧化鑭(H3LaO3) 35份放入容器中進行放熱反應；反應30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質；O)、在容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，上述的凝膠物質溶於水中並形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入100°C的烘箱內，經過2小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過程中，可以將容器從烘箱取出，進行攪拌，攪拌能夠使得容器內的溶液更為均勻， 起到促進反應的作用；0)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經2 3小時的攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。上述製備過程中的攪拌方式可以選擇機械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據實際情況適當減少攪拌時間。將本實施例的增強劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉塗料後，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉塗料為上述各組分攪拌1小時，加入適量去離子水成糊狀，經篩網過濾待用(可以噴塗、 刷塗、侵塗)。實施例2 本實施例的塗料增強劑為稀土增強劑，該增強劑採用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氫氧化鑭(H3LaO3) 38份放入容器中進行放熱反應；反應30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質；O)、在容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，上述的凝膠物質溶於水中並形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入120°C的烘箱內，經過4小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過程中，可以將容器從烘箱取出，進行攪拌；0)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經2 3小時的攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。上述製備過程中的攪拌方式可以選擇機械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據實際情況適當減少攪拌時間。將本實施例的增強劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉塗料後，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉塗料為
磷酸二氫鋁塗料增強劑鉻酐
5μm粒徑的球狀鋁粉
100份 5份 3份 80份，
5磷酸二氫鋁100份
塗料增強劑17份
鉻酐5份
20 μ m粒徑的球狀鋁粉 70份，上述各組分攪拌1小時，加入適量去離子水成糊狀，經篩網過濾待用(可以噴塗、 刷塗、侵塗)。實施例3 本實施例的塗料增強劑為稀土增強劑，該增強劑採用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氫氧化鑭(H3LaO3)40份放入容器中進行放熱反應；反應30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質；O)、在容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，上述的凝膠物質溶於水中並形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入140°C的烘箱內，經過6小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過程中，可以將容器從烘箱取出，進行攪拌；0)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經2 3小時的攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。上述製備過程中的攪拌方式可以選擇機械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據實際情況適當減少攪拌時間。將本實施例的增強劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉塗料後，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉塗料為
磷酸二氫鋁100份
塗料增強劑30份
鉻酐9份
12 μ m粒徑的球狀鋁粉 110份，上述各組分攪拌1小時，加入適量去離子水成糊狀，經篩網過濾待用(可以噴塗、 刷塗、侵塗)。實施例4 本實施例的塗料增強劑為稀土增強劑，該增強劑採用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氧化鑭(La2O3) 35份放入容器中進行放熱反應；反應30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質；O)、在容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，上述的凝膠物質溶於水中並形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入110°C的烘箱內，經過3小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過程中，可以將容器從烘箱取出，進行攪拌；0)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經2 3小時的攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。上述製備過程中的攪拌方式可以選擇機械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據實際情況適當減少攪拌時間。將本實施例的增強劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉塗料後，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉塗料為上述各組分攪拌1小時，加入適量去離子水成糊狀，經篩網過濾待用(可以噴塗、 刷塗、侵塗)。實施例5 本實施例的塗料增強劑為稀土增強劑，該增強劑採用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氧化鑭(La203)40份放入容器中進行放熱反應；反應30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質；O)、在容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，上述的凝膠物質溶於水中並形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入140°C的烘箱內，經過5小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過程中，可以將容器從烘箱取出，進行攪拌；0)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經2 3小時的攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。上述製備過程中的攪拌方式可以選擇機械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據實際情況適當減少攪拌時間。將本實施例的增強劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉塗料後，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉塗料為上述各組分攪拌1小時，加入適量去離子水成糊狀，經篩網過濾待用(可以噴塗、 刷塗、侵塗)。實施例6 本實施例的塗料增強劑為稀土增強劑，該增強劑採用以下方法配置而成(1)、按照重量配比，將磷酸100份和氧化鑭(La2O3) 37份放入容器中進行放熱反應；反應30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質；O)、在容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，上述的凝膠物質溶於水中並
磷酸二氫鋁塗料增強劑鉻酐
IOym粒徑的球狀鋁粉
100份 10份 6份 90份，
磷酸二氫鋁塗料增強劑鉻酐
15 μ m粒徑的球狀鋁粉
100份 15份 10份 100 份，形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入135°C的烘箱內，經過3. 5小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；保溫過程中，可以將容器從烘箱取出，進行攪拌；0)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量為250 份的溶液，該溶液經2 3小時的攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。上述製備過程中的攪拌方式可以選擇機械攪拌或者超聲波攪拌，如果選擇超聲波攪拌，可以根據實際情況適當減少攪拌時間。將本實施例的增強劑添加到磷酸鹽金屬鋁粉塗料後，配置成一種具有如下重量組份的水系金屬微粉塗料為
磷酸二氫鋁100份
塗料增強劑25份
鉻酐15份
5 μ m粒徑的球狀鋁粉 105份，上述各組分攪拌1小時，加入適量去離子水成糊狀，經篩網過濾待用(可以噴塗、 刷塗、侵塗)。將上述實施例1 實施例6中製備得到的塗料，塗覆到汽車排氣管的表面以提高排氣管的性能，塗料的塗覆工藝如下1、首先將排氣管和塗片樣品經表面噴砂去鏽、化學侵泡除油，並清洗、風乾；2、用0. 5 0. 壓力壓縮空氣噴槍在經去鏽除油乾燥的排氣管上製備塗層，噴塗過程要逐步塗覆，不能發生塗料在排氣管上流躺現象，塗層厚度約為60 μ m ；3、排氣管塗層噴塗完成後，掛在通風乾燥處表幹2小時左右，掛入80°C烘箱中保溫30 60分鐘乾燥；4、排氣管經乾燥後入280 520°C的空氣爐中燒結30 60分鐘，經燒結後的塗層呈灰白色，達到使用狀態。排氣管的塗層經檢測，各項性能見下表所示
權利要求
1.一種塗料增強劑，其特徵在於所述的塗料增強劑由液態甲組分和固態乙組分組成，其中，所述的液態甲組分和固態乙組分的原料重量組份為甲組分 100 乙組分 ；35 40 ；並且，所述的液態甲組分為磷酸，所述的固態乙組分為氫氧化鑭或氧化鑭。
2.一種如權利要求1所述的塗料增強劑的製備方法，其特徵在於包括有如下步驟 (1)、將所述的液態甲組分和固態乙組分按照所述的重量組份放入容器中，反應30 60分鐘後，得到稠狀半透明凝膠物質；O)、在所述容器中加入適量的去離子水，經充分攪拌後，所述步驟(1)中得到的凝膠物質溶於水中，形成白色乳狀液體；(3)、將所述容器放入100°C 140°C的烘箱內，經過2 6小時保溫，獲得呈糊稠狀的半透明膠體；G)、從烘箱取出容器，並在該容器內繼續加入去離子水，最終配置成總重量組份為250 的溶液，該溶液經2 3小時攪拌，形成白色乳狀液體，經篩網過濾後即得所需的增強劑。
3.根據權利要求2所述的塗料增 強劑的製備方法，其特徵在於所述步驟(3)和步驟 (4)之間還可以增加如下步驟(3-1)、在所述的保溫時間內，將所述容器從烘箱中取出，進行攪拌。
4.根據權利要求2或3所述的塗料增強劑的製備方法，其特徵在於所述的攪拌方式為機械攪拌或超聲波攪拌。
5.一種使用如權利要求1所述的塗料增強劑的磷酸鹽金屬鋁粉塗料，其特徵在於該磷酸鹽金屬鋁粉塗料的重量組份如下磷酸二氫鋁 100 塗料增強劑 5 30 鉻酐3 15球狀鋁粉70 110。
6.根據權利要求5所述的磷酸鹽金屬鋁粉塗料，其特徵在於所述球狀鋁粉的粒徑為 5 20 μ m0
全文摘要
一種塗料增強劑，其特徵在於所述的塗料增強劑由液態甲組分和固態乙組分組成，所述的液態甲組分和固態乙組分的原料重量組份為甲組分100，乙組分35～40；所述的液態甲組分為磷酸，所述的固態乙組分為氫氧化鑭或氧化鑭。本發明通過磷酸和固體稀土(氫氧化鑭或氧化鑭)的反應，配置得到磷酸稀土增強劑，該稀土增強劑添加到普通的磷酸鹽金屬鋁粉塗料中，使得增強劑內的磷酸鹽與磷酸鹽金屬鋁粉塗料中的金屬氧化物構成具有氫鍵締合的立體網狀結構，從而將金屬微粉固定在其中，不僅有效地提高了塗層的結合性能，使塗層具有較好的耐腐蝕性能。
文檔編號C09D1/00GK102492324SQ201110427620
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者周重光, 賀勇, 陸志偉 申請人:中國兵器工業第五二研究所, 浙江摩多巴克斯汽配有限公司