專利名稱：：一種鋼質金屬件防腐復合涂層制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種金屬表面防腐涂層技術，特別是一種針對在海洋環境中使用的鋼質金屬緊固件或連接件的防腐復合涂層。
背景技術：
：目前國內外對在海洋環境中使用的鋼質金屬緊固件或連接件的防腐措施主要包括電鍍鎘、電鍍鋅、熱滲鋅等技術。由于鎘的有毒性、電鍍的氫脆敏感性、電鍍鋅鈍化膜在高溫下易老化性能以及熱滲鋅的耐蝕性不足等原因，使得上述各項技術無法滿足日益增長的對海洋環境中使用鋼質金屬緊固件的防腐需求。因此開展新技術的研究，取代傳統的海洋環境下金屬鋼質緊固件防腐涂、鍍層技術成為本
技術領域：
中正在積極探索的內容。20世紀70年代以來，在國外汽車用金屬緊固件防腐領域普遍采用了一種鋅鉻涂層防腐技術，該涂層具有較高的耐蝕、耐熱性，極強的滲透性，與基體結合力強，無氫脆，制備過程中不產生大量的廢水、廢氣、廢渣污染，因此得到了廣泛的應用。從20世紀90年代中期開始，該項技術及其配套生產設備在國內開始使用，至今已較多的應用于汽車用金屬鋼質緊固件和連接件的防腐。上述鋅鉻涂層盡管在普通大氣環境中具有良好的耐蝕性，在有水環境中或腐蝕性強的海洋環境中卻難以滿足使用要求，原因是該類涂層耐蝕性高的一個重要原因是由于涂層中含有的微量可溶性六價鉻能夠為涂層提供再鈍化能力和自修復作用，如果直接將該類涂層應用于水環境，特別是海水環境中，微量的六價鉻將從涂層中溶出，脫離涂層后不僅會造成涂層的防腐性能大幅度下降，而且進入水環境中會造成水源污染。綜上所述，目前解決海洋水質環境下金屬鋼質材料的防腐問題還難以找到理想的技術方案，已有的方法存在著防腐壽命短，防腐環境要求高，需要的設備復雜等缺點，特別是在腐蝕性強的環境下使用鋅鉻涂層存在著水污染的問題。
發明內容本發明的目的在于克服現有的防腐技術中存在的缺點，尋求提供一種鋼質金屬緊固件或連接件防腐復合涂層的制備方法，該方法制備的防腐涂層是由無機水性鋅鋁涂層和環氧富鋁有機涂層混層組成，能夠對海洋環境中使用的金屬特別是鋼質金屬緊固件和連接中進行長效防護。本發明是通過如下技術方案實現的本發明制備的復合涂層結構為底層和面層上下兩層式，底層由金屬鋅粉末和金屬鋁粉末經無機粘結劑膠粘混合涂敷后固化成膜，面層由金屬鋁粉與改性環氧樹脂混合涂成；先將片狀鋅粉和片狀鋁粉按4:1的重量比混合后加入無機水性粘接劑中攪拌混合均勻，浸入涂敷于被防腐金屬鋼質緊固件上，再經離心甩干后分別進行烘干和燒結固化處理，形成底層涂敷第一步，其固化處理技術參數與表1中所列；然后重復上述涂敷和固化過程形成底層涂敷第二步，其固化參數同第一步；再選用片狀鋁粉攪拌混合與改性環氧樹脂中構成有機環氧富鋁涂料，對已形成底層的被防腐件按照底層第一步同步驟不同參數處理制成面層，其面層的固化處理技術參數于表l中所列。本發明中使用的鋅粉和鋁粉的厚度為0.1微米，片徑為1015微米；所用的無機水性粘結劑包括鉻的氧化物和硼酸混合物，所用的改性環氧樹脂為有機硅改性環氧樹脂；鋅粉、鋁粉和無機水性粘結劑的混合重量比例4:1:0.5;鋁粉和改性環氧樹脂的混合重量比為1:18。表1復合涂層烘干和燒結固化工藝參數工藝參數底層第一步底層第二步面層烘干時間/min102010201020烘干溫度/"c100120100120100120燒結時間/min204020401530燒結溫度/'C300340300340200240在碳鋼質緊固件試樣上采用該技術制備復合涂層，實驗室性能測試的結果表明，該涂層平均厚度約為13-18um，結合力達到1級，經中性鹽霧腐蝕試驗1000小時后未出現紅銹;在靜態海水中浸泡1.5年后，試樣基體沒有出現銹蝕。本發明制備的金屬鋼質緊固件復合涂層兼有無機水性鋅鋁涂層和環氧富鋁有機涂層的優點，在涂層整體厚度增加較小的情況下，大幅提高了涂層的防腐性能和綜合性能，與現有技術相比本發明具有以下優點一是采用復合涂層，增強了涂層對腐蝕介質的物理隔離和防御能力，使得涂層耐蝕性提高，對基體的防護能力明顯增強；二是面層為有機涂層，結構致密，可以密封底層的涂層孔隙，改善涂層體系的防水性能；三是當涂層局部破損時，涂層中的鋅粉、鋁粉可以對鋼基體提供陰極保護作用；四是復合涂層具有良好的耐磨性；五是復合涂層表面呈現光亮的銀白色，裝飾性好。具體實施例方式本發明技術方案的具體實施說明如下本發明制備的復合涂層結構分為上下兩層式，底層由金屬鋅粉末和金屬鋁粉末經無機粘接劑膠粘混合涂成，面層由金屬鋁粉與改性環氧樹脂混合涂成。①復合涂層的底層為無機水性鋅鋁涂層，主要由片狀鋅粉、片狀鋁粉和無機粘結劑所組成，底層涂敷兩道；②面層為有機環氧富鋁涂層，主要由片狀鋁粉和改性環氧樹脂所組成；③底層和面層都是通過浸涂、離心甩干、烘干和燒結固化處理的工藝實現涂敷；底層和面層的固化工藝過程相同，但其固化處理參數不同，其中底層分為二個涂復步驟，面層為一個涂復步驟。實施例1:以碳鋼質船用螺絲緊固件作為試樣，采用本發明方案經浸滌、離心甩干、固化處理工藝制備復合涂層，其烘干和燒結固化處理技術參數見表2，涂層的平均厚度為15um，結合力為1級，經中性鹽霧腐蝕試驗1000小時后未出現紅銹。在靜態海水中浸泡1.5年后，試樣基體沒有出現銹蝕，達到了規定的技術效果要求。表2實施例1復合涂層固化處理工藝參數工藝參數底層第一步底層第二步面層烘干時間/min121512烘干溫度/"c100110100燒結時間/min253020燒結溫度廣c300320220實施例2:以某艦船提供的碳鋼緊固件為基體，采用本發明方案經浸涂、離心甩干、烘干和燒結固化處理工藝制備復合涂層，其烘千和燒結固化處理技術參數見表3，其底層為兩道無機水性鋅鋁涂層，面上覆蓋一道環氧富鋁有機涂層，復合涂層的平均厚度為15"m，將此類緊固件應用于船體，在海水浸泡和潮濕、高鹽分的海洋大氣環境中使用1年后，涂層完好，緊固件基體未出現性能明顯降低、表面嚴重銹蝕、螺栓銹死等現象。表3實施例2復合涂層固化處理工藝參數工藝參數底層第一步底層第二步面層烘干時間/min182020烘干溫度/'C120120120燒結時間/min354030燒結溫度廠C340335240權利要求1.一種鋼質金屬件防腐復合涂層制備方法，制備的復合涂層結構為底層和面層上下兩層式，底層由金屬鋅粉末和金屬鋁粉末經無機粘結劑膠粘混合涂敷后固化成膜，面層由金屬鋁粉與改性環氧樹脂混合涂成；其特征在于先將片狀鋅粉和片狀鋁粉按4∶1重量比混合后加入無機水性粘接劑中攪拌混合均勻，浸入涂敷于被防腐金屬鋼質緊固件上，再經離心甩干后分別進行烘干和燒結固化處理，形成底層涂敷第一步；然后重復上述涂敷和固化過程形成底層涂敷第二步；再選用片狀鋁粉攪拌混合與改性環氧樹脂中構成有機環氧富鋁涂料，對已形成底層的被防腐件按照底層第一步同步驟不同參數處理制成面層。2.根據權利要求1所述的鋼質金屬件防腐復合涂層制備方法，其特征在于使用的鋅粉和鋁粉的厚度為0.1微米，片徑為1015微米；所用的無機水性粘結劑包括鉻的氧化物和硼酸混合物；所用的改性環氧樹脂為有機硅改性環氧樹脂；鋅粉、鋁粉和無機水性粘接劑的混合重量比為4:1:0.5;鋁粉和改性環氧樹脂的混合重量比為1:18。3.根據權利要求1所述的鋼質金屬件防腐復合涂層制備方法，其特征在于復合涂層烘干和燒結固化處理工藝參數為<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>全文摘要本發明涉及一種針對在海洋環境中使用的鋼質金屬緊固件制備的防腐復合涂層，復合涂層結構為底層和面層，底層由片狀金屬鋅粉和片狀金屬鋁粉經無機粘接劑膠粘混合涂成，面層由金屬鋁粉與改性環氧樹脂混合涂成。先將片狀鋅粉和片狀鋁粉混合后加入無機水性粘接劑中攪拌混合均勻，浸入涂敷于被防腐金屬鋼質件上，再分別進行烘干和燒結固化處理，形成底層涂敷第一步，然后重復上述涂敷和固化過程形成底層涂敷第二步，再選用片狀鋁粉與改性環氧樹脂混合成有機環氧富鋁涂料，對已形成底層按照底層第一步同步驟不同參數處理制成面層，本發明方法耐腐蝕性高，防護能力強，可保護鋼質緊固件基體，耐磨性能好，美觀裝飾性理想。文檔編號C09D5/10GK101116855SQ20071011291公開日2008年2月6日申請日期2007年9月4日優先權日2007年9月4日發明者寧李,王洪仁,許立坤申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所