專利名稱：一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法
技術領域：
本發明屬于防腐涂料技術領域，具體涉及一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法。
背景技術：
傳統的電鍍鋅和熱浸鋅工藝由于耐蝕性差、能耗大、污染嚴重、有氫脆，且使用溫 度受鈍化膜老化溫度的限制，只能在100°c以下使用，有很大的局限性。鋅鋁涂層(達克羅 涂層)由于具有傳統的電鍍鋅和熱浸鋅無法比擬的優點，因而在汽車、醫藥、電力、石油及 軍工等領域得到了相當廣泛的應用。鋅鋁涂層是將片狀鋅粉和鋁粉、鉻酐、潤濕劑、分散齊U、 去離子水及其他助劑組成的混合液攪拌均勻后涂覆于工件表面，然后在300°c下固化，氧化 還原反應形成無定形的nCr203 · HiCrO3復合鹽。然而，鋅鋁涂層中含有Cr6+，Cr6+是眾所周知的有害物質，毒性強且有致癌作用，會 對人類生存環境造成嚴重污染，因此鉻的使用已經受到越來越嚴格的限制。盡管鋅鉻涂層 中絕大部分的Cr6+在烘烤成膜的過程中通過反應轉化成Cr3+，但仍有很少量的鉻以可溶性 六價鉻的形式保留在鋅鋁涂層中。在正常情況下，它的溶量應該不大于3 μ g/cm2，但即使是 這個數量也同鍍鋅鈍化層一樣超過了 0. 6 μ g/cm2這一引起過敏的限度。歐洲2000/53/EG 規定，從2003年7月1日起，在歐洲生產和銷售的每輛汽車中，六價鉻的含量不得超過2g， 汽車上使用的防腐涂層中不允許含有Cr6+，世界上工業發達國家的汽車行業中許多品牌車 輛亦率先制定了無鉻涂層的技術標準。所以不含六價鉻等有害金屬的防腐技術的研究開發 就迫在眉睫，具有可觀的經濟和社會效益。無鉻鋅鋁涂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)涂層，一種是德國Delta公司推出的Delta涂層，以及北京永泰和推 出的BNC水性無鉻鋅鋁涂層。這些涂料雖消除了傳統達克羅中的鉻，但涂層的耐候性與耐 腐蝕性能與傳統達克羅相比都有所下降，且須與另一層有機封閉涂層搭配使用，大大增加 了涂層成本。鋅鋁復合涂鍍涂料及其制備方法(CN101074337A)的專利技術，采用片狀鋅 粉、片狀鋁粉、中性樹脂、稀釋劑、非離子表面活性劑、抗沉降劑和分散劑制成鋅鋁復合涂鍍 涂料。由于稀釋劑使用了甲苯及二甲苯有毒有害的有機溶劑，污染環境。再則其膜層雖然 有較好的附著力，但是耐腐蝕性能不高，硬度不高，膜層厚度偏厚。一種無鉻達克羅涂料 (CN101260252A)的專利技術，涂覆后的金屬零件置于200 400°C固化，處理工藝所需固化 溫度高，能耗大。
發明內容
本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種環境友好、能耗小和成本低的無 鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法；用該方法所制備的無鉻鋅鋁防腐涂料涂覆后的涂層沖擊強度 高、耐蝕性好、結合力強和硬度高。本發明所采用的技術方案是先將5 25襯％的鱗片狀鋅粉和5 15wt%的鱗片 狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 40wt %的有機溶劑、1. 1 1. 8wt %的分散劑、3 8wt %的緩
3蝕劑和3 IOwt %的無機添加劑，攪拌20 40min，制成基料。或然后將5 15wt %的改性樹脂、1 3wt %的有機硅烷偶聯劑和25 30wt %的 有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料；或然后將5 15wt %的改性樹脂、1 3wt %的有機硅烷偶聯劑和25 30wt %的 有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羥乙基纖 維素，攪拌20 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。上述技術方案中鱗片狀鋅粉的片徑為10 15 μ m,厚度為0. 1 0. 2 μ m ；鱗片 狀鋁粉的片徑為10 12 μ m,厚度為0. 1 0. 2 μ m ；有機溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸丁 酯、甲基丙烯酸丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、丙酮、環己酮、甲乙酮、異丙醇、正丁醇、乙二醇和 丙二醇中的一種以上，前后兩次加入的一種以上的有機溶劑均相同；分散劑為脂肪醇聚氧 乙烯醚類；緩蝕劑為硫脲或為苯并三氮唑；無機添加劑為經納米級微乳液表面改性的納米 二氧化硅或為經納米級微乳液表面改性的納米碳化硅；改性樹脂為環氧改性丙烯酸樹脂、 聚氨脂改性環氧樹脂和環氧改性酚醛樹脂中的一種以上；有機硅烷偶聯劑為有機硅烷偶聯 劑KH-550、有機硅烷偶聯劑KH-560、有機硅烷偶聯劑KH-570和有機硅烷偶聯劑KH-900中 的一種。本發明在常溫下進行，工藝簡單、生產時間短，降低了生產成本；所采用的粘結劑 為有機硅烷偶聯劑及改性樹脂，而非鉻酐，實現了涂料和涂層的完全無鉻化，成為真正的 生態環保涂料；有機硅烷偶聯劑通過烷基化能夠與鋼、鐵等基層表面的鐵離子反應形成 鋅-硅酸-鐵化合物，并且也能夠和鋅粉微細粒子表面的鋅離子反應，形成一層堅硬的膜 包覆在微細粒子的表面，從而與鋼材基層粘結在一起，大大提高了涂層在金屬表面的附著 力和耐蝕性；所采用的無機添加劑為經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅或為經納 米級微乳液表面改性的納米碳化硅，大大提高了涂層的硬度、耐劃傷性、減摩性和耐腐蝕性 能，有效地降低了涂層固化導致的微裂紋；制品中的有機溶劑屬于中低沸點的溶劑，能在 220士 10°C固化附著在金屬基材表面，低于常規工藝的固化溫度300°C，大大降低使用能耗， 節約處理成本。所制成的無鉻鋅鋁防腐涂料在15 μ m的膜層厚度下可達到480小時以上的耐鹽 霧試驗，附著力達到5級，硬度達到5H以上，涂層耐熱性(400°C )為20 30小時，耐水性 (400C )為240 280小時，耐鹽性為65 75小時，沖擊強度為45 65kg · cm因此，本發明具有環境友好、能耗小和成本低的特點，所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料 涂覆后的涂層沖擊強度高、耐蝕性好、結合力強和硬度高。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步的描述，并非對保護范圍的限制在本具體實施方式
中鋅粉為鱗片狀鋅粉，片徑為10 15 μ m，厚度為0. 1 0. 2 μ m ；鋁粉為鱗片狀鋁粉，片徑為10 12 μ m,厚度為0. 1 0. 2 μ m。以下實施例中將不 再重復描述。實施例1一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將5 10wt%的鱗片狀鋅粉和10 15wt %的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 40wt %的乙二醇乙醚醋酸酯、1. 5 1. 8wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、3 5襯％的硫脲和5 IOwt %的經納米級微乳液表面改性的納 米二氧化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將8 15wt%的聚氨脂改性環氧樹脂、1 3wt%的有機硅烷偶聯劑KH-550和25 30wt%的乙二醇乙醚醋酸酯攪拌均勻后添加到基 料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羥乙基纖維素，攪拌20 50min，制得無 鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為480 490小時，耐鹽性為65 68小時，耐熱性(400°C )為20 24小時，耐水性(400C )為250 260小時，沖擊強度為56 65kg · cm。實施例2一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 IOwt %的鱗片狀鋅粉和10 15wt%的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 40wt%的環 己酮、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-4、3 5襯％的硫脲和5 10襯％的經納米 級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將8 15wt%的聚氨 脂改性環氧樹脂和環氧改性酚醛樹脂、1 3wt %的有機硅烷偶聯劑KH-560和25 30wt % 的環己酮攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羥乙基纖 維素，攪拌20 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為490 500小時，耐鹽性為67 70小時，耐熱性(400°C )為25 30小時，耐水性(400C )為248 256小時，沖擊強度為53 58kg · cm。實施例3一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 IOwt %的鱗片狀鋅粉和10 15wt%的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 40襯％的 乙二醇乙醚醋酸酯和丙酮、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-5、3 5襯％的苯并三 氮唑和5 10襯％的經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅，攪拌20 40min，制成基 料。然后將8 15wt%的聚氨脂改性環氧樹脂、1 3wt%的有機硅烷偶聯劑KH-570和 25 30wt%的乙二醇乙醚醋酸酯和丙酮攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再加 入0. 05 0. 5襯％的羥乙基纖維素，攪拌20 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為482 490小時，耐鹽性為65 69小時，耐熱性(400°C )為20 23小時，耐水性(400C )為244 253小時，沖擊強度為55 65kg · cm。實施例4一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 IOwt %的鱗片狀鋅粉和10 15wt%的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 40襯％的 醋酸丁酯和正丁醇、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7、3 5襯％的苯并三氮唑和 5 10wt%的經納米級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后 將8 15wt%的環氧改性丙烯酸樹脂和環氧改性酚醛樹脂、1 3wt%的有機硅烷偶聯劑 KH-900和25 30wt %的醋酸丁酯和正丁醇攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再 加入0. 05 0. 5襯％的羥乙基纖維素，攪拌20 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力
5為5級，耐鹽霧試驗為478 485小時，耐鹽性為68 72小時，耐熱性(400°C )為24 28小時，耐水性(400C )為262 271小時，沖擊強度為47 55kg · cm。實施例5一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 IOwt %的鱗片狀鋅粉和10 15wt%的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 40wt%的有 機溶劑、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9、3 5襯％的硫脲和5 10wt%的經納 米級微乳液表面改性的納米二氧化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將8 15襯％的 環氧改性酚醛樹脂和聚氨脂改性環氧樹脂、1 3wt %的有機硅烷偶聯劑KH-560和25 30襯％的有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5襯％的 羥乙基纖維素，攪拌20 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例中的有機溶劑均為乙二醇乙醚醋酸酯、丙酮和正丁醇。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為495 505小時，耐鹽性為66 70小時，耐熱性(400°C )為25 30小時，耐水性(400C )為252 260小時，沖擊強度為51 57kg · cm。實施例6一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將5 15襯％的鱗片狀鋅粉和8 Ilwt% 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 35wt %的醋酸丁酯、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-3、3 5襯％的硫脲和5 7襯％的經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅，攪拌 20 40min，制成基料。然后將8 1 Iwt %的環氧改性丙烯酸樹脂、1 3wt%的有機硅烷 偶聯劑KH-550和28 30襯％的醋酸丁酯攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再 加入0. 05 0. 5襯％的羥乙基纖維素，攪拌20 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為483 492小時，耐鹽性為66 69小時，耐熱性(400°C )為22 25小時，耐水性(400C )為265 274小時，沖擊強度為48 55kg · cm。實施例7一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 15襯％的鱗片狀鋅粉和8 1 Iwt %的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 35wt%的甲 乙酮、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-4、3 5襯％的硫脲和5 7襯％的經納米 級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將8 Ilwt%的聚氨脂 改性環氧樹脂、1 3wt %的有機硅烷偶聯劑KH-560和28 30wt %的甲乙酮攪拌均勻后添 加到基料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羥乙基纖維素，攪拌20 50min， 制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為500 510小時，耐鹽性為66 69小時，耐熱性(400°C )為23 26小時，耐水性(400C )為245 252小時，沖擊強度為56 63kg · cm。實施例8一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 15襯％的鱗片狀鋅粉和8 1 Iwt %的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 35wt%的正 丁醇、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-5、3 苯并三氮唑和5 經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將8 的環氧改性酚醛樹脂、1 3wt %的有機硅烷偶聯劑KH-570和28 30wt %的正丁醇攪拌均 勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羥乙基纖維素，攪拌20 50min,制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為491 498小時，耐鹽性為68 72小時，耐熱性(400°C )為25 28小時，耐水性(400C )為251 262小時，沖擊強度為49 57kg · cm。實施例9一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 15襯％的鱗片狀鋅粉和8 1 Iwt %的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 35wt%的甲 基丙烯酸丁酯和鄰苯二甲酸二辛酯、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7、3 5wt% 的苯并三氮唑和5 7wt%的經納米級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min，制 成基料。然后將8 1 Iwt %的環氧改性酚醛樹脂和聚氨脂改性環氧樹脂、1 3wt %的有機 硅烷偶聯劑KH-900和28 30wt %的甲基丙烯酸丁酯和鄰苯二甲酸二辛酯攪拌均勻后添加 到基料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羥乙基纖維素，攪拌20 50min，制 得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為496 515小時，耐鹽性為69 73小時，耐熱性(400°C )為24 27小時，耐水性(400C )為248 255小時，沖擊強度為52 57kg · cm。實施例10一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將 5 15襯％的鱗片狀鋅粉和8 1 Iwt %的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入30 35wt%的有 機溶劑、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9、3 5襯％的硫脲和5 7wt%的經納 米級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將8 11襯％的聚 氨脂改性環氧樹脂、1 3wt %的有機硅烷偶聯劑KH-550和28 30wt %的有機溶劑攪拌均 勻后添加到基料中，攪拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羥乙基纖維素，攪拌20 50min,制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例中的有機溶劑均為醋酸丁酯、甲乙酮和異丙醇。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為503 511小時，耐鹽性為67 72小時，耐熱性(400°C )為23 25小時，耐水性(400C )為249 257小時，沖擊強度為54 62kg · cm。實施例11一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 20wt%的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的甲基丙烯酸丁酯、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚 氧乙烯醚AE0-3、5 8襯％的硫脲和5 7wt%的經納米級微乳液表面改性的納米二氧化 硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將5 8wt%的環氧改性酚醛樹脂、1 2wt%的有機 硅烷偶聯劑KH-550和25 30wt%的甲基丙烯酸丁酯攪拌均勻后添加基料中，攪拌30 50min,制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力為5級，耐鹽霧試驗為485 495小時，耐鹽性為65 67小時，耐熱性(400°C )為26 30小時，耐水性(400C )為240 248小時，沖擊強度為47 54kg · cm。實施例12一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 20襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30襯％的丙酮、1. 1 1. 3wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-4、5 8wt%的硫脲和5 7wt%的經納米級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min,制成基料。然后將5 8wt%的環氧改性丙烯酸樹脂和環氧改性酚醛樹脂、1 2wt% 的有機硅烷偶聯劑KH-560和25 30wt%的丙酮攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min,制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為485 496小時，耐鹽性為66 68小時，耐熱性(400°C )為25 28小時，耐水性(400C )為260 269小時，沖擊強度為45 54kg · cm。實施例13一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 20wt%的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的丙二醇、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-5、5 8襯％的苯并三氮唑和5 7wt%的經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅， 攪拌20 40min，制成基料。然后將5 8wt%的環氧改性酚醛樹脂、1 2襯％的有機硅 烷偶聯劑KH-570和25 30wt%的丙二醇攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，制 得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為494 505小時，耐鹽性為67 70小時，耐熱性(400°C )為25 29小時，耐水性(400C )為242 251小時，沖擊強度為46 54kg · cm。實施例14一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 20襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的有機溶劑、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-7、5 8襯％的苯并三氮唑和5 7襯％的經納米級微乳液表面改性的納米碳化硅， 攪拌20 40min，制成基料。然后將5 8wt%的聚氨脂改性環氧樹脂和環氧改性丙烯酸 樹脂、1 2wt %的有機硅烷偶聯劑KH-900和25 30wt %的有機溶劑攪拌均勻后添加到基 料中，攪拌30 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例中的有機溶劑均為丙酮和環己酮。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為500 512小時，耐鹽性為66 70小時，耐熱性(400°C )為20 22小時，耐水性(400C )為261 270小時，沖擊強度為51 58kg · cm。實施例15一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 20襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的有機溶劑、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-9、5 8襯％的苯并三氮唑和5 7wt%的經納米級微乳液表面改性的納米二氧化 硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將5 8wt%的環氧改性丙烯酸樹脂和環氧改性酚醛 樹脂、1 2wt %的有機硅烷偶聯劑KH-570和25 30wt %的有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例中的有機溶劑均為乙二醇和丙二醇。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為498 508小時，耐鹽性為68 71小時，耐熱性(400°C )為23 26小時，耐水性(400C )為260 268小時，沖擊強度為45 52kg · cm。實施例16一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 25襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的鄰苯二甲酸二辛酯、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇 聚氧乙烯醚AE0-3、3 5襯％的硫脲和3 5wt%的經納米級微乳液表面改性的納米二氧 化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將10 15wt%的環氧改性丙烯酸樹脂和聚氨脂改 性環氧樹脂、1 3wt%的有機硅烷偶聯劑KH-550和25 30wt%的鄰苯二甲酸二辛酯攪拌 均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為510 520小時，耐鹽性為70 75小時，耐熱性(400°C )為21 24小時，耐水性(400C )為264 275小時，沖擊強度為54 60kg · cm。實施例17一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 25襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的異丙醇、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-4、3 5wt%的硫脲和3 5wt%的經納米級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將10 15wt%的環氧改性丙烯酸樹脂、1 3襯％的有機硅烷偶聯 劑KH-560和25 30wt%的異丙醇攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，制得無鉻 鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為495 505小時，耐鹽性為72 75小時，耐熱性(400°C )為22 25小時，耐水性(400C )為270 280小時，沖擊強度為47 54kg · cm。實施例18一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 25襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的乙二醇、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-5、3 5襯％的苯并三氮唑和3 5wt%的經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅， 攪拌20 40min，制成基料。然后將10 15wt %的環氧改性丙烯酸樹脂、1 3wt %的有機 硅烷偶聯劑KH-570和25 30wt%的乙二醇攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min， 制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為492 501小時，耐鹽性為71 74小時，耐熱性(400°C )為22 24小時，耐水性(400C )為269 278小時，沖擊強度為49 56kg · cm。實施例19一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 25襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt %的有機溶劑、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-7、3 5襯％的苯并三氮唑和3 5襯％的經納米級微乳液表面改性的納米碳化硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將10 15wt%的改性樹脂、1 3襯％的有機硅烷偶聯 劑KH-900和25 30襯％的有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min，制得無 鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例中有機溶劑均為甲乙酮和異丙醇；改性樹脂為環氧改性丙烯酸樹脂、 聚氨脂改性環氧樹脂和環氧改性酚醛樹脂。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為5H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為518 530小時，耐鹽性為72 75小時，耐熱性(400°C )為26 30小時，耐水性(400C )為262 272小時，沖擊強度為50 58kg · cm。實施例20一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法先將15 25襯％的鱗片狀鋅粉和5 Swt % 的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25 30wt%的有機溶劑、1. 3 1. 5襯％的脂肪醇聚氧乙 烯醚AE0-9、3 5襯％的苯并三氮唑和3 5wt%的經納米級微乳液表面改性的納米碳化 硅，攪拌20 40min，制成基料。然后將10 15wt%的環氧改性丙烯酸樹脂、1 3襯％的 有機硅烷偶聯劑KH-900和25 30襯％的有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30 50min,制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本實施例中的有機溶劑均為鄰苯二甲酸二辛酯、環己酮和丙二醇。本實施例所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料，涂覆后的涂層經測試硬度為6H，附著力 為5級，耐鹽霧試驗為510 518小時，耐鹽性為68 73小時，耐熱性(400°C )為22 25小時，耐水性(400C )為271 280小時，沖擊強度為48 56kg · cm。本具體實施方式
在常溫下進行，工藝簡單、生產時間短，降低了生產成本；所采用 的粘結劑為有機硅烷偶聯劑及改性樹脂，而非鉻酐，實現了涂料和涂層的完全無鉻化，成為 真正的生態環保涂料；有機硅烷偶聯劑通過烷基化能夠與鋼、鐵等基層表面的鐵離子反應 形成鋅_硅酸-鐵化合物，并且也能夠和鋅粉微細粒子表面的鋅離子反應，形成一層堅硬 的膜包覆在微細粒子的表面，從而與鋼材基層粘結在一起，大大提高了涂層在金屬表面的 附著力和耐蝕性；所采用的無機添加劑為經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅或為經 納米級微乳液表面改性的納米碳化硅，大大提高了涂層的硬度、耐劃傷性、減摩性和耐腐蝕 性能，有效地降低了涂層固化導致的微裂紋；制品中的有機溶劑屬于中低沸點的溶劑，能在 220士 10°C固化附著在金屬基材表面，低于常規工藝的固化溫度300°C，大大降低使用能耗， 節約處理成本。本具體實施方式
所制成的無鉻鋅鋁防腐涂料在15 μ m的膜層厚度下可達到480小 時以上的耐鹽霧試驗，附著力達到5級，硬度達到5H以上，涂層耐熱性(400°C )為20 30 小時，耐水性(400C )為240 280小時，耐鹽性為65 75小時，沖擊強度為45 65kg .cm因此，本具體實施方式
具有環境友好、能耗小和成本低的特點，所制得的無鉻鋅鋁 防腐涂料涂覆后的涂層沖擊強度高、耐蝕性好、結合力強和硬度高。
權利要求
一種無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于先將5～25wt％的鱗片狀鋅粉和5～15wt％的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25～40wt％的有機溶劑、1.1～1.8wt％的分散劑、3～8wt％的緩蝕劑和3～10wt％的無機添加劑，攪拌20～40min，制成基料；或然后將5～15wt％的改性樹脂、1～3wt％的有機硅烷偶聯劑和25～30wt％的有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30～50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料；或然后將5～15wt％的改性樹脂、1～3wt％的有機硅烷偶聯劑和25～30wt％的有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中，攪拌30～50min，再加入0.05～0.5wt％的羥乙基纖維素，攪拌20～50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。
2.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的鱗片狀鋅 粉的片徑為10 15 μ m,厚度為0. 1 0. 2 μ m。
3.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的鱗片狀鋁 粉的片徑為10 12 μ m,厚度為0. 1 0. 2 μ m。
4.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的有機溶劑 為乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、丙酮、環己酮、甲乙 酮、異丙醇、正丁醇、乙二醇和丙二醇中的一種以上，前后兩次加入的一種以上的有機溶劑 均相同。
5.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的分散劑為 脂肪醇聚氧乙烯醚類。
6.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的緩蝕劑為 硫脲或為苯并三氮唑。
7.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的無機添加 劑為經納米級微乳液表面改性的納米二氧化硅或為經納米級微乳液表面改性的納米碳化 娃。
8.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的改性樹脂 為環氧改性丙烯酸樹脂、聚氨脂改性環氧樹脂和環氧改性酚醛樹脂中的一種以上。
9.按照權利要求1所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法，其特征在于所述的有機硅烷 偶聯劑為有機硅烷偶聯劑KH-550、有機硅烷偶聯劑KH-560、有機硅烷偶聯劑KH-570和有機 硅烷偶聯劑KH-900中的一種。
10.如權利要求1 9中任一項所述的無鉻鋅鋁防腐涂料的制備方法所制備的無鉻鋅 鋁防腐涂料。
全文摘要
本發明具體涉及一種無鉻鋅鋁防腐涂料及制備方法。其技術方案是先將5～25wt％的鱗片狀鋅粉和5～15wt％的鱗片狀鋁粉攪拌均勻，再加入25～40wt％的有機溶劑、1.1～1.8wt％的分散劑、3～8wt％的緩蝕劑和3～10wt％的無機添加劑，攪拌20～40min，制成基料。然后將5～15wt％的改性樹脂、1～3wt％的有機硅烷偶聯劑和25～30wt％的有機溶劑攪拌均勻后添加到基料中。或攪拌30～50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料；或攪拌30～50min，再加入0.05～0.5wt％的羥乙基纖維素，攪拌20～50min，制得無鉻鋅鋁防腐涂料。本發明具有環境友好、能耗小和成本低的特點，所制得的無鉻鋅鋁防腐涂料涂覆后的涂層沖擊強度高、耐蝕性好、結合力強和硬度高。
文檔編號C09D161/14GK101899254SQ201010227660
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月13日 優先權日2010年7月13日
發明者周黎琴, 張雯雯, 柯昌美, 王全全, 王小紅, 羅俊松, 胡永 申請人:襄樊普士利工程器材有限公司;武漢科技大學