一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法，將甲酚甲醛環氧樹脂與對氨基苯甲酸反應，反應產物與二甲基乙醇胺中和成鹽制備成陰離子表面活性劑；通過上述制備的陰離子表面活性劑采用相反轉法對水性高分子量線性酚醛環氧樹脂進行乳化，然后通過嚴格的工藝條件制造出新型的水性環保耐高溫防腐漆；本發明通過合理的配伍和配比，涂覆金屬元器件表層只需150℃烘烤40分鐘，即可表現出請好耐高溫腐蝕性、耐應力腐蝕特性，使用年限更長，對大氣不會造成污染。
【專利說明】
一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于材料工程技術領域，具體地說，涉及一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前機械作業設備對于耐腐蝕性能的要求越來越高，尤其對于海水下探測器而言，常用機械臂連接機械手進行水下礦石采集，而機械臂的基本組成部件為連桿，常需要承受載荷。目前金屬連桿使用時，往往在探測器上浮后，暴露在空氣中，表面殘留的海水與空氣形成界面，加速連桿的腐蝕。
[0003]目前常用的防腐材料通常采用達克羅涂料和溶劑型油漆。達克羅是一種高防腐鋅鋁復合涂層，其價格高昂，且在使用時需要350°C的高溫烘烤30分鐘，材料成本高、使用不方便，對使用者造成較大的壓力。另一方面，溶劑型油漆對大氣環境的污染很大，不符合環保要求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的不足，提供一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法。
[0005]其具體的技術方案如下:
一種耐腐蝕金屬連桿，其包括桿本體，桿本體外層涂覆有防腐層，桿本體兩端開設有鉸孔，所述桿本體包括以下組分:S1:0.30-0.34%，Mg:0.64-0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.23-0.25%,Sr: 0.02-0.03%，La: 0.14%，Nd: 0.18%，T1: 0.02-0.05%，其余為Al ；所述防腐層是由以下各組分的原料組成:
水性環氧乳液41?50份、分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份、鎂粉10?25份、超細磷酸鋅粉20?40份、過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份;所述水性環氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂400?450份、陰離子環氧基表面活性劑18?25份、去離子水300?360份。
[0006]進一步，所述防腐層是由以下各組分的原料組成:
水性環氧乳液45份、分散劑0.8份、消泡劑0.6份、流平劑0.6份、鎂粉20份、鋅粉35份、高甲醚化三聚氰胺樹脂5.5份、去離子水5.5份;所述水性環氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂420份、陰離子環氧基表面活性劑20份、去離子水357份。
[0007]進一步，所述陰離子環氧基表面活性劑由以下各組分的原料組成:
GT6097環氧樹脂400份、丙二醇甲醚45份、對氨基苯磺酸46.5份、DMEA25.5份、去離子水63份。
[0008]—種權利要求1所述的耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其包括以下的步驟:
步驟一:制備陰離子環氧基表面活性劑；
步驟二:制備水性環氧乳液； 步驟三:將水性環氧乳液41?50份加入配料罐中，在低速攪拌下加入分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份，攪拌均勻；
步驟四:將鎂粉10?25份、超細磷酸鋅粉20?40份加入另一個配料罐中，中速攪拌打成膏狀；
步驟五:將步驟五制得的膏體加入步驟四中的配料罐中，攪拌均勻，加入過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份，攪拌均勾；
步驟六:過濾，制得水性耐高溫防腐漆。
[0009]步驟七:對連桿本體進行除銹、打磨、除油后，噴涂防腐底漆，50 °C放置45min后，噴涂防腐漆，在150 0C下烘烤40min。
[00?0] 進一步，步驟一中，按以下步驟進行:
將GT6097環氧樹脂加入到反應釜中，加入丙二醇甲醚作為溶劑；
升溫到88 0C，攪拌待環氧樹脂溶解后加入對氨基苯磺酸；
控制反應溫度在88°C，反應3小時候后抽真空，將丙二醇甲醚抽掉；
降溫到65 0C加入DMEA和去離子水進行中和。
[0011]進一步，步驟二中，按以下步驟進行:
步驟A:將ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂420份、陰離子環氧基表面活性劑18?25份、加入乳化釜中，升溫至80-85 °C ；
步驟B:開啟攪拌，攪拌速度為2000rpm;
步驟C:然后緩慢滴加300?360份去離子水；
步驟D:降溫出料。
[0012]進一步，步驟C中，按以下步驟進行:
首先滴加總份數的60%的去離子水，滴加過程保持溫度不變；
滴加完畢，保持攪拌時間30分鐘，體系發生相反轉；
然后加入剩余的水的40%，繼續攪拌1.5小時；
最后加入剩余的水。
[0013]本發明與現有技術相比，具有以下有益效果:
本發明提供的金屬連桿桿表面更加光滑，粗糙度可達1.8um，無明顯凹陷，不易產生腐蝕，使用年限更長，硬度更高。
[0014]本發明將甲酚甲醛環氧樹脂通過與對氨基苯甲酸反應，反應產物與二甲基乙醇胺中和成鹽制備成陰離子表面活性劑;通過上述制備的陰離子表面活性劑采用相反轉法對水性酚醛環氧樹脂進行乳化，然后通過嚴格的工藝條件制造出新型的水性環保防腐漆。
[0015]本發明通過合理的配伍和配比，將新型防腐漆涂覆金屬元器件表層，只需150°C烘烤40分鐘，即可表現出請好耐高溫腐蝕性、耐應力腐蝕特性，使用年限更長，可以使金屬在海水-空氣界面處仍能表現出良好的耐應力腐蝕特性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一種耐腐蝕金屬連桿的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發明的一種耐腐蝕金屬連桿及其制備方法作進一步詳細的說明。
[0018]為了對實施例中所用配方組份材料進行清楚說明，對出現的材料型號或名稱縮寫進行如下說明:
BYK191:含有顏料親和基團的共聚物。德國畢克公司生產的一種分散劑；
BYKO21:在聚乙二醇中的憎水固體和破泡聚硅氧烷的混合物;德國畢克公司生產的一種消泡劑；
BYK346:芳烷基改性聚甲基硅氧烷;德國畢克公司生產的一種流平劑；
GT6097:環氧樹脂:亨斯邁公司生產的ARALDITE GT6097雙酸A型固體環氧樹脂；
DMEA: —種高效的胺中和劑，可作為pH值調整、穩定及輔助溶劑等效能。化學名稱:N，N-二甲基乙醇胺、二甲基氨基乙醇、二甲基乙醇胺；
ECN9699:亨斯邁公司生產的甲酚甲醛環氧樹脂，高官能度5.5，作為改性劑與標準環氧樹脂配合，可配制高硬度、高耐溫性和優異的抗化學性的涂料。
[0019]實施例1:
一種耐腐蝕金屬連桿，其是由以下各組分的原料組成:
本實施例中一種耐腐蝕金屬連桿的桿本體各組分重量百分比如下:S1:0.40%，Mg:
0.64%，01:0.02%，卩6:0.23%，5『:0.03%，1^:0.14%，制:0.18%，211:0.03%，1^:0.05%，其余為AL.
[0020]防腐漆組水性環氧乳液41?50份、分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑
0.5?0.7份、鎂粉10?25份、超細磷酸鋅粉20?40份、過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份;所述水性環氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂400?450份、陰離子環氧基表面活性劑18?25份、去離子水300?360份。
[0021 ] 其中，分散劑優選采用BYK191 ；消泡劑優選采用BYK021;流平劑優選采用BYK346。
[0022]實施例2:
一個優選方案中，一種耐腐蝕金屬連桿由以下各組分的原料組成:
桿本體:S1:0.44%,Mg:0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.25%,Sr:0.02%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:
0.05%,T1:0.02%,其余為Al。
[0023]防腐漆:水性環氧乳液45份、分散劑0.8份、消泡劑0.6份、流平劑0.6份、鎂粉20份、鋅粉35份、高甲醚化三聚氰胺樹脂5.5份、去離子水5.5份;所述水性環氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂420份、陰離子環氧基表面活性劑20份、去離子水357份。
[0024]實施例3:
一個優選方案中，所述陰離子環氧基表面活性劑由以下各組分的原料組成:
GT6097環氧樹脂400份、丙二醇甲醚45份、對氨基苯磺酸46.5份、DMEA25.5份、去離子水63份。
[0025]實施例4:
陰離子環氧基表面活性劑的制備工藝
將實施例3配方中的GT6097環氧樹脂加入到反應釜中，加入配方量的丙二醇甲醚作為溶劑，升溫到92°C，攪拌待環氧樹脂溶解后加入配方量的對氨基苯甲酸，控制反應溫度在92°C左右，反應3小時候后抽真空，將丙二醇甲醚抽掉，降溫到60°C加入DMEA和水進行中和。
[0026]實施例5:
水性環氧樹脂的乳化工藝
將ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂和陰離子環氧基表面活性劑和非離子表面活性劑加入乳化釜中，升溫至80-850C，開啟攪拌，攪拌速度為2000rpm，然后緩慢滴加50%的去離子水，滴加過程保持溫度不變，滴加完畢，保持攪拌時間30分鐘，體系發生相反轉。加入剩余的水的50%，繼續攪拌I小時。最后加入剩余的水。降溫出料。
[0027]實施例6:
水性環氧耐高溫漆的制備制備工藝:
1、將水性酚醛環氧樹脂按配方比例加入配料罐中，在低速攪拌下加入BYK191、BYK021、BYK346，攪拌均勻。
[0028]2、將鎂粉、超細磷酸鋅粉加入另一個配料罐中，攪拌均勻，緩慢的加入鋁粉和鋅粉，中速攪拌打成膏狀。
[0029]3、將上述膏體加入I中的配料罐中，攪拌均勻，加入高甲醚化三聚氰胺樹脂和去離子水，攪拌均勻。
[0030]4、過濾。
[0031]實施例7:
本實施例中桿本體各組分重量百分比如下:S1: 0.42%，Mg: 0.65%，Cu: 0.02%，Fe: 0.24%，Sr:0.03%,La:0.14%,Nd:0.18%,Zn:0.05%,Ti:0.04%，其余為Al。
[0032]利用上述組分制備金屬型材成品，具體制備方法為:將各組分混合均勻后，在鋁棒爐內均質化處理，提升整體性能的均勻性，使材料兼具適當的硬度和韌性，然后經空氣冷卻，在450-500 °C進行鑄錠加熱，然后送入擠壓機擠壓，擠壓筒的溫度在400 °C ± 10 °C，擠壓速度3-6m/min，擠壓后進行水霧淬火，后經斷切、冷床冷卻、拉伸、矯直后進行人工時效，保溫溫度為2500C ± 10°C，時間180min，得到金屬成品。經測試，金屬成品的硬度(HW)為10。表面粗糙度為1.8um，型材厚度可達3mm。采用上述實施例提供的金屬，鑄造、加工成金屬桿，金屬桿包括長條狀的桿本體I，桿本體I涂覆有防腐漆3，桿本體I兩端表面沖開設鉸孔2。
[0033]涂覆過程如下:
對連桿本體進行除銹、打磨、除油后，噴涂防腐底漆，50°C放置45min后，噴涂防腐漆，在150°(:下烘烤4011^11。
[0034]本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾。這些改進和修飾也應當落入本發明權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種耐腐蝕金屬連桿，其特征在于: 其包括桿本體，桿本體外層涂覆有防腐層，桿本體兩端開設有鉸孔，所述桿本體包括以下組分:S1:0.30-0.34%，Mg:0.64-0.66%,Cu:0.02%,Fe:0.23-0.25%，Sr:0.02-0.03%，La:0.14%，Nd: 0.18%，T1: 0.02-0.05%，其余為Al ；所述防腐層是由以下各組分的原料組成:水性環氧乳液41?50份、分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份、鎂粉10?25份、超細磷酸鋅粉20?40份、過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份;所述水性環氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂400?450份、陰離子環氧基表面活性劑18?25份、去離子水300?360份。2.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕金屬連桿，其特征在于:所述防腐層是由以下各組分的原料組成: 水性環氧乳液45份、分散劑0.8份、消泡劑0.6份、流平劑0.6份、鎂粉20份、鋅粉35份、高甲醚化三聚氰胺樹脂5.5份、去離子水5.5份;所述水性環氧乳液由以下各組的原料組成:ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂420份、陰離子環氧基表面活性劑20份、去離子水357份。3.根據權利要求1所述的一種耐腐蝕金屬連桿，其特征在于:所述陰離子環氧基表面活性劑由以下各組分的原料組成: GT6097環氧樹脂400份、丙二醇甲醚45份、對氨基苯磺酸46.5份、DMEA25.5份、去離子水63份。4.一種權利要求1所述的耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:其包括以下的步驟: 步驟一:制備陰離子環氧基表面活性劑； 步驟二:制備水性環氧乳液； 步驟三:將水性環氧乳液41?50份加入配料罐中，在低速攪拌下加入分散劑0.7?0.9份、消泡劑0.5?0.7份、流平劑0.5?0.7份，攪拌均勻； 步驟四:將鎂粉10?25份、超細磷酸鋅粉20?40份加入另一個配料罐中，中速攪拌打成膏狀； 步驟五:將步驟五制得的膏體加入步驟四中的配料罐中，攪拌均勻，加入過氧化氫二異丙苯3?7份、去離子水3?7份，攪拌均勾； 步驟六:過濾，制得水性耐高溫防腐漆； 步驟七:對連桿本體進行除銹、打磨、除油后，噴涂防腐底漆，50°C放置45min后，噴涂防腐漆，在150 °C下烘烤40min。5.根據權利要求4所述的一種耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:步驟一中，按以下步驟進行: 將GT6097環氧樹脂加入到反應釜中，加入丙二醇甲醚作為溶劑； 升溫到88°C，攪拌待環氧樹脂溶解后加入對氨基苯磺酸； 控制反應溫度在88°C，反應3小時候后抽真空，將丙二醇甲醚抽掉； 降溫到65 0C加入DMEA和去離子水進行中和。6.根據權利要求5所述的一種耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:步驟二中，按以下步驟進行: 步驟A:將ECN9699甲酚甲醛環氧樹脂420份、陰離子環氧基表面活性劑18?25份、加入乳化釜中，升溫至80-85 °C ； 步驟B:開啟攪拌，攪拌速度為2000rpm; 步驟C:然后緩慢滴加300?360份去離子水； 步驟D:降溫出料。7.根據權利要求6所述的一種耐腐蝕金屬連桿的制備方法，其特征在于:步驟C中，按以下步驟進行: 首先滴加總份數的60%的去離子水，滴加過程保持溫度不變； 滴加完畢，保持攪拌時間30分鐘，體系發生相反轉； 然后加入剩余的水的40%，繼續攪拌1.5小時； 最后加入剩余的水。
【文檔編號】C09D7/12GK106010137SQ201610427078
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】劉書元
【申請人】青島源之林農業科技開發有限公司