CN101338091B - 无铬金属防腐涂料、制备方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无铬金属防腐涂料、制备方法及使用方法，其特征在于所述的涂料由A、B两组分按1.6∶1～1.4∶1的质量比混合而成。其中A组分由锌片、铝片、非离子型表面活性剂、有机硅、低熔点的混合型有机醇和分散剂组成。所述的B组成是由低沸点的混合型有机醇和粘水组成。所提供的防腐涂料不含铬及不含其Cd或Hg重金属元素而具有通常含铬防腐涂料具有相当的防腐特性。

Description

无铬金属防腐涂料、制备方法及使用方法

技术领域

本发明涉及一种非电解性的金属防腐涂料、制备方法及使用方法，尤其是涉及一种不含铬及其他类重金属Cd、Hg和Pb的防腐涂料，属于不含铬的防腐涂料领域。

背景技术

非电解性锌铬涂料(以下简称锌铬涂料)是目前国内外流行的有利于环保，使金属表面具有高防腐能力的一种新型的防腐涂料。它的防腐原理是采用铬盐中的Cr⁶⁺来钝化涂料中的锌、铝片，提高锌、铝片的自身防腐能力，经过300℃烘烤，氧化还原反应形成无定形nGr₂O₃·mGrO₃复合盐，和锌铝片层叠覆盖在金属表面，以使在仅有6-8μm的厚度膜层条件下，就能在中性盐雾1000h条件下，基体不产生红锈。同时它还有无氢脆，能与多种镀、涂种的膜层结合的优点。然而，在锌铬涂料中含有Cr⁶⁺和Cr³⁺，而Cr⁶⁺是一种重污染的致癌物质，尽管锌铬涂料的工艺操作，是一个全封闭的过程，涂料不排放，可以严格控制，但是涂料所使用的容器，极少量的废液，在管理不当时，仍有污染环境的危险。因此彻底杜绝使用Cr⁶⁺钝化涂料中的锌、铝片，势在必行。

本申请拟提供一种无铬金属防腐涂料就是一种不含铬及其他类重金属Cd、Hg和Pb的防腐涂料。为此选用了适量的有机硅偶联剂和高百分比量的锌铝片结合，达到也是在较薄层的涂层形成高效防腐电化学保护膜层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不含铬及其他类重金属Cd、Hg和Pb的防腐涂料及其使用方法。

本发明所提供的不含铬及其他类重金属Cd、Hg和Pb的防腐涂料是一种具备高耐蚀性的水性环保涂料。

由于本发明是选用低沸点的有机醇，因而固化温度相对较低，节约了大量能源。

本发明中应用一定比例的锌铝片，因此具有较好的导电性能，电阻率≤3.5×10^-4Ω。

本发明为完成上述的技术要求所实施的技术方案：无铬金属防腐涂料，由A、B两组分混合而成。其质量百分比分别为：

A组分

锌片                        35.5-39.7％

铝片                        10.2-14.8％

低沸点的混合型有机醇        27.8-31.8％

水溶性有机硅                14.8-18.8％

非离子型表面活性剂          1.8-2.2％

分散剂                      1.1-1.5％

B组分

低沸点的混合型有机醇        73-77％

粘水                        23-27％

A/B的质量比可以是1.4-1.6∶1，最佳方案为1.5∶1

本发明的制作方案是：

A组分：按比例将锌、铝片、水溶性有机醇、分散剂和非离子表面活性剂，放入搅拌器中混合，充分搅拌6-8小时，然后置于轧辊机碾挤成浆料备用。

按比例称重上述浆料与有机硅偶联剂用机械搅拌机混合搅拌10-15分钟，均匀即可。

以上浆料即是A料。静置2-5天，一般静置2-3天用为最好。保质期为6个月。

将静置2-5天后的A组分与B组分铵1.6∶1～1.4∶1的质量比混合。其中，所述的低沸点混合型有机醇为：丙二醇、甲醇和乙醇中的任意两种或三种的混合型有机醇。

所述的分散剂为聚醚改性二甲基硅氧烷或硬脂酸锌。

所述的有机硅为硅烷偶联剂。

所述的非离子型活性剂为聚丙二醇的环氧乙烷加成物或烷基酚聚氧乙烯醚。

所述的涂料中的锌铝片，必须形状是片状的，规格大小，片径在15-40μm，片厚在0.2-0.5μm。

所述的锌铝片的含量占涂料质量百分树为28-32％，以此保证涂层具有良好的导电性。

所述的粘水为含1～1.5％(质量百分数)的增粘剂的去离子水，增粘剂为羟基纤维素或甲基纤维素。

所述的涂料中需保证8-12％的有机硅含量，它可以抑制锌铝片在离子水中的氧化反应。

所述的涂料形膜后，是用二涂二烘的工艺条件下加以保证，涂覆量在250-300mg/dm²，原则上第一次涂覆后不允许有漏涂现象存在。烘烤温度为200～250℃，欲防腐的金属基体材料为碳素钢零件或铸铁件。

由此可见，本发明提供的一种无铬金属防腐涂料，特征在于：

①不含Cr、Cd、Hg、Pb重金属及其他离子态的物质存在；

②无铬金属防腐涂料中是以锌、铝片金属为主的非电解性的水性涂料。

③无铬金属防腐涂料形膜是在220-250℃烘烤温度下完成，节约大量能源。

④无铬金属防腐涂料形膜后，涂复量在250-300mg/dm²，耐中性盐雾能力≥500h。

⑤无铬金属防腐涂料形膜后，导电性能好，电阻值≤3.5×10^-4Ω。

⑥无铬金属防腐涂料中含有一定量的有机硅。

⑦本发明提供的无铬金属防腐涂料其防腐性能具有含铬防腐涂料相似的防腐特性。

具体实施方式

下面通过具体实施例，以进一步说明本发明的实质性特点和显著特点。

实施例1

提供的防腐涂料由A、B两组分混合而成，A、B两组分的质量比为1.5∶1，其中，A组分由锌片、铝片、水溶性有机醇、硅烷偶联剂、非离子型表面活性剂以及分散剂组成，其中锌片和铝片的片径为15～40μm，片厚为0.3～0.4μm，具体组成是锌片38％、铝片12.5％、低沸点的混合型有机醇30％，它们为丙二醇、甲醇或乙醇、有机硅16％，非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，加入量2.0％，分散剂为硬脂酸锌，加入量为1.5％；

B料按有机醇质量百分数75％和25％粘水混合制成，应先将锌片、铝片、水溶性有机醇、分散剂和非离子型表面活性剂在搅拌器中搅拌6-8小时，然后置于轧辊机碾挤成浆料，最后再与有机硅混合搅拌，静置2天厚与B料按A/B＝1.5∶1的质量比混匀。

由本实施例制成的无铬金属防腐涂料具有较好的导电性能，电阻率≤3.5×10^-4，且在碳素钢或铸铁基体上形膜厚耐中性盐腐能力≥500h。

实施例2

A/B的质量比为1.6∶1，其余同实施例1。

实施例3

A/B的质量比为1.4∶1，其余同实施例1。

Claims (9)

1.一种无铬金属防腐涂料，其特征在于它是由A、B两组分按1.6∶1～1.4∶1质量比混合组成，

其中：A组分的质量百分比为

锌片                  35.5～39.7％

铝片                  10.2～14.8％

低沸点的混合型有机醇  27.8～31.8％

水溶性有机硅偶联剂    14.8～18.8％

非离子型表面活性剂    1.8～2.2％

分散剂                1.1～1.5％

B组分的质量百分比为

低沸点的混合型有机醇  73～77％

粘水                  23～27％

所述的锌片或铝片以片状形式存在，片径为15～40μm；

所述的低沸点的混合型有机醇为：丙二醇、甲醇和乙醇中的任意两种或三种；

所述的分散剂为聚醚改性二甲基硅氧烷或硬脂酸锌；

所述的水溶性有机硅偶联剂为硅烷偶联剂；

所述的非离子型表面活性剂为聚丙二醇的环氧乙烷加成物或烷基酚聚氧乙烯醚；所述的粘水为含质量百分数为1～1.5％增粘剂的去离子水，所述的增粘剂为羟基纤维素或甲基纤维素。

2.按权利要求1所述的无铬金属防腐涂料，其特征在于A、B两组分的质量比为1.5∶1。

3.按权利要求1所述的无铬金属防腐涂料，其特征在于所述的锌片或铝片的片厚为0.2～0.5μm。

4.按权利要求1所述的无铬金属防腐涂料，其特征在于涂料中锌铝片的含量占涂料的质量百分数为28～32％。

5.制备如权利要求1～4中任一项所述的无铬金属防腐涂料的方法，其特征在于：

(1)首先，按A组分中的锌片、铝片、低沸点的混合型有机醇、非离子型表面活性剂和分散剂称量后放入搅拌机中混合；

(2)然后将步骤1的混合物置于轧锟机碾挤成浆料；

(3)按比例称重将步骤2制成的浆料与硅烷偶联剂用机械搅拌机混合搅拌10～15分钟，制备成A组分，静置2～5天；

(4)按B组分中的低沸点的混合型有机醇和粘水混合；

(5)将静置2～5天后的A组分与B组分按1.6∶1～1.4∶1质量比混合而成。

6.按权利要求5所述的无铬金属防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤(1)中搅拌机中搅拌时间为6～8小时。

7.按权利要求5所述的无铬金属防腐涂料的制备方法，其特征在于所制备的A组成静置2～3天。

8.使用如权利要求1～4任一项所述的无铬金属防腐涂料的方法，其特征在于在欲防腐的金属基体材料上形膜后用二涂二烘工艺，涂覆量在250～300mg/dm²，第一次涂覆后不允许有漏涂现象，烘烤温度为200～250℃。

9.按权利要求8所述的无铬金属防腐涂料的使用方法，其特征在于所述的金属基体材料为碳素钢或铸铁件。