CN102079917A - 镁合金材料涂装专用底漆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镁合金材料涂装专用底漆，由以下组分组成：1）甲组分中各物质的重量百分比之和为100%，其各物质的重量百分含量为：聚乙烯醇缩丁醛树脂10-15%；四碱式锌铬黄8-12%；滑石粉2-5%；分散剂0.2-0.4%；消泡剂0.1-0.3%；乙醇15-20%；正丁醇10-15%；蒸馏水2-3%；余量为异丙醇；2）乙组分中各物质重量百分比之和为100%，其各物质的重量百含量为：磷酸1-5%，蒸馏水5-20%，乙醇10-20%，余量为异丙醇；底漆中甲组分：乙组分的重量比为4:1。本发明方法在镁合金材料表面覆盖一层专用底漆，底漆与镁合金的结合力好，防护性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁合金材料表面涂装专用底漆。
背景技术
镁合金具有较高的比强度、比刚度以及良好的铸造、减震、切削加工、尺寸稳定性以及优良的电磁屏蔽等性能。但镁合金表面组织容易产生腐蚀，常常需要对其表面进行处理，以增加镁合金表面的防护性能。由于金属镁的电化学位约为-2.37v，在普通大气环境中就极易氧化，这层氧化膜疏松、不牢固，不能起到保护基材的作用，并且妨碍了镁合金的表面处理，阻碍镁合金材料推广应用。
目前，在镁合金表面进行涂装处理，获得具有保护和装饰性的涂层，是经济、适用的表面处理方法。镁合金表面的涂装工艺，主要有在镁合金材料表面覆盖底漆、再涂覆面漆、罩光漆等涂层的工序。而在镁合金材料的表面直接涂装，往往因附着力较差，使得镁合金表面防腐性能不佳，其主要原因是因为镁合金金属表面容易生成疏松氧化物，导致镁合金与保护漆涂层附着不牢固。镁合金材料在涂覆保护漆以前（前处理），有着严格的施工要求，如对镁合金表面进行转化膜或改性处理。通过化学转化形成转化膜后再进行涂装，在转化生产工艺过程中，因转化液反复使用，镁合金表面的质量往往不太稳定，影响涂装的效果，并且废弃的转化液和清洗液，将造成环境污染，不利于镁合金产品的工业化生产。
发明内容
本发明的目的，是提供一种镁合金材料表面涂装专用底漆。采用本发明方法在镁合金材料表面直接覆盖一层上述专用底漆，所述底漆与镁合金的结合力好，防护性强，使得整个涂层的附着力和防护性都很好。
实现本发明的技术方案是：
镁合金材料的专用底漆由以下组分组成：
1）甲组分中各物质的重量百分比之和为100%，其各物质的重量百分含量为：
聚乙烯醇缩丁醛树脂 10-15%；
四碱式锌铬黄 8-12%；
滑石粉 2-5%；
分散剂 0.2-0.4%；
消泡剂 0.1-0.3%；
乙醇 15-20%；
正丁醇 10-15%；
蒸馏水 2-3%；
余量为异丙醇；
2）乙组分中各物质的重量百分比之和为100%，其各物质的重量百分含量为：
磷酸 1-5%，
蒸馏水 5-20%，
乙醇 10-20%，
余量为异丙醇；
底漆中甲组分：乙组分的重量比为4:1。
本发明所述的镁合金材料涂装专用底漆，较好的技术方案是：
1）甲组分中各物质的重量百分比之和为100%，其各物质的重量百分含量为：
聚乙烯醇缩丁醛树脂 10-13%；
四碱式锌铬黄 10-12%；
滑石粉 2-3%；
分散剂 0.3%；
消泡剂 0.2%；
乙醇 18-20%；
正丁醇 10-15%；
蒸馏水 2-3%；
余量为异丙醇；
2）乙组分中各物质的重量百分比之和为100%，其各物质的重量百分含量为：
磷酸 1.5-3%，
蒸馏水 10-15%，
乙醇 15-20%，
余量为异丙醇；
底漆中甲组分：乙组分的重量比为4:1。
所述分散剂为溶剂型涂料用嵌段聚合型分散剂。
所述消泡剂为溶剂型涂料用聚硅氧烷类消泡剂。
本发明所述专利底漆各组分原料要求是市售工业一级，或分析纯。
制备的底漆中四碱式锌铬黄和滑石粉的粒度应小于10微米。
在镁合金表面覆盖本发明所述底漆时，底漆与镁合金基体和表面氧化物有如下反应：
3Mg + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 3H2
3MgO + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 3H2O
这些反应使得涂层与镁合金基体有充分的接触，生成的磷酸镁十分稳定，还有良好的缓蚀效果。同时，该底漆所采用的聚乙烯醇缩丁醛树脂分子结构中有一定量的羟基存在，与镁合金基体可以产生氢键缔合的化学吸附，因此底漆干燥后形成的涂层与镁合金基体具有优异的结合力（附着力）。本发明所述底漆中的四碱式锌铬黄，可以与底漆中残留的磷酸进行缓慢反应，形成稳定的磷酸锌和锌铬黄，消除了残留磷酸的吸潮等破坏性，而且在涂层与镁合金金属界面发生腐蚀的时候锌铬黄有微弱的溶解性，极少量的游离铬酸根也能对镁合金产生钝化作用而使之得到一定的保护。
通过实验，申请人发现本发明所述底漆在镁合金表面形成的有机涂层，结合力好，与后续的涂装工艺配合，整体附着力达到1级（划格法），而普通金属用环氧底漆直接涂装（无转化膜）附着力通常达不到1级，耐腐蚀性比普通底漆有明显提高，与经过转化膜处理的底漆耐蚀性相当。并且这种高附着力的获得是很稳定的，对镁合金材料工件的前处理没有严格的施工要求，也不需要进行转化膜或改性处理，没有转化液，利于环保，还有施工简单的优点。因为镁合金材料的活泼性很高，底漆中所需要的活性成分（磷酸）用量也比钢铁材料所用类似底漆中的含量低很多，加上四碱式锌铬黄的大量存在，使残留活性成分极大降低，涂层的使用稳定性更有保障。
本发明所述底漆与在镁合金表面形成的涂层是热塑性涂层，粘接性好，有良好的结合力和适应性。施工时，底漆的活性成分能和镁合金基体及其氧化物进行化学反应，也可以增加涂层与基体的结合力，而且可以允许表面有一定的氧化物存在，也可以允许有少量水分，很适应镁合金表面极易氧化的状况。同时涂层中含有钝化性成分（四碱式锌铬黄），在镁合金材料使用过程中如果发生腐蚀，极少量的活性物质将游离出来，在镁合金-涂层界面产生钝化膜而保护镁合金基体。因此，本发明所述底漆因为牢固的结合力和钝化作用赋予整个涂层很好的防腐性能，是其它底漆所不具有的特点。
具体实施方式
实施例1
本发明所需处理溶液按下述配制：
1）甲组分：
甲组分中各物质的重量百分比之和为100%，其中，聚乙烯醇缩丁醛树脂10%，四碱式锌铬黄10%，滑石粉3%，BYK-2510分散剂0.3%，BYK-141消泡剂0.2%，乙醇15%，正丁醇10%，蒸馏水3%，余量为异丙醇。
2）乙组分制备：
乙组分中各物质的重量百分比之和为100%，其中，磷酸1.5%，乙醇20%，蒸馏水10%，余量为异丙醇。
分别取AZ31挤压镁合金、AZ91铸造镁合金产品各3件，按照下列步骤进行表面处理：
1.常规碱洗脱脂：用5g/l氢氧化钠，10g/l磷酸钠，10g/l碳酸钠，2g/l表面活性剂混合溶液洗涤，常温搅动处理1min；水洗；
2.常规除去氧化物：用11%的氢氟酸浸洗，除去剩余的氧化皮和污物，使表面更清洁有活性；常温处理0.5min，水洗；
3.涂装，将甲乙组分按照重量比为4：1进行充分混合后，刷涂或喷涂，涂层厚度10-15微米。自然干燥20分钟后喷涂氨基-丙烯酸铝粉面漆（中山福泰AM-400），厚度30-40微米，120℃干燥30分钟，最后喷涂丙烯酸-聚氨酯罩光清漆(中山福泰PK-900），厚度20-30微米，100℃干燥30分钟。
4.性能检测，上述产品干燥后24小时进行划格法附着力检测，所有产品涂层附着力均达到1级。实施例2
本发明所需处理溶液按下述配制：
1）甲组分：
甲组分中各物质的重量百分比之和为100%，其中，聚乙烯醇缩丁醛树脂12%，四碱式锌铬黄12%，滑石粉2%，BYK-2510分散剂0.3%，Defom6500消泡剂0.2%，乙醇20%，正丁醇15%，蒸馏水2.5%，余量为异丙醇。2）乙组分制备：
乙组分中各物质的重量百分比之和为100%，其中，磷酸3%，乙醇20%，蒸馏水15，余量为异丙醇。
分别取AZ31挤压镁合金、AZ91铸造镁合金产品各3件，按照下列步骤进行表面处理：
1.碱洗脱脂：用5g/l氢氧化钠，10g/l磷酸钠，10g/l碳酸钠，2g/l表面活性剂混合溶液洗涤，常温搅动处理1min；水洗；
2.除去氧化物：用11%的氢氟酸浸洗，除去剩余的氧化皮和污物，使表面更清洁有活性；常温处理0.5min，水洗；
3.涂装:将甲、乙组分按照重量比为4：1进行充分混合后，刷涂或喷涂，涂层厚度10-15微米。
自然干燥20分钟后喷涂氨基-丙烯酸铝粉面漆（中山福泰AM-400），厚度30-40微米，120℃干燥30分钟，最后喷涂丙烯酸-聚氨酯罩光清漆(中山福泰PK-900），厚度20-30微米，100℃干燥30分钟。
4.性能检测，上述产品干燥后24小时进行划格法附着力检测，所有产品涂层附着力达到1级。
实施例3
本发明所需处理溶液按下述配制：
1）甲组分：
甲组分中各物质的重量百分比之和为100%，其中，聚乙烯醇缩丁醛树脂13%，四碱式锌铬黄10%，滑石粉3%，EFKA4010分散剂0.3%，Defom6500消泡剂0.2%，乙醇18%，正丁醇12%，蒸馏水2.5%，余量为异丙醇。
2）乙组分：
乙组分中各物质的重量百分比之和为100%，其中，磷酸2.5%，蒸馏水12%，乙醇15%，余量为异丙醇。
分别取AZ31挤压镁合金、AZ91铸造镁合金产品，按照下列步骤进行表面处理：
1.碱洗脱脂：用5g/l氢氧化钠，10g/l磷酸钠，10g/l碳酸钠，2g/l表面活性剂混合溶液洗涤，常温搅动处理1min；水洗；
2.除去氧化物：用11%的氢氟酸浸洗，除去剩余的氧化皮和污物，使表面更清洁有活性；常温处理0.5min，水洗；
3.涂装，将甲、乙组分按照重量比为4：1进行充分混合后，刷涂或喷涂，涂层厚度10-15微米。
自然干燥20分钟后喷涂氨基-丙烯酸铝粉面漆（中山福泰AM-400），厚度30-40微米，120℃干燥30分钟，最后喷涂丙烯酸-聚氨酯罩光清漆(中山福泰PK-900），厚度20-30微米，100℃干燥30分钟。
4.性能检测，上述产品干燥后24小时进行划格法附着力检测，所有产品涂层附着力达到1级。
Claims (4)
1.一种镁合金材料涂装专用底漆，其特征在于，由以下组分组成：
1）甲组分中各物质重量百分比之和为100%，其各物质的重量百分含量为：
聚乙烯醇缩丁醛树脂 10-15%；
四碱式锌铬黄 8-12%；
滑石粉 2-5%；
分散剂 0.2-0.4%；
消泡剂 0.1-0.3%；
乙醇 15-20%；
正丁醇 10-15%；
蒸馏水 2-3%；
余量为异丙醇；
2）乙组分中各物质组分重量百分比之和为100%，其各物质组分的重量百分含量为：
磷酸 1-5%，
蒸馏水 5-20%，
乙醇 10-20%，
余量为异丙醇；
底漆中甲组分：乙组分的重量比为4:1。
2.根据权利要求1所述的镁合金材料涂装专用底漆，其特征在于，由以下组分组成：
1）甲组分中各物质重量百分比之和为100%，其各物质组分的重量百分含量为：
聚乙烯醇缩丁醛树脂 10-13%；
四碱式锌铬黄 10-12%；
滑石粉 2-3%；
分散剂 0.3%；
消泡剂 0.2%；
乙醇 18-20%；
正丁醇 10-15%；
蒸馏水 2-3%；
余量为异丙醇；
2）乙组分中各物质重量百分比之和为100%，其各物质的重量百分含量为：
磷酸 1.5-3%，
蒸馏水 10-15%，
乙醇 15-20%，
余量为异丙醇；
底漆中甲组分：乙组分的重量比为4:1。
3.根据权利要求1或2所述的镁合金材料专用底漆，其特征在于：所述分散剂为溶剂型涂料用嵌段聚合型分散剂。
4.根据权利要求1或2所述的镁合金材料专用底漆，其特征在于：所述消泡剂为溶剂型涂料用聚硅氧烷类消泡剂。
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