CN104672959A - 一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液及其制备方法 - Google Patents

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万春玉
陆由东
郭剑桥
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Abstract

本发明公开了一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，该涂液由A、B两组分按照1:0.6～1:1质量比混合而成，其中：A组分包括：锌铝合金片40-50％,高沸点的有机醇溶剂31.8-55％,非离子型表面活性剂1.0-1.9％,分散剂0.3-1.2％,纳米二氧化硅1-2％；B组分包括：混合型有机醇10-25％,粘接剂16-24％,缓蚀剂1-1.5％,pH调节剂0.5-1％,其余为去离子水。本发明提供的纳米陶瓷微涂层防腐涂液不含铬及其他类重金属如Cd、Hg和Pb；是一种具备高耐蚀性的水性环保涂料，耐中性盐雾能力大于720h，防腐蚀性能高于含铬涂料的防腐特性。

Description

一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料领域，特别是涉及一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液。
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500h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。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，该涂液以锌铝合金片来代替传统的锌粉，铝粉复配，再加入纳米二氧化硅来提高防腐，并且采用改性的钛酸异丙类化合物和改性的硅酸丁酯类化合物作为粘结剂，达到涂层厚度在6～12μm的涂层形成高效防腐电化学保护膜层。
解决上述技术问题的技术方案如下：
一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，该涂液由A、B两组分按照1:0.6～1:1质量比混合而成，优选为1:0.8；其中：所述的A组分按质量百分比包括：
其余为去离子水。
进一步地，A组分中所述的锌铝合金片中锌铝的占比为7:3，锌铝合金片的细度为5～30μm，形状为片状，片厚为0.2～0.5μm。
进一步地，A组分中所述的高沸点的有机醇溶剂为丙三醇、分子量为200～400的聚乙二醇、二丙二醇、二乙二醇、二缩三乙二醇中的任一种或任意几种的混合物。
进一步地，A组分中所述的非离子型表面活性剂为异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中任意一种。
进一步地，A组分中所述的分散剂为双琥珀酯磺酸钠盐或硬脂酸锌。
进一步地，A组分中所述的纳米二氧化硅细度约为5～30nm。
进一步地，B组分中所述的混合型有机醇为丙三醇、分子量为200～400的聚乙二醇和二丙二醇，二乙二醇，二缩三乙二醇，乙二醇，乙醇中的任意两种或三种。
进一步地，B组分中所述的粘接剂为水溶性改性钛酸类异丙酯以及改性硅酸丁酯的混合物，所述的水溶性改性钛酸类异丙酯和改性硅酸丁酯的质量比为1:1。
进一步地，B组分中所述的缓蚀剂为钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、硼酸盐中任一种。
一种制备纳米陶瓷微涂层防腐涂液的方法，包括以下步骤：
(1)按A组分中的纳米二氧化硅、高沸点有机醇、非离子表面活性剂和分散剂称量后放入搅拌机中混合搅拌3～5小时，然后加入锌铝合金片继续混合4～6小时制成A浆料；
(2)将B组分中的粘接剂、混合型有机醇和水按照比例置于搅拌机中搅拌1～2小时之后，边搅拌边加入缓蚀剂，缓蚀剂加入完毕后滴加pH调节剂调节pH至1～4，甚至是调节至2～3，制成B浆料；
(3)将步骤(1)中所得的A浆料与B浆料按照比例混合均匀即得到纳米陶瓷微涂层防腐涂液。
一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液的使用方法，在防腐的金属基体材料上形膜后用二涂二烘工艺，涂覆量在100～220毫克/平方分米，烘烤温度为280-340℃。
本发明提供的纳米陶瓷微涂层防腐涂液不含铬及其他类重金属如Cd、Hg和Pb；是一种具备高耐蚀性的水性环保涂料，耐中性盐雾能力大于720h，防腐蚀性能高于含铬涂料的防腐特性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，该涂液由A、B两组分按照1:0.6质量比混合而成，其中：所述的A组分按质量百分比包括：
其中，A组分中锌铝合金片中锌铝的占比为7:3，锌铝合金片的细度为10μm；
所述的B组分按质量百分比包括：
其余为去离子水。
制备方法为：
(1)按照配比将A组分中的纳米二氧化硅、高沸点有机醇、非离子表面活性剂和分散剂称量后放入搅拌机中混合搅拌3～5小时，然后加入锌铝合金片继续混合4～6小时制成A浆料；
(2)将B组分中的粘接剂、混合型有机醇和水按照比例置于搅拌机中搅拌1～2小时之后，边搅拌边加入缓蚀剂，缓蚀剂加入完毕后滴加pH调节剂调节pH至1～4制成B浆料；
(3)将步骤(1)中所得的A浆料与B浆料按照比例混合均匀即得到纳米陶瓷微涂层防腐涂液。
使用方法为：在碳素钢或铸铁基体上形膜后用二涂二烘工艺，涂覆量为100～220毫克/平方分米，烘烤温度为280～340℃。测得耐中性盐雾能力大于720h。
实施例2：
一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，该涂液由A、B两组分按照1:0.7质量比混合而成，其中：所述的A组分按质量百分比包括：
其中，A组分中锌铝合金片中锌铝的占比为7:3，锌铝合金片的细度为15μm；
所述的B组分按质量百分比包括：
其余为去离子水。
制备方法为：
(1)按照配比将A组分中的纳米二氧化硅、高沸点有机醇、非离子表面活性剂和分散剂称量后放入搅拌机中混合搅拌3～5小时，然后加入锌铝合金片继续混合4～6小时制成A浆料；
(2)将B组分中的粘接剂、混合型有机醇和水按照比例置于搅拌机中搅拌1～2小时之后，边搅拌边加入缓蚀剂，缓蚀剂加入完毕后滴加pH调节剂调节pH至2～3制成B浆料；
(3)将步骤(1)中所得的A浆料与B浆料按照比例混合均匀即得到纳米陶瓷微涂层防腐涂液。
使用方法为：在碳素钢或铸铁基体上形膜后用二涂二烘工艺，涂覆量为100～220毫克/平方分米，烘烤温度为280～340℃。测得耐中性盐雾能力大于800h。
实施例3：
一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，该涂液由A、B两组分按照1:1质量比混合而成，其中：所述的A组分按质量百分比包括：
其中，A组分中锌铝合金片中锌铝的占比为7:3，锌铝合金片的细度为30μm；
所述的B组分按质量百分比包括：
其余为去离子水。
制备方法为：
(1)按照配比将A组分中的纳米二氧化硅、高沸点有机醇、非离子表面活性剂和分散剂称量后放入搅拌机中混合搅拌3～5小时，然后加入锌铝合金片继续混合4～6小时制成A浆料；
(2)将B组分中的粘接剂、混合型有机醇和水按照比例置于搅拌机中搅拌1～2小时之后，边搅拌边加入缓蚀剂，缓蚀剂加入完毕后滴加pH调节剂调节pH至1～4制成B浆料；
(3)将步骤(1)中所得的A浆料与B浆料按照比例混合均匀即得到纳米陶瓷微涂层防腐涂液。
使用方法为：在碳素钢或铸铁基体上形膜后用二涂二烘工艺，涂覆量为100～220毫克/平方分米，烘烤温度为280～340℃。测得耐中性盐雾能力大于1000h。
实施例4：
一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，该涂液由A、B两组分按照1:0.8质量比混合而成，其中：所述的A组分按质量百分比包括：
其中，A组分中锌铝合金片中锌铝的占比为7:3，锌铝合金片的细度为5μm；
所述的B组分按质量百分比包括：
其余为去离子水。
制备方法为：
(1)按照配比将A组分中的纳米二氧化硅、高沸点有机醇、非离子表面活性剂和分散剂称量后放入搅拌机中混合搅拌3～5小时，然后加入锌铝合金片继续混合4～6小时制成A浆料；
(2)将B组分中的粘接剂、混合型有机醇和水按照比例置于搅拌机中搅拌1～2小时之后，边搅拌边加入缓蚀剂，缓蚀剂加入完毕后滴加pH调节剂调节pH至1～4制成B浆料；
(3)将步骤(1)中所得的A浆料与B浆料按照比例混合均匀即得到纳米陶瓷微涂层防腐涂液。
使用方法为：在碳素钢或铸铁基体上形膜后用二涂二烘工艺，涂覆量为100～220毫克/平方分米，烘烤温度为280～340℃。测得耐中性盐雾能力大于850h。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，该涂液由A、B两组分按照1:0.6～1:1质量比混合而成，其中：所述的A组分按质量百分比包括：
2.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，A组分中所述的锌铝合金片中锌铝的占比为7:3，锌铝合金片的细度为5～30μm。
3.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，A组分中所述的高沸点的有机醇溶剂为丙三醇、聚乙二醇、二丙二醇、二乙二醇、二缩三乙二醇中的任一种或任意几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，A组分中所述的非离子型表面活性剂为异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，A组分中所述的分散剂为双琥珀酯磺酸钠盐或硬脂酸锌。
6.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，B组分中所述的混合型有机醇为丙三醇、聚乙二醇、二丙二醇、二乙二醇、二缩三乙二醇、乙二醇、乙醇中的任意两种或三种。
7.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，B组分中所述的粘接剂为水溶性改性钛酸类异丙酯以及改性硅酸丁酯的混合物，所述的水溶性改性钛酸类异丙酯和改性硅酸丁酯的质量比为1:1。
8.根据权利要求1所述的一种纳米陶瓷微涂层防腐涂液，其特征在于，B组分中所述的缓蚀剂为钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、硼酸盐中任一种。
9.一种制备如权利要求1～8中任一项所述的纳米陶瓷微涂层防腐涂液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按A组分中的纳米二氧化硅、高沸点有机醇、非离子表面活性剂和分散剂称量后放入搅拌机中混合搅拌3～5小时，然后加入锌铝合金片继续混合4～6小时制成A浆料；
(2)将B组分中的粘接剂、混合型有机醇和水按照比例置于搅拌机中搅拌1～2小时之后，边搅拌边加入缓蚀剂，缓蚀剂加入完毕后滴加pH调节剂调节pH至1～4制成B浆料；
(3)将步骤(1)中所得的A浆料与B浆料按照比例混合均匀即得到纳米陶瓷微涂层防腐涂液。
10.一种如权利要求1～8中任一项所述的纳米陶瓷微涂层防腐涂液的使用方法，其特征在于，在防腐的金属基体材料上形膜后用二涂二烘工艺，涂覆量为100～220毫克/平方分米，烘烤温度为280～340℃。
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