CN107141848A - 高防腐纳米涂料及防腐工艺 - Google Patents

高防腐纳米涂料及防腐工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高防腐纳米涂料及防腐工艺，所述高防腐纳米涂料采用高防腐纳米材料与其它辅助组分有机组合而成，具备高防腐纳米材料的各种优越性能，制备的纳米涂层具有高防腐、高耐磨、高硬度的特点，可显著延长工件的使用寿命。本发明所述高防腐纳米涂料可广泛应用于汽车、航空航天及光学仪器的零部件、太阳能吸收板及日用品的防护和装饰。

Description

高防腐纳米涂料及防腐工艺
技术领域
本发明涉及材料的表面处理，尤其是金属材料及合金的表面处理，具体涉及一种高防腐纳米涂料及防腐工艺。
背景技术
关于纳米材料在涂料中的应用技术，美国处于世界领先地位，其次是日本、德国等国家。美国在异色性的的豪华轿车面漆、军事隐身涂料、绝缘涂料等纳米涂料方面业已取得成功并已实现产业化。另外，美国还开展了透明耐磨涂料、包装用阻隔性涂层等纳米涂料的研究。日本则在静电屏蔽涂料、光催化自洁涂料等研究开发取得成功并进行产业化。德国政府对纳米涂料的开发投入了大量的科研经费，纳米涂料的产值几年增加了近十倍。相比较而言，纳米涂料领域的研究我国还处于初级阶段，大力研究和发展纳米涂料的研究和应用是非常必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高防腐纳米涂料及防腐工艺，该涂料采用高防腐纳米材料制成，具备高防腐纳米材料的各种优越性能，具有高防腐率、高耐磨和高硬度的特点。
本发明采取的技术方案如下：
1.高防腐纳米涂料，由A液和B液按3～4:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1～1.5g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1～1.5g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2～3g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.5～1g/L，纳米硅溶胶0.5～1g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1～2g/L，氢氧化锂0.003～0.005g/L，月桂酸二甲基锡0.001～0.005g/L，溶剂为乙醇。
优选的，按重量比计，用无水乙醇稀释2倍后使用。
2.高防腐纳米涂料，由A液和B液按4:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.1g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.5g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2.4g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.8g/L，纳米硅溶胶0.7g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1.6g/L，氢氧化锂0.003g/L，月桂酸二甲基锡0.002g/L，溶剂为乙醇。
优选的，按重量比计，用无水乙醇稀释2倍后使用。
3.高防腐纳米涂料，由A液和B液按3.5:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷3g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.5g/L，纳米硅溶胶0.8g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1g/L，氢氧化锂0.005g/L，月桂酸二甲基锡0.005g/L，溶剂为乙醇。
优选的，按重量比计，用无水乙醇稀释2倍后使用。
4.高防腐纳米涂料，由A液和B液按3:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.2g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.4g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷1g/L，纳米硅溶胶0.5g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂2g/L，氢氧化锂0.003g/L，月桂酸二甲基锡0.001g/L，溶剂为乙醇。
优选的，按重量比计，用无水乙醇稀释2倍后使用。
5.一种防腐工艺，依次包括除油、酸洗、钝化处理、覆膜处理、固化成膜处理步骤，其中，覆膜处理过程包括：
将本发明所述高防腐纳米涂料采用喷涂或浸涂方式施工，喷涂时喷枪压力0.3～0.5Mpa，喷枪喷嘴口径0.8～1.2mm；
固化成膜处理过程包括：
常温固化后烘烤，烘烤条件为80～120℃烘烤20～30min，烘烤完毕后自然冷却。
优选的，
所述除油步骤为使用LD-1146化学除油剂进行除油，操作温度70℃，处理时间15min；
所述酸洗步骤为使用质量分数25-30％的盐酸溶液酸洗1min；
所述钝化处理为采用钝化处理液进行钝化，干燥后进行覆膜处理。
高防腐纳米涂料是利用醇盐在溶胶-凝胶过程中生成的纳米无机材料为覆膜材料，以耐蚀助剂为添加剂配制。其应用施工可以按照传统涂层技术实现。零部件经过覆膜处理后具有良好的耐腐蚀性，可显著延长工件的使用寿命。对铝及铝合金、铜及其合金覆膜处理，能显著增加耐盐雾性能，对铝及铝合金覆膜处理其耐蚀性提高5倍以上，对铜及铜合金覆膜处理其耐蚀性提高3倍以上，对镀层覆膜处理也能大幅度提高耐蚀性。可广泛应用于汽车、航空航天及光学仪器的零部件、太阳能吸收板及日用品的防护和装饰。
采用本发明的有益效果在于：
本发明所述高防腐纳米涂料采用高防腐纳米材料制成，具备高防腐纳米材料的各种优越性能，制备的纳米涂层具有高防腐、高耐磨、高硬度的特点，可显著延长工件的使用寿命。本发明所述高防腐纳米涂料可广泛应用于汽车、航空航天及光学仪器的零部件、太阳能吸收板及日用品的防护和装饰。
具体实施方式
LD-1146化学除油剂购自重庆立道公司。
实施例1
高防腐纳米涂料，由A液和B液按A：B＝4:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.1g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.5g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2.4g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.8g/L，纳米硅溶胶0.7g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1.6g/L，氢氧化锂0.003g/L，月桂酸二甲基锡0.002g/L，溶剂为乙醇。
采用上述高防腐纳米涂料对工件进行防腐处理，工艺步骤包括：
(1)化学除油：采用LD-1146除油剂处理工件，操作温度70℃，处理时间15min；
(2)酸洗：使用质量分数25-30％的盐酸溶液将除油后的工件进行酸洗活化，酸洗时间1min；
(3)钝化处理：将酸洗后的工件采用钝化处理液进行钝化处理，干燥待用；
(4)覆膜处理：将高防腐纳米涂料混合液采用无水乙醇稀释2倍(按重量计)，搅拌均匀，静置消泡后喷涂施工(涂料中不挥发物含量3.0±0.2％)，操作温度室温，喷枪压力0.3～0.5Mpa，喷枪喷嘴口径0.8～1.2mm；
(5)固化成膜处理：常温固化后烘烤，烘烤条件80～120℃烘烤20～30min，自然冷却。
实施例2
高防腐纳米涂料，由A液和B液按3.5:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷3g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.5g/L，纳米硅溶胶0.8g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1g/L，氢氧化锂0.005g/L，月桂酸二甲基锡0.005g/L，溶剂为乙醇。
采用上述高防腐纳米涂料对工件进行防腐处理，工艺步骤包括：
(1)化学除油：采用LD-1146除油剂处理工件，操作温度70℃，处理时间15min；
(2)酸洗：使用质量分数25-30％的盐酸溶液将除油后的工件进行酸洗活化，酸洗时间1min；
(3)钝化处理：将酸洗后的工件采用钝化处理液进行钝化处理，干燥待用；
(4)覆膜处理：将高防腐纳米涂料混合液采用无水乙醇稀释2倍(按重量计)，搅拌均匀，静置消泡后喷涂施工(涂料中不挥发物含量3.0±0.2％)，操作温度室温，喷枪压力0.3～0.5Mpa，喷枪喷嘴口径0.8～1.2mm；
(5)固化成膜处理：常温固化后烘烤，烘烤条件80～120℃烘烤20～30min，自然冷却。
实施例3
高防腐纳米涂料，由A液和B液按3:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.2g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.4g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷1g/L，纳米硅溶胶0.5g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂2g/L，氢氧化锂0.003g/L，月桂酸二甲基锡0.001g/L，溶剂为乙醇。
采用上述高防腐纳米涂料对工件进行防腐处理，工艺步骤包括：
(1)化学除油：采用LD-1146除油剂处理工件，操作温度70℃，处理时间15min；
(2)酸洗：使用质量分数25-30％的盐酸溶液将除油后的工件进行酸洗活化，酸洗时间1min；
(3)钝化处理：将酸洗后的工件采用钝化处理液进行钝化处理，干燥待用；
(4)覆膜处理：将高防腐纳米涂料采用无水乙醇稀释2倍(按重量计)，搅拌均匀，静置消泡后喷涂施工(涂料中不挥发物含量3.0±0.2％)，操作温度室温，喷枪压力0.3～0.5Mpa，喷枪喷嘴口径0.8～1.2mm；
(5)固化成膜处理：常温固化后烘烤，烘烤条件80～120℃烘烤20～30min，自然冷却。
对比实验
将购买的HK纳米保护涂料采用本发明所述防腐处理步骤进行防腐处理，实验结果如下表：
检验执行标准：
GB6751色漆和清漆挥发物和不挥发物的测定法
GB/T1732漆膜耐冲击测定法
GB/T1771色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定
GB1763漆膜耐化学试剂性测定法
GB/T6739漆膜硬度铅笔测定法
GB/T9286色漆和清漆漆膜的划格试验
GB/T23989-2009涂料耐溶剂擦拭性测定法(A法)
从试验结果可以看出，本发明所述高防腐纳米涂料的性能优于市场上热卖的HK纳米保护涂料，特别是硬度、耐酸性、耐溶剂性以及耐盐雾性能(防腐性)均较好。另外，本发明所述涂料在制备和使用过程中避免了有毒有害有机溶剂的使用，从而减少了对环境的污染。该高防腐纳米涂料广泛应用于汽车、航空航天及光学仪器的零部件、太阳能吸收板及日用品的防护和装饰。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例、对比实施例，而是包括符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.高防腐纳米涂料，其特征在于，由A液和B液按3～4:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1～1.5g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1～1.5g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2～3g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.5～1g/L，纳米硅溶胶0.5～1g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1～2g/L，氢氧化锂0.003～0.005g/L，月桂酸二甲基锡0.001～0.005g/L，溶剂为乙醇。
2.根据权利要求1所述的高防腐纳米涂料，其特征在于，按重量比计，用无水乙醇稀释1～4倍后使用。
3.高防腐纳米涂料，其特征在于，由A液和B液按4:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.1g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.5g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2.4g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.8g/L，纳米硅溶胶0.7g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1.6g/L，氢氧化锂0.003g/L，月桂酸二甲基锡0.002g/L，溶剂为乙醇。
4.根据权利要求3所述的高防腐纳米涂料，其特征在于，按重量比计，用无水乙醇稀释2倍后使用。
5.高防腐纳米涂料，其特征在于，由A液和B液按3.5:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷3g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷0.5g/L，纳米硅溶胶0.8g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂1g/L，氢氧化锂0.005g/L，月桂酸二甲基锡0.005g/L，溶剂为乙醇。
6.根据权利要求5所述的高防腐纳米涂料，其特征在于，按重量比计，用无水乙醇稀释2倍后使用。
7.高防腐纳米涂料，其特征在于，由A液和B液按3:1的重量比混合制成；其中，
A液由以下组分组成：
苯并三氮唑改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.2g/L，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.4g/L，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2g/L，γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改性硅烷1g/L，纳米硅溶胶0.5g/L，溶剂为乙醇；
B液由以下组分组成：
钛酸酯偶联剂2g/L，氢氧化锂0.003g/L，月桂酸二甲基锡0.001g/L，溶剂为乙醇。
8.根据权利要求7所述的高防腐纳米涂料，其特征在于，按重量比计，用无水乙醇稀释2倍后使用。
9.一种防腐工艺，其特征在于，依次包括除油、酸洗、钝化处理、覆膜处理、固化成膜处理步骤，其中，覆膜处理过程包括：
将权利要求1～8任一项所述高防腐纳米涂料采用喷涂或浸涂方式施工，喷涂时喷枪压力0.3～0.5Mpa，喷枪喷嘴口径0.8～1.2mm；
固化成膜处理过程包括：
常温固化后烘烤，烘烤条件为80～120℃烘烤20～30min，烘烤完毕后自然冷却。
10.根据权利要求9所述的一种防腐工艺，其特征在于，
所述除油步骤为使用LD-1146化学除油剂进行除油，操作温度70℃，处理时间15min；
所述酸洗步骤为使用质量分数25-30％的盐酸溶液酸洗1min；
所述钝化处理为采用钝化处理液进行钝化，干燥后进行覆膜处理。
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