专利名称：一种水性防腐涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及钢铁的腐蚀防护领域，具体为一种水性防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
锌铬涂层(达克罗涂层)是二十世纪五十年代发展并开始进入工业领域应用的金属防腐涂层，具有高防护性能、无氢脆等综合优质的特性，问世后得到了广泛和迅猛的发展。主要应用于汽车、机械、交通、隧道、军事、桥梁等行业，该处理技术成为电镀锌、热浸镀锌、磷化等多种传统表面处理技术的最佳替代工艺。但由于锌铬涂层高效的防护能力主要依赖涂层中的六价铬元素，其对环境的影响也随人们环保意识的增强逐渐显现。
欧盟在2006年7月1日实施RoHS指令，即《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》，出口欧盟的电子电气设备中禁止使用或含有六种有害物质，其中就包括六价铬。这成为我国产品出口欧盟的技术壁垒。所以不含六价铬等有害金属元素的防腐技术的研究开发就迫在眉睫，具有可观的经济和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提出一种环保无铬水性防腐涂料及其制备方法和应用。
本发明给出的技术方案是这种水性防腐涂料，其特点是其组分按重量百分数为
成膜树脂 3～50；锌铝粉 15～80；添加剂 3～10；去离子水 5～15；分散剂 8～30；助剂 1～3。
本发明所选用的成膜树脂主要为水性树脂，可以是水性环氧树脂、水性氟树脂、水性醇酸树脂、水性有机硅树脂、水性聚氨酯中的一种或一种以上。
成膜助剂为钛酸四丁酯、硅酸四乙酯、硅烷偶联剂174以及硅烷偶联剂151在涂料成膜过程中可分解帮助成膜，一般不超过成膜树脂质的2％。
本发明所选用的锌铝粉是片状锌铝粉，片径一般不大于20微米，厚度不大于0.2微米，其中锌∶铝＝7.5～8.5∶1.5～2.5。其作用是通过阴极保护作用以及物理屏蔽作用来防护基体。
本发明所选用的添加剂为下述的一种或一种以上，它们分别是锡粉，超细钛粉，镍粉，硼酸，纳米二氧化钛，二氧化硅，纳米氧化铝，氧化锌，磷酸锌，其中锡粉、超细钛粉、镍粉、纳米氧化铝的粒径均小于10微米或与锌铝粉的粒径相同。各种添加剂通过搅拌在金属粉中均匀分散，帮助填补涂层在成型过程中形成的缺陷，具有缓蚀作用。
本发明所选用的分散剂为广泛采用的醇类及其醚类，如异丙醇、叔丁醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的一种或一种以上，其作用是促进金属粉及添加剂的良好分散。
本发明给出的这种水性防腐涂料的制备方法为
(1).按所述比例将助剂和少量去离子水加入到成膜树脂中，用分散机充分搅拌分散均匀；(2).按所述比例将金属粉和添加物在搅拌条件下同时加入分散剂及助剂中，用分散机充分搅拌分散均匀；(3).将上述步骤(1)和步骤(2)混合物在搅拌条件下缓慢混合，持续搅拌30分钟，得成品涂料。
本发明给出的这种水性防腐涂料的应用为涂料为单组分，涂料的涂敷方式为刷涂、喷涂或浸涂；采用加热固化方式，先在70℃～80℃烘干30分钟左右，再在220℃～260℃进行固化。膜层表面光亮均匀，结合力好。
与现有技术相比，本发明的有益效果是1、本发明中使用的成膜物都是水溶性的，不含挥发性的二甲苯等有害物，也不含铬元素。涂料可以单组分存在，具有良好的稳定性；2、本发明所选用的添加剂，能有效地降低涂层固化导致的微裂纹，增强涂层的耐蚀性能。
3、本发明中涂料的配制可在室温下进行，不需要温度条件的控制，降低施工成本。
4、本发明涂料在15微米的膜层厚度下，可以达到200小时的盐雾试验无锈点。
具体实施例方式
实施例1
将上述原料按比例进行搅拌分散，配制成防腐涂料，喷涂于碳钢，涂层厚度15微米左右，中性盐雾试验出现红锈时间为160小时。
实施例2与实施例1不同之处在于，该防腐涂料的基本配方为
将上述原料按比例进行搅拌分散，配制成防腐涂料，喷涂于碳钢，涂层厚度15微米左右，中性盐雾试验出现红锈时间为200小时。
实施例3与实施例1不同之处在于，该防腐涂料的基本配方为
将上述原料按比例进行搅拌分散，配制成防腐涂料，喷涂于碳钢，涂层厚度15微米左右，中性盐雾试验出现红锈时间为190小时。
实施例4与实施例1不同之处在于，该防腐涂料的基本配方为
将上述原料按比例进行搅拌分散，配制成防腐涂料，喷涂于碳钢，涂层厚度15微米左右，中性盐雾试验出现红锈时间为185小时。
实施例5与实施例1不同之处在于，该防腐涂料的基本配方为
将上述原料按比例进行搅拌分散，配制成防腐涂料，喷涂于碳钢，涂层厚度15微米左右，中性盐雾试验出现红锈时间为175小时。
实施例6与实施例1不同之处在于，该防腐涂料的基本配方为
将上述原料按比例进行搅拌分散，配制成防腐涂料，喷涂于碳钢，涂层厚度15微米左右，中性盐雾试验出现红锈时间为180小时。
实施例7与实施例1不同之处在于，该防腐涂料的基本配方为
将上述原料按比例进行搅拌分散，配制成防腐涂料，喷涂于碳钢，涂层厚度15微米左右，中性盐雾试验出现红锈时间为190小时。
权利要求
1.一种水性防腐涂料，其特征在于各组分的重量百分比为成膜树脂 3～50；锌铝粉 15～80；添加剂 3～10；去离子水 5～15；分散剂 8～30；助剂 1～3。
2.按照权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所选用的成膜树脂为水性环氧树脂、水性氟树脂、水性醇酸树脂、水性有机硅树脂、水性聚氨酯中的一种或一种以上。
3.按照权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所选用的锌铝粉为片状锌铝粉，其片径不大于20微米、厚度不大于0.2微米。
4.按照权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所选用的添加剂为锡粉、超细钛粉、纳米氧化铝、镍粉、硼酸、纳米二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、磷酸锌的一种或一种以上。
5.按照权利要求1所述的水性防腐涂料，其特征在于所选用的分散剂为广泛采用的醇类及其醚类，如异丙醇、叔丁醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的一种或一种以上。
6.按照权利要求1所述水性防腐涂料，其特征在于所选用的助剂为钛酸四丁酯、硅酸四丁酯、硅烷偶联剂174以及硅烷偶联剂151中的一种或一种以上。
7.按照权利要求1所述的水性防腐涂料制备方法，其特征在于包括有以下步骤(1)按所述比例将助剂和少量去离子水加入到成膜树脂中，用分散机搅拌分散均匀；(2)按所述比例将金属粉和添加物在搅拌条件下同时加入分散剂及助剂中，用分散机搅拌分散均匀；(3)将上述步骤(1)和步骤(2)混合物在搅拌条件下缓慢混合，继续搅拌30分钟，得成品涂料。
全文摘要
一种水性防腐涂料及其制备方法，其特点是由锌铝粉、成膜树脂、添加剂、去离子水和分散剂组成。其制备方法是先按一定比例将助剂加入到成膜树脂中，与锌铝粉均匀混合后加入添加剂，经充分搅拌均匀制得成品涂料。涂料的涂敷方式为刷涂、喷涂或浸涂，然后加热并烧结。本发明的优点环保无铬、涂层薄、结合力好，可为碳钢基体提供较好的腐蚀防护。
文档编号C09D5/02GK101041760SQ20071001110
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者刘建国, 王典, 殷越军, 韩长智, 严川伟, 王福会 申请人:沈阳市航达科技有限责任公司, 中国科学院金属研究所