水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺的制作方法

专利名称：水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料的生产工艺，具体讲是涉及一种水性高耐蚀锌铬涂料 的生产工艺，属于涂料生产技术领域。
技术背景达克罗(DACROMET)，国内命名为锌铬涂层，是一种新型的耐腐涂层， 与传统的电镀锌相比锌铬涂层耐腐蚀性能极强，是镀锌的7—10倍，无氢脆 性，特别适用于高强度受力件，高耐热性，耐热温度30(TC，尤其适用于汽车、 摩托车发动机部件的高强度构件，具有高渗透性、高附着性、高减磨性、高耐 气候性、高耐化学品稳定性、无污染性。达克罗技术的基体材料范围钢铁制 品及有色金属如铝、镁及其合金，铜、镍、锌等及其合金。而且涂覆全过程中 无污染，在金属表面处理历史上是一场革命，是当今世界上金属表面处理富有 代表性的高新技术。达克罗最早诞生于二十世纪五十年代末，在北美、北欧寒冷的冬天，道路 上厚实的冰层严重阻碍机动车的行驶，人们用盐撒在地上的方法来降低凝固点 的温度，这样缓解道路畅通问题，但是紧接而来的氯化钾中的氯离子侵蚀了钢 铁基体，交通工具严重受损、严峻的课题出现了。美国的科学家迈克，马丁研制 了以金属锌片为主同时加入铝片、铬酸、去离子水做溶剂的高分散水溶性涂料， 涂料沾在金属基体上，经过全闭路循环涂覆烘烤，形成薄薄的涂层，达克罗涂 层成功地抵抗氯离子的侵蚀，防腐技术进入了新的台阶，革新了传统工艺防腐 寿命短的缺陷。到了七十年代日本从引入达克罗技术，岛国的日本每年钢铁件 腐蚀吨位大，因此尤其注重防腐技术，达克罗技术又通过日本的改良，中国在 1994年正式从日本引进达克罗技术，最初仅用于国防工业和国产化的汽车零部 件，现已发展到电力、建筑、海洋工程、家用电器、小五金及标准件、铁路、 桥梁、隧道、公路护栏、石油化工、生物工程、医疗器械粉末冶金等多种行业。 目前所使用的达克罗涂层中，都含有树脂或复合树脂，在生产过程中容易产生树脂态或晶态的有机铬、有机硼等，这些树脂态或晶态的有机铬、有机硼 等，使得涂层中的锌铝片与被加工件的铁基粘合不好，容易造成脱层，使其失 效。另外，众所周知，硬脂酸锌等金属盐在涂料和塑料行业中并当作消光剂、 脱膜剂。但由于目前在生产中不添加硅垸偶联剂，因此这些脂肪酸盐己无活性 可反应官能团，其耐着力始终不好，使得涂料使用此乃工程的涂层的内聚力和 二涂的层间结合力不高。同时，在国外的达克罗涂料中含有昂贵的硝酸钴，成本很高。在生产的过 程中，出料管腔容易积存、堵塞，造成生产线的停产，并且浪费生产材料。 发明内容为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高性能的水性高耐蚀锌铬涂料的生产工艺，并且可以防止积存、堵塞。为实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的 一种水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的涂料包含三个组分组分1、组分2和组分3，所述的组分1按硬脂酸锌(十八锌)、200#溶剂油、NP4(TX4)、壬基酚聚氧乙烯醚(jFC)、 二丙二醇(DPG)、硅烷偶联剂(KH—560)、 锌粉、铝粉的投料顺序，将上述原料投入捏合机中进行搅拌出料；所述的组分2， 首先向搅拌釜中加二次蒸馏水或去离子水，再依次加铬酸酐、硼酸和氧化锌进 行搅拌出料；所述的组分3为羟乙基纤维素(HEC)。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的硬脂酸锌(十八 锌)、200#溶剂油、NP4 (TX4)、壬基酚聚氧乙烯醚(jFC)、 二丙二醇(DPG)、硅烷偶联剂(KH—560)、锌粉、铝粉的投料重量比为0.5: 1.5: 0.5: 1.5: 8: 6: 18: 4。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的二次蒸馏水或去离子水、加铬酸酐、硼酸和氧化锌的投料重量比为54: 4: 1: 1。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的组分1和组分2 的重量比为4: 6。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的捏合机，其搅拌组分1的时间不少于2小时。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的搅拌时间，在夏 季为2 3小时，在冬季为不少于4小时。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的搅拌釜，其搅拌 溶解组分2的时间不少于3小时。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的搅拌时间，在夏 季为3 4小时，在冬季为不少于4小时。前述的水性高耐蚀锌络涂料生产工艺，其特征在于所述的组分l，要在搅拌 中出料。前述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的搅拌釜，其出料 管腔由人工频繁反复地使用水压放料冲洗。本发明的有益效果是本发明在生产过程中不添加任何树脂，并且，在涂 料中增加了硅烷偶联剂，使用后形成的涂层中的非树脂态、非晶态的有机铬、 有机硼等作为成膜物和粘结剂把锌铝片与铁基牢牢地粘合在一起，提高了耐着 力、内聚力和二涂的层间结合力；同时，本发明中不含硝酸钴，生产成本低廉。 另外，借水压放料冲洗，防止了出料管腔内的积存和堵塞。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明具体介绍如下。本发明的水性高耐蚀锌铬涂料配方，包含三个组分，其中组分l:按硬脂酸锌(十八锌)5kg、 200#溶剂油15kg、 NP4 (TX4) 5kg、 壬基酚聚氧乙烯醚(jFC) 15kg、 二丙二醇(DPG) 80kg、硅烷偶联剂(KH—560) 60kg、锌粉180kg、铝粉40kg的投料顺序，将上述的原料投入捏合机中进行 搅拌。夏季搅拌3小时，冬季搅拌5小时，在搅拌中出料。组分2:首先向搅拌釜中加去离子水或二次蒸馏水対Okg，再依次加铬酸酐 (Cr03) 40kg、硼酸10kg和氧化锌10kg进行搅拌。夏季搅拌3.5小时，冬季 搅拌5小时。由于搅拌釜出料管腔内易积存固态的铬酸酐、硼酸和氧化锌，故 釆用人工频繁反复地借水压放料冲洗，直至出料管腔内无粉状物为止。组分3:羟乙基纤维素1.5kg。组分l、组分2生产最好在不同房间，以避免漂浮在空气中的铝粉落入组分 2，造成污染和使客户误会质量问题。组分1采用捏合机搅拌，为银白色干乳化黏稠膏状，合格的捏合过程事实 上是乳化剂完成对金属粉界面的迁移和色覆，使其表面由油相(疏水)改性为 水相(亲水)。同时使金属粉充分分散在二丙二醇中。最终与组分2混合成为单 体的片粉，逐步完成表面氧化，使高温固化的涂层具有达标的附着力和高耐蚀 性。组分1的快速检验方法可用玻璃棒粘组分1后在水中愰动。观察组分1是 否快速分散于水中呈雾状，并且没有粉末聚合体沉淀即为合格产品；否则不合 格。组分2在搅拌釜中进行搅拌，经合格的溶解搅拌后呈枣红色透明溶液，甚 至在冬季一15t:以上时，组分2中不应有硼酸晶体析出。组分2合格的溶解搅 拌后pH值应为0.7 0.9之间。若pH》1.0，则应延时搅拌至pH至0. 9以下时 为止。组分3羟乙基纤维素为水溶性聚合物，易吸湿结团而失效，遇此情况可用 托盘放入电热风烘箱内以6(TC温度恒温烘干烘透，并人工有相应工具(如不锈 钢伊)施压碾成粉粒再出售使用。要特别注意一定要选用去离子水或二次蒸馏水配制组分2。并且，盛水的容 器既要保持清洁无污染，又要使之专用化。绝不能用组分2桶买水配液。如此 会使水酸败——氧化并混杂，使组分2不能合格。无论何种涂料，也无论何种涂装方式，被涂物表面的涂层都是残存物—— 该挥发无用的都挥发掉，留下来成涂层的都是有用的残留物。本发明涂料所形 成的涂层不是牺牲阳极，更不是无机涂层。片状Zn、 Al粉在其中是导热、吸热 的骨料(架)，即填料，起不到丝毫的电化学基理的防蚀作用，充其量只因其形 貌起一种屏蔽功效。判别涂层有机或无机的依据是以其成膜物而界定的，丙烯 酸或聚氨酯铝粉漆只能是有机涂层。而本发明就是有机涂层。本发明的涂料所形成的涂层的成膜物或叫粘结剂是C9 (壬酸)一ds (硬脂 酸)的铬盐、硼酸，其中不含任何树脂。并且，pH<2的组分2是强氧化性的重铬酸锌(ZnCr207，其中Cr为六价)和铬酸(H2CK)4)的混合溶液，它与组 分l中的乳化剂、硬脂酸构成的被涂件表面的湿涂膜，在网带炉中高温、氧气、 时间诸条件下完成激烈的氧化还原反应(二丙二醇只是高沸点溶剂或溶媒)，最 终残存在工件表面CVCi8脂肪酸铬盐，其中有六价铬的重铬酸锌盐和三价铬的 硬脂酸铬。而这些非树脂态、非晶态的有机铬、有机硼决定着涂层高耐蚀、耐 热、耐化学品的理论特征，并作为成膜物和粘结剂把锌铝片与铁基牢牢地粘合 在一起。硬脂酸锌等金属盐在涂料和塑料行业中当作消光剂、脱膜剂，为了提高涂 层的内聚力和二涂的层间结合力，在本发明中添加了KH—560硅烷偶联剂。也 因此，亚光的涂层耐蚀性更佳。达克罗技术只是铁基工件面防锈的一种新涂料新工艺。它的科学和实用性 必需复合涂装表面功能化——如增硬、减磨、着色、耐酸碱等的后涂覆涂装， 才能适用于不同使用条件和环境，并避免涂装工程失效。上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式 所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1、水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述的涂料包含三个组分组分1、组分2和组分3，所述的组分1按硬脂酸锌、200#溶剂油、NP4、壬基酚聚氧乙烯醚、二丙二醇、硅烷偶联剂、锌粉、铝粉的投料顺序，将上述原料投入捏合机种进行搅拌出料；所述的组分2，首先向搅拌釜中加二次蒸馏水或去离子水，再依次加铬酸酐、硼酸和氧化锌进行搅拌出料；所述的组分3为羟乙基纤维素。
2、 根据权利要求1所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的硬脂酸锌、200#溶剂油、NP4、壬基酚聚氧乙烯醚、二丙二醇、硅烷偶联剂、 锌粉、铝粉的投料重量比为0.5: 1.5: 0.5: 1.5: 8: 6: 18: 4。
3、 根据权利要求1所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的二次蒸馏水或去离子水、加铬酸酐、硼酸和氧化锌的投料重量比为54: 4: 1: 1。
4、 根据权利要求1所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的组分1和组分2的重量比为4: 6。
5、 根据权利要求1所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的捏合机，其搅拌组分1的时间不少于2小时。
6、 根据权利要求5所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的搅拌时间，在夏季为2 3小时，在冬季为不少于4小时。
7、 根据权利要求1所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的搅拌釜，其搅拌溶解组分2的时间不少于3小时。
8、 根据权利要求7所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的搅拌时间，在夏季为3 4小时，在冬季为不少于4小时。
9、 根据权利要求1所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所述 的组分l，要在搅拌中出料。
10、 根据权利要求1所述的水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其特征在于所 述的搅拌釜，其出料管腔由人工频繁反复地使用水压放料冲洗。
全文摘要
本发明涉及一种水性高耐蚀锌铬涂料生产工艺，其涂料包含三个组分，组分1按硬脂酸锌、200#溶剂油、NP₄、壬基酚聚氧乙烯醚、二丙二醇、硅烷偶联剂、锌粉、铝粉的投料顺序，将上述原料投入捏合机种进行搅拌出料；组分2，首先向搅拌釜中加二次蒸馏水或去离子水，再依次加铬酸酐、硼酸和氧化锌进行搅拌出料；组分3为羟乙基纤维素。本发明不添加任何树脂，并且，在涂料中增加了硅烷偶联剂，形成的涂层中的非树脂态、非晶态的有机铬、有机硼等作为成膜物和粘结剂把锌铝片与铁基牢牢地粘合在一起，提高了耐着力、内聚力和二涂的层间结合力；同时，本发明中不含硝酸钴，生产成本低廉。另外，借水压放料冲洗，防止了出料管腔内的积存和堵塞。
文档编号C09D1/00GK101328324SQ20081012360
公开日2008年12月24日 申请日期2008年5月22日 优先权日2008年5月22日
发明者杨善庆 申请人:杨善庆