专利名称：一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法
技术领域：
本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法。
背景技术：
传统的电镀锌和热浸锌工艺由于耐蚀性差、能耗大、污染严重、有氢脆，且使用温 度受钝化膜老化温度的限制，只能在100°c以下使用，有很大的局限性。锌铝涂层(达克罗 涂层)由于具有传统的电镀锌和热浸锌无法比拟的优点，因而在汽车、医药、电力、石油及 军工等领域得到了相当广泛的应用。锌铝涂层是将片状锌粉和铝粉、铬酐、润湿剂、分散齐U、 去离子水及其他助剂组成的混合液搅拌均勻后涂覆于工件表面，然后在300°c下固化，氧化 还原反应形成无定形的nCr203 · HiCrO3复合盐。然而，锌铝涂层中含有Cr6+，Cr6+是众所周知的有害物质，毒性强且有致癌作用，会 对人类生存环境造成严重污染，因此铬的使用已经受到越来越严格的限制。尽管锌铬涂层 中绝大部分的Cr6+在烘烤成膜的过程中通过反应转化成Cr3+，但仍有很少量的铬以可溶性 六价铬的形式保留在锌铝涂层中。在正常情况下，它的溶量应该不大于3 μ g/cm2，但即使是 这个数量也同镀锌钝化层一样超过了 0. 6 μ g/cm2这一引起过敏的限度。欧洲2000/53/EG 规定，从2003年7月1日起，在欧洲生产和销售的每辆汽车中，六价铬的含量不得超过2g， 汽车上使用的防腐涂层中不允许含有Cr6+，世界上工业发达国家的汽车行业中许多品牌车 辆亦率先制定了无铬涂层的技术标准。所以不含六价铬等有害金属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。无铬锌铝涂层目前实现了产业化的产品屈指可数一种是由美国MCI公司推出 的Geomet (交美特)涂层，一种是德国Delta公司推出的Delta涂层，以及北京永泰和推 出的BNC水性无铬锌铝涂层。这些涂料虽消除了传统达克罗中的铬，但涂层的耐候性与耐 腐蚀性能与传统达克罗相比都有所下降，且须与另一层有机封闭涂层搭配使用，大大增加 了涂层成本。锌铝复合涂镀涂料及其制备方法(CN101074337A)的专利技术，采用片状锌 粉、片状铝粉、中性树脂、稀释剂、非离子表面活性剂、抗沉降剂和分散剂制成锌铝复合涂镀 涂料。由于稀释剂使用了甲苯及二甲苯有毒有害的有机溶剂，污染环境。再则其膜层虽然 有较好的附着力，但是耐腐蚀性能不高，硬度不高，膜层厚度偏厚。一种无铬达克罗涂料 (CN101260252A)的专利技术，涂覆后的金属零件置于200 400°C固化，处理工艺所需固化 温度高，能耗大。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种环境友好、能耗小和成本低的无 铬锌铝防腐涂料的制备方法；用该方法所制备的无铬锌铝防腐涂料涂覆后的涂层冲击强度 高、耐蚀性好、结合力强和硬度高。本发明所采用的技术方案是先将5 25衬％的鳞片状锌粉和5 15wt%的鳞片 状铝粉搅拌均勻，再加入25 40wt %的有机溶剂、1. 1 1. 8wt %的分散剂、3 8wt %的缓
3蚀剂和3 IOwt %的无机添加剂，搅拌20 40min，制成基料。或然后将5 15wt %的改性树脂、1 3wt %的有机硅烷偶联剂和25 30wt %的 有机溶剂搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，制得无铬锌铝防腐涂料；或然后将5 15wt %的改性树脂、1 3wt %的有机硅烷偶联剂和25 30wt %的 有机溶剂搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羟乙基纤 维素，搅拌20 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。上述技术方案中鳞片状锌粉的片径为10 15 μ m,厚度为0. 1 0. 2 μ m ；鳞片 状铝粉的片径为10 12 μ m,厚度为0. 1 0. 2 μ m ；有机溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸丁 酯、甲基丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、环己酮、甲乙酮、异丙醇、正丁醇、乙二醇和 丙二醇中的一种以上，前后两次加入的一种以上的有机溶剂均相同；分散剂为脂肪醇聚氧 乙烯醚类；缓蚀剂为硫脲或为苯并三氮唑；无机添加剂为经纳米级微乳液表面改性的纳米 二氧化硅或为经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅；改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂、 聚氨脂改性环氧树脂和环氧改性酚醛树脂中的一种以上；有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联 剂KH-550、有机硅烷偶联剂KH-560、有机硅烷偶联剂KH-570和有机硅烷偶联剂KH-900中 的一种。本发明在常温下进行，工艺简单、生产时间短，降低了生产成本；所采用的粘结剂 为有机硅烷偶联剂及改性树脂，而非铬酐，实现了涂料和涂层的完全无铬化，成为真正的 生态环保涂料；有机硅烷偶联剂通过烷基化能够与钢、铁等基层表面的铁离子反应形成 锌-硅酸-铁化合物，并且也能够和锌粉微细粒子表面的锌离子反应，形成一层坚硬的膜 包覆在微细粒子的表面，从而与钢材基层粘结在一起，大大提高了涂层在金属表面的附着 力和耐蚀性；所采用的无机添加剂为经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅或为经纳 米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，大大提高了涂层的硬度、耐划伤性、减摩性和耐腐蚀性 能，有效地降低了涂层固化导致的微裂纹；制品中的有机溶剂属于中低沸点的溶剂，能在 220士 10°C固化附着在金属基材表面，低于常规工艺的固化温度300°C，大大降低使用能耗， 节约处理成本。所制成的无铬锌铝防腐涂料在15 μ m的膜层厚度下可达到480小时以上的耐盐 雾试验，附着力达到5级，硬度达到5H以上，涂层耐热性(400°C )为20 30小时，耐水性 (400C )为240 280小时，耐盐性为65 75小时，冲击强度为45 65kg · cm因此，本发明具有环境友好、能耗小和成本低的特点，所制得的无铬锌铝防腐涂料 涂覆后的涂层冲击强度高、耐蚀性好、结合力强和硬度高。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的描述，并非对保护范围的限制在本具体实施方式
中锌粉为鳞片状锌粉，片径为10 15 μ m，厚度为0. 1 0. 2 μ m ；铝粉为鳞片状铝粉，片径为10 12 μ m,厚度为0. 1 0. 2 μ m。以下实施例中将不 再重复描述。实施例1一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将5 10wt%的鳞片状锌粉和10 15wt %的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 40wt %的乙二醇乙醚醋酸酯、1. 5 1. 8wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、3 5衬％的硫脲和5 IOwt %的经纳米级微乳液表面改性的纳 米二氧化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将8 15wt%的聚氨脂改性环氧树脂、1 3wt%的有机硅烷偶联剂KH-550和25 30wt%的乙二醇乙醚醋酸酯搅拌均勻后添加到基 料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羟乙基纤维素，搅拌20 50min，制得无 铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为480 490小时，耐盐性为65 68小时，耐热性(400°C )为20 24小时，耐水性(400C )为250 260小时，冲击强度为56 65kg · cm。实施例2一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 IOwt %的鳞片状锌粉和10 15wt%的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 40wt%的环 己酮、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-4、3 5衬％的硫脲和5 10衬％的经纳米 级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将8 15wt%的聚氨 脂改性环氧树脂和环氧改性酚醛树脂、1 3wt %的有机硅烷偶联剂KH-560和25 30wt % 的环己酮搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羟乙基纤 维素，搅拌20 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为490 500小时，耐盐性为67 70小时，耐热性(400°C )为25 30小时，耐水性(400C )为248 256小时，冲击强度为53 58kg · cm。实施例3一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 IOwt %的鳞片状锌粉和10 15wt%的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 40衬％的 乙二醇乙醚醋酸酯和丙酮、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-5、3 5衬％的苯并三 氮唑和5 10衬％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅，搅拌20 40min，制成基 料。然后将8 15wt%的聚氨脂改性环氧树脂、1 3wt%的有机硅烷偶联剂KH-570和 25 30wt%的乙二醇乙醚醋酸酯和丙酮搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再加 入0. 05 0. 5衬％的羟乙基纤维素，搅拌20 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为482 490小时，耐盐性为65 69小时，耐热性(400°C )为20 23小时，耐水性(400C )为244 253小时，冲击强度为55 65kg · cm。实施例4一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 IOwt %的鳞片状锌粉和10 15wt%的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 40衬％的 醋酸丁酯和正丁醇、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7、3 5衬％的苯并三氮唑和 5 10wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后 将8 15wt%的环氧改性丙烯酸树脂和环氧改性酚醛树脂、1 3wt%的有机硅烷偶联剂 KH-900和25 30wt %的醋酸丁酯和正丁醇搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再 加入0. 05 0. 5衬％的羟乙基纤维素，搅拌20 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力
5为5级，耐盐雾试验为478 485小时，耐盐性为68 72小时，耐热性(400°C )为24 28小时，耐水性(400C )为262 271小时，冲击强度为47 55kg · cm。实施例5一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 IOwt %的鳞片状锌粉和10 15wt%的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 40wt%的有 机溶剂、1. 5 1. 8wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9、3 5衬％的硫脲和5 10wt%的经纳 米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将8 15衬％的 环氧改性酚醛树脂和聚氨脂改性环氧树脂、1 3wt %的有机硅烷偶联剂KH-560和25 30衬％的有机溶剂搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5衬％的 羟乙基纤维素，搅拌20 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例中的有机溶剂均为乙二醇乙醚醋酸酯、丙酮和正丁醇。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为495 505小时，耐盐性为66 70小时，耐热性(400°C )为25 30小时，耐水性(400C )为252 260小时，冲击强度为51 57kg · cm。实施例6一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将5 15衬％的鳞片状锌粉和8 Ilwt% 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 35wt %的醋酸丁酯、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-3、3 5衬％的硫脲和5 7衬％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅，搅拌 20 40min，制成基料。然后将8 1 Iwt %的环氧改性丙烯酸树脂、1 3wt%的有机硅烷 偶联剂KH-550和28 30衬％的醋酸丁酯搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再 加入0. 05 0. 5衬％的羟乙基纤维素，搅拌20 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为483 492小时，耐盐性为66 69小时，耐热性(400°C )为22 25小时，耐水性(400C )为265 274小时，冲击强度为48 55kg · cm。实施例7一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 15衬％的鳞片状锌粉和8 1 Iwt %的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 35wt%的甲 乙酮、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-4、3 5衬％的硫脲和5 7衬％的经纳米 级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将8 Ilwt%的聚氨脂 改性环氧树脂、1 3wt %的有机硅烷偶联剂KH-560和28 30wt %的甲乙酮搅拌均勻后添 加到基料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羟乙基纤维素，搅拌20 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为500 510小时，耐盐性为66 69小时，耐热性(400°C )为23 26小时，耐水性(400C )为245 252小时，冲击强度为56 63kg · cm。实施例8一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 15衬％的鳞片状锌粉和8 1 Iwt %的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 35wt%的正 丁醇、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-5、3 苯并三氮唑和5 经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将8 的环氧改性酚醛树脂、1 3wt %的有机硅烷偶联剂KH-570和28 30wt %的正丁醇搅拌均 勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羟乙基纤维素，搅拌20 50min,制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为491 498小时，耐盐性为68 72小时，耐热性(400°C )为25 28小时，耐水性(400C )为251 262小时，冲击强度为49 57kg · cm。实施例9一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 15衬％的鳞片状锌粉和8 1 Iwt %的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 35wt%的甲 基丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二辛酯、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7、3 5wt% 的苯并三氮唑和5 7wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min，制 成基料。然后将8 1 Iwt %的环氧改性酚醛树脂和聚氨脂改性环氧树脂、1 3wt %的有机 硅烷偶联剂KH-900和28 30wt %的甲基丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二辛酯搅拌均勻后添加 到基料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羟乙基纤维素，搅拌20 50min，制 得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为496 515小时，耐盐性为69 73小时，耐热性(400°C )为24 27小时，耐水性(400C )为248 255小时，冲击强度为52 57kg · cm。实施例10一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将 5 15衬％的鳞片状锌粉和8 1 Iwt %的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入30 35wt%的有 机溶剂、1. 3 1. 5wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-9、3 5衬％的硫脲和5 7wt%的经纳 米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将8 11衬％的聚 氨脂改性环氧树脂、1 3wt %的有机硅烷偶联剂KH-550和28 30wt %的有机溶剂搅拌均 勻后添加到基料中，搅拌30 50min，再加入0. 05 0. 5wt%的羟乙基纤维素，搅拌20 50min,制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例中的有机溶剂均为醋酸丁酯、甲乙酮和异丙醇。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为503 511小时，耐盐性为67 72小时，耐热性(400°C )为23 25小时，耐水性(400C )为249 257小时，冲击强度为54 62kg · cm。实施例11一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 20wt%的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的甲基丙烯酸丁酯、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚 氧乙烯醚AE0-3、5 8衬％的硫脲和5 7wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化 硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将5 8wt%的环氧改性酚醛树脂、1 2wt%的有机 硅烷偶联剂KH-550和25 30wt%的甲基丙烯酸丁酯搅拌均勻后添加基料中，搅拌30 50min,制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力为5级，耐盐雾试验为485 495小时，耐盐性为65 67小时，耐热性(400°C )为26 30小时，耐水性(400C )为240 248小时，冲击强度为47 54kg · cm。实施例12一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 20衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30衬％的丙酮、1. 1 1. 3wt%的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-4、5 8wt%的硫脲和5 7wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min,制成基料。然后将5 8wt%的环氧改性丙烯酸树脂和环氧改性酚醛树脂、1 2wt% 的有机硅烷偶联剂KH-560和25 30wt%的丙酮搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min,制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为485 496小时，耐盐性为66 68小时，耐热性(400°C )为25 28小时，耐水性(400C )为260 269小时，冲击强度为45 54kg · cm。实施例13一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 20wt%的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的丙二醇、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-5、5 8衬％的苯并三氮唑和5 7wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌20 40min，制成基料。然后将5 8wt%的环氧改性酚醛树脂、1 2衬％的有机硅 烷偶联剂KH-570和25 30wt%的丙二醇搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，制 得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为494 505小时，耐盐性为67 70小时，耐热性(400°C )为25 29小时，耐水性(400C )为242 251小时，冲击强度为46 54kg · cm。实施例14一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 20衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的有机溶剂、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-7、5 8衬％的苯并三氮唑和5 7衬％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌20 40min，制成基料。然后将5 8wt%的聚氨脂改性环氧树脂和环氧改性丙烯酸 树脂、1 2wt %的有机硅烷偶联剂KH-900和25 30wt %的有机溶剂搅拌均勻后添加到基 料中，搅拌30 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例中的有机溶剂均为丙酮和环己酮。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为500 512小时，耐盐性为66 70小时，耐热性(400°C )为20 22小时，耐水性(400C )为261 270小时，冲击强度为51 58kg · cm。实施例15一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 20衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的有机溶剂、1. 1 1. 3wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-9、5 8衬％的苯并三氮唑和5 7wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化 硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将5 8wt%的环氧改性丙烯酸树脂和环氧改性酚醛 树脂、1 2wt %的有机硅烷偶联剂KH-570和25 30wt %的有机溶剂搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例中的有机溶剂均为乙二醇和丙二醇。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为498 508小时，耐盐性为68 71小时，耐热性(400°C )为23 26小时，耐水性(400C )为260 268小时，冲击强度为45 52kg · cm。实施例16一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 25衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的邻苯二甲酸二辛酯、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇 聚氧乙烯醚AE0-3、3 5衬％的硫脲和3 5wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧 化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将10 15wt%的环氧改性丙烯酸树脂和聚氨脂改 性环氧树脂、1 3wt%的有机硅烷偶联剂KH-550和25 30wt%的邻苯二甲酸二辛酯搅拌 均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为510 520小时，耐盐性为70 75小时，耐热性(400°C )为21 24小时，耐水性(400C )为264 275小时，冲击强度为54 60kg · cm。实施例17一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 25衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的异丙醇、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-4、3 5wt%的硫脲和3 5wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将10 15wt%的环氧改性丙烯酸树脂、1 3衬％的有机硅烷偶联 剂KH-560和25 30wt%的异丙醇搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，制得无铬 锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为495 505小时，耐盐性为72 75小时，耐热性(400°C )为22 25小时，耐水性(400C )为270 280小时，冲击强度为47 54kg · cm。实施例18一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 25衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的乙二醇、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯醚 AE0-5、3 5衬％的苯并三氮唑和3 5wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌20 40min，制成基料。然后将10 15wt %的环氧改性丙烯酸树脂、1 3wt %的有机 硅烷偶联剂KH-570和25 30wt%的乙二醇搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为492 501小时，耐盐性为71 74小时，耐热性(400°C )为22 24小时，耐水性(400C )为269 278小时，冲击强度为49 56kg · cm。实施例19一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 25衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt %的有机溶剂、1. 3 1. 5wt %的脂肪醇聚氧乙烯 醚AE0-7、3 5衬％的苯并三氮唑和3 5衬％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将10 15wt%的改性树脂、1 3衬％的有机硅烷偶联 剂KH-900和25 30衬％的有机溶剂搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min，制得无 铬锌铝防腐涂料。本实施例中有机溶剂均为甲乙酮和异丙醇；改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂、 聚氨脂改性环氧树脂和环氧改性酚醛树脂。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为5H，附着力 为5级，耐盐雾试验为518 530小时，耐盐性为72 75小时，耐热性(400°C )为26 30小时，耐水性(400C )为262 272小时，冲击强度为50 58kg · cm。实施例20一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法先将15 25衬％的鳞片状锌粉和5 Swt % 的鳞片状铝粉搅拌均勻，再加入25 30wt%的有机溶剂、1. 3 1. 5衬％的脂肪醇聚氧乙 烯醚AE0-9、3 5衬％的苯并三氮唑和3 5wt%的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化 硅，搅拌20 40min，制成基料。然后将10 15wt%的环氧改性丙烯酸树脂、1 3衬％的 有机硅烷偶联剂KH-900和25 30衬％的有机溶剂搅拌均勻后添加到基料中，搅拌30 50min,制得无铬锌铝防腐涂料。本实施例中的有机溶剂均为邻苯二甲酸二辛酯、环己酮和丙二醇。本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料，涂覆后的涂层经测试硬度为6H，附着力 为5级，耐盐雾试验为510 518小时，耐盐性为68 73小时，耐热性(400°C )为22 25小时，耐水性(400C )为271 280小时，冲击强度为48 56kg · cm。本具体实施方式
在常温下进行，工艺简单、生产时间短，降低了生产成本；所采用 的粘结剂为有机硅烷偶联剂及改性树脂，而非铬酐，实现了涂料和涂层的完全无铬化，成为 真正的生态环保涂料；有机硅烷偶联剂通过烷基化能够与钢、铁等基层表面的铁离子反应 形成锌_硅酸-铁化合物，并且也能够和锌粉微细粒子表面的锌离子反应，形成一层坚硬 的膜包覆在微细粒子的表面，从而与钢材基层粘结在一起，大大提高了涂层在金属表面的 附着力和耐蚀性；所采用的无机添加剂为经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅或为经 纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，大大提高了涂层的硬度、耐划伤性、减摩性和耐腐蚀 性能，有效地降低了涂层固化导致的微裂纹；制品中的有机溶剂属于中低沸点的溶剂，能在 220士 10°C固化附着在金属基材表面，低于常规工艺的固化温度300°C，大大降低使用能耗， 节约处理成本。本具体实施方式
所制成的无铬锌铝防腐涂料在15 μ m的膜层厚度下可达到480小 时以上的耐盐雾试验，附着力达到5级，硬度达到5H以上，涂层耐热性(400°C )为20 30 小时，耐水性(400C )为240 280小时，耐盐性为65 75小时，冲击强度为45 65kg .cm因此，本具体实施方式
具有环境友好、能耗小和成本低的特点，所制得的无铬锌铝 防腐涂料涂覆后的涂层冲击强度高、耐蚀性好、结合力强和硬度高。
权利要求
一种无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于先将5～25wt％的鳞片状锌粉和5～15wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀，再加入25～40wt％的有机溶剂、1.1～1.8wt％的分散剂、3～8wt％的缓蚀剂和3～10wt％的无机添加剂，搅拌20～40min，制成基料；或然后将5～15wt％的改性树脂、1～3wt％的有机硅烷偶联剂和25～30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中，搅拌30～50min，制得无铬锌铝防腐涂料；或然后将5～15wt％的改性树脂、1～3wt％的有机硅烷偶联剂和25～30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中，搅拌30～50min，再加入0.05～0.5wt％的羟乙基纤维素，搅拌20～50min，制得无铬锌铝防腐涂料。
2.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的鳞片状锌 粉的片径为10 15 μ m,厚度为0. 1 0. 2 μ m。
3.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的鳞片状铝 粉的片径为10 12 μ m,厚度为0. 1 0. 2 μ m。
4.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂 为乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、丙酮、环己酮、甲乙 酮、异丙醇、正丁醇、乙二醇和丙二醇中的一种以上，前后两次加入的一种以上的有机溶剂 均相同。
5.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的分散剂为 脂肪醇聚氧乙烯醚类。
6.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的缓蚀剂为 硫脲或为苯并三氮唑。
7.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的无机添加 剂为经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅或为经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化 娃。
8.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的改性树脂 为环氧改性丙烯酸树脂、聚氨脂改性环氧树脂和环氧改性酚醛树脂中的一种以上。
9.按照权利要求1所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法，其特征在于所述的有机硅烷 偶联剂为有机硅烷偶联剂KH-550、有机硅烷偶联剂KH-560、有机硅烷偶联剂KH-570和有机 硅烷偶联剂KH-900中的一种。
10.如权利要求1 9中任一项所述的无铬锌铝防腐涂料的制备方法所制备的无铬锌 铝防腐涂料。
全文摘要
本发明具体涉及一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法。其技术方案是先将5～25wt％的鳞片状锌粉和5～15wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀，再加入25～40wt％的有机溶剂、1.1～1.8wt％的分散剂、3～8wt％的缓蚀剂和3～10wt％的无机添加剂，搅拌20～40min，制成基料。然后将5～15wt％的改性树脂、1～3wt％的有机硅烷偶联剂和25～30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中。或搅拌30～50min，制得无铬锌铝防腐涂料；或搅拌30～50min，再加入0.05～0.5wt％的羟乙基纤维素，搅拌20～50min，制得无铬锌铝防腐涂料。本发明具有环境友好、能耗小和成本低的特点，所制得的无铬锌铝防腐涂料涂覆后的涂层冲击强度高、耐蚀性好、结合力强和硬度高。
文档编号C09D161/14GK101899254SQ201010227660
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者周黎琴, 张雯雯, 柯昌美, 王全全, 王小红, 罗俊松, 胡永 申请人:襄樊普士利工程器材有限公司;武汉科技大学