一种无铬达克罗涂液的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属防腐技术领域，具体涉及一种无铬达克罗涂液的制备方法。
【背景技术】
[0002]达克罗技术是最近几年新兴发展的一种新型金属表面防腐技术，又可称锌铬膜，起初是为了应用于汽车零部件而出现的一种表面防腐涂层。由于达克罗涂层具有耐蚀性强(是电镀锌的7-10倍)、高耐热性(300°C左右仍然可以使用)、渗透性强、无氢脆、良好的深涂能力、结合力好和不污染环境等优点，引起了人们极大的关注，而且逐步应用于很多领域，如航空航天、汽车铁路和石油化工等领域。国家质检总局于2002年8月1日将达克罗涂层正式命名为“锌铬涂层”，并颁布了达克罗国家标准《锌铬涂层技术条件》，标准号为GB/T18684-20020。
[0003]但是，达克罗涂层中含有大量毒性强和高致癌作用的六价铬，烧结固化后涂层中还存在六价铬，在世界范围内对于铬的使用限制越来越严格。随着对环境意识的逐渐提高，探索和研究能够取代含铬达克罗涂层的低铬或无铬达克罗技术迫在眉睫。国内外许多企业着手于达克罗涂液的无铬化研究，通过寻找铬的替代品研制出了达克罗涂液的更新产品即无铬达克罗，其既保持了普通达克罗涂液的诸多优越性能，又杜绝了铬酸盐的使用，是一种绿色环保的产品。因此，无铬达克罗技术在我国势必成为今后电镀行业中研究的重点。从目前国内外对无铬达克罗的研究和试验来看，替代铬酐的无铬成膜物质主要有无机钝化剂和有机聚合物，其中无机钝化剂包括具有钝化或缓蚀作用的含氧酸盐、稀土盐和氧化物等。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题是提供了一种绿色环保且耐蚀耐候性好的无铬达克罗涂液的制备方法。
[0005]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种无铬达克罗涂液的制备方法，其特征在于具体步骤为:
(1)将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于丙酮和异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯和4.6mL表面活性剂0P-10，搅拌混合均匀后加入72-80g鳞片状锌粉和12-13g鳞片状铝粉得到组分A ;
(2)将7.5-8.5g草酸钠、10g柠檬酸和1.3g硼酸溶于蒸馏水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B ;
(3)在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入聚氨酯改性环氧树脂和KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。
[0006]进一步限定，步骤(1)中丙酮和异丙醇的混合溶液中丙酮与异丙醇的体积均为30mLo
[0007]进一步限定，步骤(1)中在加入表面活性剂0P-10后需要滴加聚醚改性有机硅消泡剂以消除产生的泡沫。
[0008]进一步限定，步骤(2)中蒸馈水的体积为30mL。
[0009]进一步限定，步骤(3)中聚氨酯改性环氧树脂和KH-570硅烷偶联剂的加入量均为lmL0
[0010]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
(1)本发明由于所用的鳞片状锌粉的粒径较小，因此所形成的涂层在腐蚀介质中的稳定电势较高，极化电阻较大，腐蚀电流较小，耐腐蚀性较强；
(2)在相同的涂覆面积和达到相同的防腐性能的前提下，本发明的无铬达克罗涂液在配制过程中所使用的鳞片状金属粉用量低于球状金属粉，有效降低了生产成本；
(3)本发明的无铬达克罗涂层表面形成了层层叠交的网状结构，能够阻碍腐蚀介质浸入基体，起到了良好的物质屏蔽效果，从而保护了基体并提高了涂层的耐腐蚀性能；
(4)通过采用多盐混合物作为钝化剂来完全取代铬酐，对环境更加友好，具有很好的环境效益。
【附图说明】
[0011]图1是本发明制备无铬达克罗涂液所使用的鳞片状锌粉的SEM图谱，由图可知鳞片状锌粉的粒径很小，表面很平整，能够有效提高防护性能；
图2是本发明制备无铬达克罗涂液所使用的鳞片状铝粉的SEM图谱，由图可知鳞片状铝粉表面光滑，层层叠加，使外来介质很难进入，提高了涂层的耐渗透性；
图3是本发明实施例1制备的无铬达克罗涂液在金属表面形成涂层的SEM图谱，由图可知在涂层表面形成了层层叠交结构，同时涂层中没有发现直通基体表面的孔隙，能够阻碍腐蚀介质的浸入，起到了良好的物质屏蔽效果，有效保护了基体并提高了涂层的耐腐蚀性；
图4是本发明实施例1制备的无铬达克罗涂液在金属表面形成涂层的XRD图谱，由图可知涂层含有金属粉与钝化剂的生成产物，这些物质的存在增强了涂层的耐蚀性能。
【具体实施方式】
[0012]以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
[0013]实施例1
(1)将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于30mL丙酮和30mL异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯、4.6mL表面活性剂0P-10和聚醚改性有机硅消泡剂2-3滴(搅拌或添加过程的不同可能会产生泡沫，根据是否产生泡沫来选择性滴加聚醚改性有机硅消泡剂，由产生泡沫量的多少选择滴加聚醚改性有机硅消泡剂的量，以下同上)，搅拌混合均匀后加入80g鳞片状锌粉和13g鳞片状铝粉得到组分A ;
(2)将8g草酸钠、10g梓檬酸和1.3g硼酸溶于30mL蒸馈水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B ;
(3)在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入lmL聚氨酯改性环氧树脂和lmL KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。
[0014]实施例2
(1)将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于30mL丙酮和30mL异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯、4.6mL表面活性剂0P-10和聚醚改性有机硅消泡剂2-3滴，搅拌混合均匀后加入78g鳞片状锌粉和13g鳞片状铝粉得到组分A ;
(2)将8g草酸钠、1g梓檬酸和1.3g硼酸溶于30mL蒸馈水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B ;
(3)在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入ImL聚氨酯改性环氧树脂和ImL KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。
[0015]实施例3
(1)将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于30mL丙酮和30mL异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯、4.6mL表面活性剂0P-10和聚醚改性有机硅消泡剂2-3滴，搅拌混合均匀后加入SOg鳞片状锌粉和13g鳞片状铝粉得到组分A ;
(2)将8.5g草酸钠、1g朽1檬酸和1.3g硼酸溶于30mL蒸馈水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B ;
(3)在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入ImL聚氨酯改性环氧树脂和ImL KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。
[0016]实施例4
(1)将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于30mL丙酮和30mL异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯、4.6mL表面活性剂0P-10和聚醚改性有机硅消泡剂2-3滴，搅拌混合均匀后加入72g鳞片状锌粉和12g鳞片状铝粉得到组分A ;
(2)将7.5g草酸钠、1g朽1檬酸和1.3g硼酸溶于30mL蒸馈水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B ;
(3)在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入ImL聚氨酯改性环氧树脂和ImL KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。
[0017]实施例5
(1)将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于30mL丙酮和30mL异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯、4.6mL表面活性剂0P-10和聚醚改性有机硅消泡剂2-3滴，搅拌混合均匀后加入SOg鳞片状锌粉和13g鳞片状铝粉得到组分A ;
(2)将8g草酸钠、1g梓檬酸和1.3g硼酸溶于30mL蒸馈水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B ;
(3)在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入ImL聚氨酯改性环氧树脂和ImL KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。
[0018]以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
【主权项】
1.一种无铬达克罗涂液的制备方法，其特征在于具体步骤为: (1)将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于丙酮和异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯和4.6mL表面活性剂0P-10，搅拌混合均匀后加入72-80g鳞片状锌粉和12-13g鳞片状铝粉得到组分A ; (2)将7.5-8.5g草酸钠、10g柠檬酸和1.3g硼酸溶于蒸馏水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B ; (3)在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入聚氨酯改性环氧树脂和KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。2.根据权利要求1所述的无铬达克罗涂液的制备方法，其特征在于:步骤(1)中丙酮和异丙醇的混合溶液中丙酮与异丙醇的体积均为30mL。3.根据权利要求1所述的无铬达克罗涂液的制备方法，其特征在于:步骤(1)中在加入表面活性剂0P-10后需要滴加聚醚改性有机硅消泡剂以消除产生的泡沫。4.根据权利要求1所述的无铬达克罗涂液的制备方法，其特征在于:步骤(2)中蒸馏水的体积为30mL。5.根据权利要求1所述的无铬达克罗涂液的制备方法，其特征在于:步骤(3)中聚氨酯改性环氧树脂和KH-570硅烷偶联剂的加入量均为lmL。
【专利摘要】本发明公开了一种无铬达克罗涂液的制备方法，具体步骤为：（1）将3.5g增稠剂羟乙基纤维素溶于丙酮和异丙醇的混合溶液中，再依次加入4.77g聚乙二醇、1.0g乙二醇、3.0g聚四氟乙烯和4.6mL表面活性剂OP-10，搅拌混合均匀后加入72-80g鳞片状锌粉和12-13g鳞片状铝粉得到组分A；（2）将7.5-8.5g草酸钠、10g柠檬酸和1.3g硼酸溶于蒸馏水中，然后滴加0.5mL氧化剂双氧水，搅拌混合均匀后得到组分B；（3）在搅拌的条件下将组分B加入到组分A中，然后加入聚氨酯改性环氧树脂和KH-570硅烷偶联剂并搅拌混合均匀后得到无铬达克罗涂液。本发明通过采用多盐混合物作为钝化剂来完全取代铬酐，对环境更加友好，具有很好的环境效益。
【IPC分类】C09D7/12, C09D5/10, C09D1/00
【公开号】CN105348870
【申请号】CN201510715624
【发明人】张圣麟, 乔静飞, 张明明, 张克冰
【申请人】河南师范大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月30日