本发明涉及一种金属防护涂料，特别涉及一种铝合金防腐涂料、其制备方法及用途，属于金属防护领域。
背景技术：
：铝合金的密度较低、耐腐蚀性能好、比强度高、容易加工成型，使铝合金制品在海洋环境和航空领域得到广泛应用。在常规大气腐蚀环境中，铝合金表面能够形成致密的氧化物保护膜而具有较好的耐蚀性，但在沿海和内陆湿热环境下，由于环境中含有氯化物、硫化物等有害腐蚀介质，铝合金结构具有很强的腐蚀敏感性。与其它材料相比，铝合金结构的腐蚀问题更为突出。在海洋大气环境中，铝合金很容易发生小孔腐烛，主要是由于在铝合金表面的局部区域会受到氯离子的侵蚀作用，铝合金表面致密的钝化膜发生破裂，出现向内部发展的小孔，而其他部位腐蚀比较轻微。理论上说来，铝合金表面上都可以形成孔蚀。但铝合金本身就存在一些缺陷，比如金属表面的位错露头、伤痕以及金属内部间颗粒形成,导致铝合金表面的钝化膜出现一些缺陷，氯离子优在这些缺陷处和阳离子吸附，从而形成可溶性的氯化物，小孔腐蚀优先在这些缺陷处发生。为了降低铝合金的腐蚀敏感性，诸多研究人员尝试了多种方案。例如，有研究人员采用凝胶溶胶法制备纳米SiO2杂化涂层，通过浸渍-提拉法在铝合金表面形成防腐涂层，使铝合金在3.5％NaCl溶液中的腐蚀电流密度下降2个数量级，但是该涂层与铝合金之间的附着力不好，在长期腐蚀过程中容易脱落。又例如，有研究人员在铝合金表面通过激光融覆法制备硬质合金涂层，这种涂层虽然结合力好、结合强度高，但涂层的致密性较差。因此，开发一种简单有效而且能显著降低铝合金腐蚀速率的涂层，对延长铝合金制品的服役寿命具有重要意义。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种铝合金防腐涂料、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：本发明实施例提供了一种铝合金防腐涂料，其主要由环氧树脂、二氧化钛、滑石粉、锶铬黄、磷酸锌、石墨烯、分散剂、有机溶剂、流平剂、防沉剂和环氧固化剂等组成。本发明实施例还提供了前述任一种铝合金防腐涂料的制备方法，其包括：将分散剂、石墨烯、二氧化钛和滑石粉均匀分散到稀释剂中，形成第一混合物；将环氧树脂，锶铬黄、磷酸锌于有机溶剂中均匀混合，形成第二混合物；将第一混合物和第二混合物混合，并添加流平剂和防沉剂，混合均匀后，再添加环氧固化剂，继续混合均匀，形成所述铝合金防腐涂料。本发明实施例还提供了由前述任一种铝合金防腐涂料形成的涂层。本发明实施例还提供了前述任一种铝合金防腐涂料于铝合金或镁合金防腐处理中的用途。较之现有技术，本发明的铝合金防腐涂料易于制备，成本低廉，且形成的涂层(漆膜)与铝合金、镁合金基材的附着力好、柔韧性好、综合防腐性能优异，在铝合金、镁合金制品的防腐领域具有广泛应用前景。附图说明图1是采用本发明实施例1的防腐涂料在2024铝合金表面涂覆盐雾2000h后的照片，其中涂膜厚度为50-60μm。图2是采用本发明实施例2的防腐涂料在2024铝合金电极表面涂覆50μm时，在3.5wt％NaCl溶液中浸泡不同时间后的交流阻抗谱图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本发明实施例的一个方面提供了一种铝合金防腐涂料，其主要由环氧树脂、二氧化钛、滑石粉、锶铬黄、磷酸锌、石墨烯、分散剂、有机溶剂、流平剂、防沉剂和环氧固化剂等组成。在一些较佳实施方案中，所述铝合金防腐涂料包括按照重量份计算的如下组分：环氧树脂20～40份、二氧化钛5～15份、滑石粉10～15份、锶铬黄10～20份、磷酸锌5～15份、石墨烯0.1～2份、分散剂0.1～0.5份、稀释剂10～30份、流平剂0.5～1份，防沉剂2～3份以及环氧固化剂。进一步的，所述分散剂包括苯甲醇、连苯三酚、曲拉通X-100的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述分散剂与石墨烯的质量比为1:10～1:1，优选为1:5～1:1，最优比为1:4。进一步的，所述石墨烯的平均直径(亦可认为是径向尺寸)为20～50μm，优选为10～30μm，最佳直径为25μm。进一步的，所述石墨烯包括单层石墨烯、少层石墨烯(层数一般在3～10层)和多层石墨烯(层数一般在10～100层)中的任意一种或两种以上的组合。进一步的，所述防腐涂料中石墨烯的含量为0.1wt％～2wt％，优选为0.1wt％～1wt％，最优含量为0.5wt％。进一步的，所述环氧树脂包括E20，E44和E51中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。所述环氧树脂为无色粘稠状液体。进一步的，所述环氧固化剂包括聚酰胺、腰果酚、芳香胺中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。其中，环氧固化剂的用量与环氧树脂的用量相对应，两者的用量比例是业界已知的。进一步的，所述锶铬黄(又称铬酸锶，strontiumchromeyellow)的粒径为800～1200目。所述锶铬黄为黄色粉末。进一步的，所述锶铬黄可通过市购、自制等途径获取，例如，可由硝酸锶与铬酸钠溶液反应生成沉淀过滤干燥而制得。进一步的，所述防腐涂料中锶铬黄的含量为10wt％～20wt％，优选为15wt％～20wt％，最优含量为15wt％。进一步的，所述防沉剂包括聚酰胺蜡、气硅、膨润土中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述稀释剂包括乙醇、正丁醇、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、蒸馏水中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述磷酸锌可以包括但不限于无水磷酸锌、二水磷酸锌和四水磷酸锌中的任意一种或两种以上的组合。进一步的，所述流平剂可选自业界已知的合适类型，例如可选自但不限于BYK300，BYK306和BYK333中的任意一种或两种以上的组合，用以促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。本发明实施例的另一个方面提供了一种制备所述铝合金防腐涂料的方法，其包括：将分散剂、石墨烯、二氧化钛和滑石粉均匀分散到稀释剂中，形成第一混合物；将环氧树脂，锶铬黄、磷酸锌于有机溶剂中均匀混合，形成第二混合物；将第一混合物和第二混合物混合，并添加流平剂和防沉剂，混合均匀后，再添加环氧固化剂，继续混合均匀，形成所述铝合金防腐涂料。所述铝合金防腐涂料可应用于铝合金、镁合金制品等设备表面，起到封闭和防腐蚀作用。本发明实施例的另一个方面提供了由所述铝合金防腐涂料形成的涂层。本发明实施例的另一个方面提供了所述的铝合金防腐涂料于铝合金或镁合金防腐处理中的用途。本发明实施例的另一个方面提供了一种铝合金或镁合金防护方法，其包括：在铝合金或镁合金基材表面涂覆所述的铝合金防腐涂料，并使所述防腐涂料固化成膜(优选在室温下固化成膜)。在前述实施方案中，可采用的涂覆方式包括但不限于抹涂、旋涂、刮涂、喷涂等等业界已知的任何合适方式。在一些较为具体的实施方案中，一种铝合金防腐涂料的制备及应用方法可以包括如下步骤：(1)将分散剂、石墨烯(粉体状)、二氧化钛和滑石粉按一定比例，超声依次分散到稀释剂中；(2)将环氧树脂，锶铬黄、锌铬黄依次加入稀释剂(如正丁醇)中，约1500r/min搅拌约30min；(3)将步骤(1)和(2)所获物料混合，添加流平剂和防沉剂，约1000r/min搅拌约20min，添加环氧固化剂，搅拌均匀，涂覆到铝合金(或镁合金)表面，室温固化成膜，实现对铝合金(或镁合金)的封闭和防腐。与现有铝合金防腐涂料相比，本发明铝合金防腐涂料制备工艺简单、与铝合金基材的附着力好、漆膜柔韧性好、综合防腐性能优异。以下结合若干实施例和附图等对本发明做更详细的描述，但所述实施例不构成对本发明的限制。实施例1将0.2g连苯三酚、0.8g石墨烯(购自宁波墨西科技有限公司，石墨烯层数约为6～8层)分散在20mL正丁醇中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入6g二氧化钛，15g滑石粉，搅拌，将所制分散浆料加到20g环氧树脂E20(购自山东德源环氧科技有限公司)中，依次加入10g锶铬黄(购自上海铬黄颜料厂苏州市分厂)，8g磷酸锌(购自上海龙博化工有限公司)，15mL二甲苯，1g聚酰胺蜡，1g膨润土，0.5g流平剂BYK392，1000r/min搅拌20min，然后添加10g腰果酚固化剂(购自无锡光明化工有限公司)，搅拌均匀，即可得到铝合金防腐涂料，由其形成的涂层的附着力、柔韧性、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1。将涂覆好的铝合金试样进行盐雾实验，盐雾2000小时后的照片见图1。实施例2将0.1g曲拉通X100、0.1g苯甲醇和0.7g石墨烯(购自宁波墨西科技有限公司，石墨烯层数约为6～8层)分散在30mL正丁醇中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入10g二氧化钛，15g滑石粉，搅拌，将所制分散浆料加到20g环氧树脂E44(购自山东德源环氧科技有限公司)中，依次加入15g锶铬黄(购自上海铬黄颜料厂苏州市分厂)，8g磷酸锌(购自上海龙博化工有限公司)，15mL二甲苯，1g聚酰胺蜡，0.5g膨润土，0.6g流平剂BYK392，1000r/min搅拌20min，然后添加12g聚酰胺固化剂DF1228(购自山东德源环氧科技有限公司)，搅拌均匀，即可得到铝合金防腐涂料，由其形成的涂层的附着力、柔韧性、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1。将涂料涂覆在铝合金电极表面，控制涂膜厚度为50μm，在3.5％NaCl溶液只浸泡不同时间后的交流阻抗谱图见图2。浸泡28天后，涂层的阻抗模值没有显著下降，说明所制涂料对铝合金具有良好的防护性能。实施例3将0.2g连苯三酚和0.8g石墨烯(购自宁波墨西科技有限公司，石墨烯层数为6～8层)分散在20mL正丁醇中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入8g二氧化钛，12g滑石粉，搅拌，将所制分散浆料加到20g环氧树脂(购自山东德源环氧科技有限公司)中，依次加入10g锶铬黄(购自上海铬黄颜料厂苏州市分厂)，8g磷酸锌(购自上海龙博化工有限公司)，15mL二甲苯，2g聚酰胺蜡，0.5g流平剂BYK392，1000r/min搅拌20min，然后添加10g腰果酚固化剂(购自无锡光明化工有限公司)，搅拌均匀，即可得到铝合金防腐涂料，由其形成的涂层的附着力、柔韧性、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1。实施例4将0.2g苯甲醇和0.7g石墨烯(购自宁波墨西科技有限公司，石墨烯层数为6～8层)分散在20mL正丁醇中，1500r/min搅拌30min，然后依次加入6g二氧化钛，15g滑石粉，搅拌，将所制分散浆料加到25g环氧树脂(购自山东德源环氧科技有限公司)中，依次加入10g锶铬黄(购自上海铬黄颜料厂苏州市分厂)，8g磷酸锌(购自上海龙博化工有限公司)，15mL二甲苯，1g聚酰胺蜡，1g膨润土，0.5g流平剂BYK392，1000r/min搅拌20min，然后添加10g聚酰胺固化剂DF1228(购自山东德源环氧科技有限公司)，搅拌均匀，即可得到铝合金防腐涂料，由其形成的涂层的附着力、柔韧性、耐盐雾和耐盐水浸泡性能见表1。应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。表1实施例1-实施例4制备的铝合金防腐涂料的综合物理性能物理性能检测标准实施例1实施例2实施例3实施例4外观观察平整平整平整平整附着力GB/T52100级0级0级0级耐盐雾性能(h)GB/T17712000250020002100柔韧性GB/T17311级1级1级1级耐酸碱性(h)GB/T92741500120013001200耐盐水性能(h)GB1763800900850850当前第1页1 2 3