本发明涉及金属防腐处理技术领域，具体涉及一种防腐蚀涂料、制备方法及其在空调扇金属湿帘中的应用。
背景技术：
人类文化的发展就是材料的发展历程，金属材料的出现显著推动了人类物质文明的进步，然而人类生活中大量应用的金属材料表面的腐蚀问题也给人类社会造成了巨大损失。腐蚀可使零件性能变坏，精度下降，表面凹凸不平，寿命缩短，甚至报废。据统计，在工业化国家，每年因腐蚀而造成的维修或更换产品费用约占国民收入的5％。因此，金属的防腐处理具有重要意义。
其中对金属防腐处理的研究已经持续很多年。传统的铬基防腐涂料包含水基树脂及铬酸盐等。由于铬酸盐具有高毒性和致癌性已经被严厉禁止使用。
另外，各种无铬型防腐涂层也层出不穷，无铬型防腐涂层一般包含碳二胺键，有机硅或无机硅等，一般此种涂层，在涂层比较薄的情况下，其防腐性能较差，粘结力不足。
针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，可以采用改变金属的内部组织结构，制造各种耐腐蚀的合金；在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀以及利用电化学保护法，在金属表面覆盖金属氧化层。但这些传统的金属表面防腐蚀方法工艺较复杂，含有有毒的元素如金属铬等，对环境污染较严重。
现在，金属表面防护主要采用有机涂层防护，即在金属表面涂敷有机防腐涂料，经过常温固化形成保护层，具有良好的抗腐蚀作用，在涂料中添加的助剂也具有电磁屏蔽、电化学保护等作用，有机防腐涂料因其施工方便，防腐效果好而得到广泛应用。有机防腐涂料中的应用较为广泛的一种类型为环氧树脂涂料，它具有附着力强，涂层的硬度高，耐水和耐化学性稳定，耐磨性较好等优点，广泛应用到地面铺装、金属防锈、管道防护以及船舶表面防锈等领域。在空调扇技术领域，金属湿帘表面应具有较好的亲水性，使湿帘表面能够形成水膜，增大对流传热面积，从而提升空调扇运行效率。由于金属防腐涂层的亲水性较差，空调扇金属湿帘本体表面涂覆防腐涂料后需要对其表面的亲水性进行改性，通常是在防腐涂层表面添加一层无机亲水膜，但无机亲水膜在有机防腐涂层表面的粘结力较差，所以一般的有机防腐涂料不适用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供非铬金属防腐涂料，解决金属表层的防腐问题，同时提高与其表层的无机亲水膜的粘结性能，具体提供一种防腐蚀涂层、制备方法及其在空调扇金属湿帘中的应用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种防腐蚀涂涂料层，所述防腐蚀涂料组合物是由下述组分制备而成，各成分所占重量百分比如下：
其中所述稀土化合物包括钇、钕、铕、镧和/或铈的氧化物或磷化物。。
其中所述含氧酸盐为磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐、钒酸盐、硫酸盐、磷酸氢盐中的一种或几种的混合物。
所述的磷酸盐为磷酸钠、磷酸钙、磷酸钾中的一种或几种的混合物；
所述的钨酸盐为钨酸钠、钨酸钙、钨酸钴、钨酸铵中的一种或几种的混合物；
所述的钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中的一种或几种的混合物；
所述的钒酸盐为钒酸钠、钒酸钾、钒酸钙中的一种或几种的混合物；
所述的硫酸为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中的一种或几种的混合物；
所述的磷酸氢盐为磷酸二氢铝，磷酸氢钾中的一种或几种的混合物；
其中所述无机物为sio2、cr2o3、cr(oh)3、al2o3、氢氧化钙、碳酸钙、氧化钙、氧化锆、沸石中的一种或几种的混合物。
其中所述有机树脂为n-苯基-二甲基吡咯衍生物、巯基乙酸酯及其衍生物类、巯基羧酸及其衍生物、喹啉及衍生物、三嗪二硫醇及其衍生物中的一种或几种的混合物。
另一方面，本发明还提供了一种防腐蚀涂料制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
【s1】，取定量稀土化合物与含氧酸盐进行均匀混合，并在140～160℃下加热11～13h，制得无机基料；
【s2】，在【s1】中所制得的无机基料中加入定量有机树脂，并搅拌均匀；
【s3】，在【s2】中加入定量无机物，并在50～70℃下搅拌2～4h；
【s4】，在【s3】中加入定量流平剂，混合均匀后即制得防腐蚀涂料。
本发明还提供了一种耐腐蚀的空调扇金属湿帘，包括湿帘本体和设置在湿帘表面的亲水膜层，所述的湿帘本体和亲水膜层之间设置有由上述制备的防腐蚀涂料形成的防腐蚀涂层。
所述的防腐蚀涂层的厚度为0.1um～100um。
一种耐腐蚀的空调扇金属湿帘的制备方法，包括下述步骤：首先将防腐蚀涂料涂覆于空调扇的金属湿帘本体表面上，放置0.5～2小时，所述的防腐蚀涂料在金属湿帘本体表面形成层防腐蚀涂层，然后在所形成的涂层表面上涂覆无机亲水膜，制得亲水型金属湿帘。
本发明技术方案，具有如下优点：
a.本发明提供一种非铬金属的防腐涂料，通过加入稀土化合物抑制腐蚀反应的发生，大大提高防腐效果，同时通过在稀土化合物和含氧酸盐所形成的无机基料中添加有机树脂，增强涂层对金属表面的粘结力和耐腐蚀性；另外，本发明通过添加流平剂，可以在金属的防腐表面形成光滑的涂层膜，可以与在其表层涂覆的无机亲水膜形成良好的粘结效果。
b.本发明是一种不含六价铬无机类金属表面处理剂。通过在含氧酸盐中加入稀土化合物形成无机基料，稀土化合物离子会抑制阴极反应，含氧酸盐会诱导含氧酸盐型膜钝化和氧化物膜型钝化，以抑制阳极反应，产生阻隔效应抑制腐蚀的发生。
c.本发明所制备的防腐蚀涂料，在工业应用中具有良好的耐水性和优良的抵抗酸碱物质腐蚀能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提供的防腐蚀涂层制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种防腐蚀涂料，所述防腐蚀涂料组合物是由下述组分制备而成，包含如下成分，各成分所占重量百分比如下：
其中的稀土化合物优选钇、钕、铕、镧和/或铈的氧化物或磷化物，具体地，所述的钇、钕、铕、镧和/或铈的氧化物为氧化镧、氧化钇、氧化钕、氧化铕或氧化铈；所述的钇、钕、铕、镧和/或铈的磷化物为磷酸镧、磷酸铈、磷酸钕。
含氧酸盐优选磷酸盐、钨酸盐、钼酸盐、钒酸盐、硫酸盐、磷酸氢盐中的一种或几种的混合物。所述的含氧酸盐为iva族或ivb的含氧酸阴离子(例如p、w、mo等)。稀土元素化合物与含氧酸盐在一定温度下发生化合反应，所生成的含氧酸稀土化合物或含氧酸氢盐稀土化合物是主要的防腐蚀成分。
所述的磷酸盐为磷酸钠、磷酸钙、磷酸钾中的一种或几种的混合物；
所述的钨酸盐为钨酸钠、钨酸钙、钨酸钴、钨酸铵中的一种或几种的混合物；
所述的钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中的一种或几种的混合物；
所述的钒酸盐为钒酸钠、钒酸钾、钒酸钙中的一种或几种的混合物；
所述的硫酸为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中的一种或几种的混合物；
所述的磷酸氢盐为磷酸二氢铝，磷酸氢钾中的一种或几种的混合物；
无机物优选为sio2、cr2o3、cr(oh)3、al2o3、氢氧化钙、碳酸钙、氧化钙、氧化锆、沸石中的一种或几种的混合物。所述无机物的作用是在金属与外界之间形成阻挡层，防止电化学反应的发生。
有机树脂优选为n-苯基-二甲基吡咯衍生物、巯基乙酸酯及其衍生物类、巯基羧酸及其衍生物、喹啉及衍生物、三嗪二硫醇及其衍生物中的一种或几种的混合物。
当然，本发明不限于上述所给出的组成防腐蚀涂料的成分。
本发明通过加入稀土化合物抑制腐蚀反应的发生，大大提高防腐效果，同时通过在稀土化合物和含氧酸盐所形成的无机基料中添加有机树脂，增强涂层对金属表面的粘结力和耐腐蚀性；另外，本发明通过添加流平剂，可以在金属的防腐表面形成光滑的防腐涂层膜，可以与在其表层涂覆的无机亲水膜形成良好的粘结效果。
下面是本发明所提供的防腐蚀涂料制备方法，如图1所示，具体如下步骤：
【s1】，取定量稀土化合物与含氧酸盐进行均匀混合，并在140～160℃下加热11～13h，制得无机基料；
【s2】，在【s1】中所制得的无机基料中加入定量有机树脂，并搅拌均匀；
【s3】，在【s2】中加入定量无机物，并在50～70℃下搅拌2～4h；
【s4】，在【s3】中加入定量流平剂，制得防腐蚀涂料。
针对上述制备方法，以下通过具体实施例对本发明技术方案作进一步解释和说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
本实施例中的防腐蚀涂料是由下述重量份的组分制备而成【总重量139.75g】：
稀土化合物氧化镧：30g【占比为21.46wt％】；
含氧酸盐磷酸钾：97.75g【占比为70wt％】；
有机树脂巯基乙酸酯：5g【占比为3.57wt％】；
无机物二氧化硅：5g【占比为3.57wt％】；
流平剂：2g【占比为1.43wt％】。
所述防腐蚀涂料的制备方法如下：
【s1】取30克氧化镧与115克浓度为85wt％的磷酸钾混合，在150℃下加热12小时；
【s2】然后加入5克巯基乙酸酯腐蚀抑制剂；
【s3】再加入5克二氧化硅，在60℃下继续搅拌3小时；
【s4】最后加入2克流平剂(德国毕克byk-347)，制得防腐蚀涂料。
耐腐蚀的空调扇金属湿帘的制备方法如下：
首先将防腐蚀涂料涂覆于空调扇的金属湿帘本体表面上，放置2小时，所述的防腐蚀涂料在金属湿帘本体表面形成100um防腐蚀涂层，然后在所形成的涂层表面上涂覆无机亲水膜，制得亲水型金属湿帘。
所述防腐涂料以120g/m2的涂覆量涂覆在金属铝片上。该铝片放置于浓度5％，温度35度的nacl盐溶液中15天，显微镜观察表面无明显腐蚀痕迹。对铝片表面做7mm埃里克森杯突实验，表面无明显破裂。
防腐层上涂覆亲水层后，接触角测量仪测试接触角小于5度。流水持续冲刷10天后，接触角无明显上升，说明亲水层没有脱落。
实施例2
本实施例中的防腐蚀涂料是由下述重量份的组分制备而成【86.85】：
稀土化合物氧化钇：15g；【占比为17.3wt％】
含氧酸盐磷酸二氢铝：68.85g；【占比为79.3wt％】
有机树脂n-苯基-二甲基吡咯：1g；【占比为1.15wt％】
无机物氢氧化钙：1g；【占比为1.15wt％】
流平剂：1g。【占比为1.15wt％】
所述防腐蚀涂料的制备方法如下：
【s1】取15克氧化钇与81克85％的磷酸二氢铝混合，在140℃下加热13小时；
【s2】然后加入1克n-苯基-二甲基吡咯腐蚀抑制剂；
【s3】再加入1克氢氧化钙，在50℃下继续搅拌4小时；
【s4】最后加入1克流平剂，制得防腐蚀涂料。
耐腐蚀的空调扇金属湿帘的制备方法如下：
首先将防腐蚀涂料涂覆于空调扇的金属湿帘本体表面上，放置0.5小时，所述的防腐蚀涂料在金属湿帘本体表面形成50um防腐蚀涂层，然后在所形成的涂层表面上涂覆德固赛p25型二氧化钛无机亲水膜，制得亲水型金属湿帘。
实施例3
本实施例中的防腐蚀涂料是由下述重量份的组分制备而成【89.5】：
稀土化合物磷化镧：20g；【占比为22.4wt％】
含氧酸盐钼酸钠：59.5g；【占比为66.48wt％】
有机树脂巯基羧酸：3g；【占比为3.35wt％】
无机物碳酸钙：4g；【占比为4.5wt％】
流平剂：3g。【占比为3.35wt％】
所述防腐蚀涂料的制备方法如下：
【s1】取20克磷化镧与70克85％的钼酸盐混合，在160℃下加热11小时；
【s2】然后加入3克巯基羧酸腐蚀抑制剂；
【s3】再加入4克碳酸钙，在70℃下继续搅拌2小时；
【s4】最后加入3克流平剂，制得防腐蚀涂料。
耐腐蚀的空调扇金属湿帘的制备方法如下：
首先将防腐蚀涂料涂覆于空调扇的金属湿帘本体表面上，放置1小时，所述的防腐蚀涂料在金属湿帘本体表面形成0.1um防腐蚀涂层，然后在所形成的涂层表面上涂覆德固赛p25型二氧化钛无机亲水膜，制得亲水型金属湿帘。
实施例4
本实施例中的防腐蚀涂料是由下述重量份的组分制备而成【88.45】：
稀土化合物氧化铈：10g；【占比为11.3wt％】
含氧酸盐钒酸盐：65.45g；【占比为74wt％】
有机树脂巯基乙酸酯：5g；【占比为5.65wt％】
无机物碳酸钙al2o3：5g；【占比为5.65wt％】
流平剂：3g。【占比为3.4wt％】
所述防腐蚀涂料的制备方法如下：
【s1】取10克氧化铈与77克85％的钒酸盐混合，在150℃下加热12小时；
【s2】然后加入5克巯基乙酸酯腐蚀抑制剂；
【s3】再加入5克al2o3，在60℃下继续搅拌3小时；
【s4】最后加入3克流平剂，制得防腐蚀涂料。
耐腐蚀的空调扇金属湿帘的制备方法如下：
首先将防腐蚀涂料涂覆于空调扇的金属湿帘本体表面上，放置1小时，所述的防腐蚀涂料在金属湿帘本体表面形成30um防腐蚀涂层，然后在所形成的涂层表面上涂覆德固赛p25型二氧化钛无机亲水膜，制得亲水型金属湿帘。
本发明采用不含六价铬无机类金属表面处理剂，通过在含氧酸盐加入稀土化合物形成无机基料，其中稀土化合物离子会抑制阴极反应，含氧酸盐会诱导含氧酸盐型膜钝化和氧化物膜型钝化，以抑制阳极反应，这些物质会产生阻隔效应抑制腐蚀的发生。同时，通过向上述无机基料中添加有机树脂增强粘结力和耐腐蚀性，最终可以在金属的防腐蚀表面形成一种无机/有机复合膜。
可替换地，实施例1-4中的含氧酸盐可以采用下述化合物替换：
磷酸钠、磷酸钙、磷酸钾、钨酸钠、钨酸钙、钨酸钴、钨酸铵、钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾、钒酸钠、钒酸钾、钒酸钙、硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、磷酸二氢铝，磷酸氢钾中的一种或几种的混合物，均可达到预期效果，实现发明目的。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。