一种用于金属表面的防锈耐盐雾石墨烯锌铝涂料、其制备方法及应用与流程

本发明属于金属表面防腐处理
技术领域：
，尤其涉及一种用于金属表面的防锈耐盐雾石墨烯锌铝涂料、其制备方法及应用。
背景技术：
：金属材料的腐蚀遍及国民经济的各个领域，常用的防护技术主要有改善金属本质、缓蚀剂、涂层保护和电化学保护，其中涂层保护是一种最经济有效和普遍应用的方法。涂层往往具有隔绝、缓蚀以及电化学保护等作用，而防腐涂料能够显著地减缓金属构件的腐蚀破环，涂料施工方便、效果显著而得以在实际生产生活、工业建设中广泛应用。但是，很多涂层本身难以完全阻止氧气、氢离子等腐蚀介质到达金属表面。最有效的铬酸盐涂层由于具有高毒性，近年来被越来越多的国家禁止使用，因此开发环境友好，防腐性能优异的涂层具有重要的意义。近年来开发的新的防腐涂层如交美特等产品，一方面需要高温固化，另一方面需要单次涂覆膜厚较薄，厚层加工程序复杂，最重要是耐盐雾时间大多在1000h以内，无法满足生产的需要，因此需要进一步改进。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于金属表面的防锈耐盐雾石墨烯锌铝涂料，该涂料的耐磨性好、导电性优，并具有很好的防护性能。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种涂料，由以下组分按质量份组成：硅酸乙酯10-30份、硅烷偶联剂1-5份、硅溶胶1-15份、片状锌粉10-30份、片状铝粉1-6份、无机颜料2-20份、滑石粉1-10份、分散助剂0.5-2份、异丙醇2-15份以及乙醇2-10份。一种石墨烯锌铝涂料，由以下组分按质量份组成：硅酸乙酯10-30份、硅烷偶联剂1-5份、硅溶胶1-15份、还原氧化石墨烯0.1-1份、片状锌粉10-30份、片状铝粉1-6份、无机颜料2-20份、滑石粉1-10份、分散助剂0.5-2份、异丙醇2-15份以及乙醇2-10份。在上述方案的基础上，所述涂料由以下组分按质量份组成：硅酸乙酯29.5份、硅烷偶联剂2份、硅溶胶10份、还原氧化石墨烯0.5份，片状锌粉17份、片状铝粉6份、无机颜料2份、滑石粉5份、分散助剂0.5份、异丙醇13份、乙醇5份。在上述方案的基础上，所述石墨烯锌铝涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)在硅酸乙酯中依次加入异丙醇，乙醇，以100-2000转/min的转速搅拌5-30min；(2)依次添加硅溶胶、硅烷偶联剂，以100-2000转/min速搅拌5-60min；(3)再依次添加铝粉，锌粉，无机颜料、滑石粉、石墨烯粉，分散助剂，以100-2000转/min的转速搅拌30-60min，即得。上述方法制备的石墨烯锌铝涂料可以用于金属表面防锈耐盐雾；所述的金属可以是铝、铁及其合金中的任意一种，优选的为碳钢。所述的石墨烯锌铝涂料通过喷涂在金属表面发挥作用，在喷涂石墨烯锌铝涂料之前，涂料需用200目的滤网过滤，金属表面需要经过磷化处理、激光处理或喷砂处理。优选的，为喷砂处理。一种金属表面防锈耐盐雾方法，在金属表面经过磷化处理、激光处理或喷砂处理后，在其表面喷涂上述方法制备的石墨烯锌铝涂料，单层涂覆厚度为20-30μm。本发明技术方案的优点本发明的涂料成本低廉且操作简单，涂料中的石墨烯，一方面可以增加产品的耐磨性；另一方面可以增加膜层导电性，改善锌粉利用率，从而增强膜层防护性能。片状锌粉铝粉更一方面有利于增加导电性，另一方面在助剂的作用下定向排列，更容易形成层状结构，从而屏蔽腐蚀。本发明涂层具有良好的附着力，可应用于一般对附着力要求不高或前处理受限的领域，本发明的涂料可以在常温下固化，单层涂覆厚度为20-30μm，耐盐雾可达2500小时以上；耐中性盐雾可达4000小时。附图说明图1为涂层的层状结构图；图2为耐盐雾试验并且与热镀锌和电镀锌的对比图；图3为实施例2盐雾试验照片；图4为实施例3盐雾试验照片；图5为实施例3盐雾试验检测结果。具体实施方式在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。实施例1涂料组分按质量份组成为：硅酸乙酯20份、硅烷偶联剂5份、硅溶胶15份、片状锌粉10份、片状铝粉5份、无机颜料5份、滑石粉5份、分散助剂0.5份、异丙醇10份以及乙醇5份。上述组分按以下方法制备涂料：在硅酸乙酯中依次加入异丙醇，乙醇，以1000转/min的转速搅拌5min；然后依次添加硅溶胶、硅烷偶联剂，以100转/min速搅拌60min；再依次添加铝粉，锌粉，无机颜料、滑石粉，以100转/min的转速搅拌60min，涂料制备完成。碳钢基材经碱液脱脂后，作喷砂处理，处理标准为sa2.5级，喷砂后直接喷涂由以上方法制备而成的涂料，加热烘烤，烘烤条件为200℃、20min。实施例2涂料组分按质量份组成为：硅酸乙酯29.5份、硅烷偶联剂2份、硅溶胶10份、片状锌粉20.5份、片状铝粉3份、无机颜料2份、滑石粉5份、分散助剂0.5份、异丙醇13份以及乙醇5份。上述组分按以下方法制备涂料：使用剪切乳化搅拌机，在硅酸乙酯中依次加入异丙醇，乙醇，以1000转/min的转速搅拌5min；然后依次添加硅溶胶、硅烷偶联剂，以1000转/min速搅拌20min；再依次添加铝粉，锌粉，无机颜料、滑石粉，以1000转/min的转速搅拌20min，涂料制备完成。碳钢基材经碱液脱脂后，作激光表面处理，直接喷涂涂料，可常温固化48h。实施例3涂料组分按质量份组成为：硅酸乙酯29.5份、硅烷偶联剂2份、硅溶胶10份、还原氧化石墨烯0.5份、片状锌粉17份、片状铝粉6份、无机颜料2份、滑石粉5份、分散助剂0.5份、异丙醇13份以及乙醇5份。上述组分按以下方法制备涂料：使用剪切乳化搅拌机，在硅酸乙酯中依次加入异丙醇，乙醇，以1000转/min的转速搅拌5min；然后依次添加硅溶胶、硅烷偶联剂，以1000转/min速搅拌20min；再依次添加铝粉，锌粉，无机颜料、滑石粉、石墨烯粉、分散助剂，以1000转/min的转速搅拌20min，涂料制备完成。碳钢基材经碱液脱脂后，作激光表面处理，直接喷涂涂料，可常温固化48h。实施例1-3的测试结果如下：(1)涂层基本性能评测涂层的附着力测试，通过百格法评价漆膜在马口铁基材表面的附着力等级。漆膜附着力测试结果，通过在漆膜划格处采用3m胶带重复三次平稳撕离后，观察涂层的脱落情况。附着力测试标准参见《gb/t9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验》评价方法。测试结果如表1所示：表1涂层的附着力测试结果实施例1实施例2实施例3附着力测试0级0级0级(2)实施例2处理金属构件的中性盐雾实验将分别经实施例2处理(tz)、热镀锌、电镀锌的金属构件在中性盐雾试验箱中测试不同时间(0h、120h、480h、900h、2300h)，并拍照检查试样耐盐雾效果，如图2所示。由检查试样表面可知，有实施例2涂层的金属构件没有明显的锈迹。碳钢板除油，喷砂后喷涂本发明实施例2所述涂料，干膜厚度约30微米，200℃20min烘烤，在中性盐雾试验箱中测试耐盐雾性能。结果如图3所示：试片在400小时内返白霜，2500小时内无红锈。(3)实施例3处理金属构件的中性耐盐雾实验将分别经实施例3处理的金属构件在中性盐雾试验箱中测试不同时间，并拍照检查试样耐盐雾效果，如图4所示。由检查试样表面可知，金属构件在2500小时内没有明显的锈迹。延长检测时间检测发现，实施例3的金属构件在3217h内未见红锈(图5)，相对于实施例2耐盐雾时间延长20～30％。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3