本发明专利技术属于金属表面防护涂料技术领域，公开了一种具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料及其制备和使用方法与应用。该涂料包含以下重量百分数计的组分：环氧化有机-无机杂化溶胶20～90％、氨基树脂5～80％和稀释剂0～75％。本发明专利技术利用有机-无机杂化方法，在溶胶-凝胶技术制备SiO2杂化溶胶体系中引入环氧极性基团和氨基树脂，利用环氧基团的粘结强度高、氨基树脂的树脂相容性好、耐碱腐蚀性和耐老化优点，通过体系中硅羟基、环氧基团和氨基树脂功能基团的共交联反应，使本发明专利技术所得涂料在金属表面形成微米级厚度涂层时，即可具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、耐热等综合优异性能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于金属表面防护涂料
，公开了一种具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料及其制备和使用方法与应用。该涂料包含以下重量百分数计的组分：环氧化有机-无机杂化溶胶20～90％、氨基树脂5～80％和稀释剂0～75％。本专利技术利用有机-无机杂化方法，在溶胶-凝胶技术制备SiO2杂化溶胶体系中引入环氧极性基团和氨基树脂，利用环氧基团的粘结强度高、氨基树脂的树脂相容性好、耐碱腐蚀性和耐老化优点，通过体系中硅羟基、环氧基团和氨基树脂功能基团的共交联反应，使本专利技术所得涂料在金属表面形成微米级厚度涂层时，即可具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、耐热等综合优异性能。【专利说明】一种金属表面杂化防护涂料及其制备和使用方法与应用
本专利技术属于金属表面防护涂料
，特别涉及一种具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料及其制备和使用方法与应用。
技术介绍
金属及合金由于具有优良的导电、导热性和一定的强度，以及良好的加工性被广泛应用到船舶、建筑、国防以及国民生产的各个部门中。然而，普通金属在潮湿或腐蚀性环境中，容易与周围介质接触发生化学和电化学作用而引起金属的腐蚀，从而影响材料的使用寿命，导致其不能正常发挥作用，也给使用者带来很多不安全因素。在世界范围内，由于金属腐蚀导致的消耗占整个工业产品生产的2~3%，每年造成的直接经济损失达7000亿美元。为解决上述难题，人们一直致力于探索金属材料的有效防腐问题，至今也取得了不少成果和有效的方法。常见的金属腐蚀防护方法目前包括金属的阳极保护、金属的阴极保护以及金属表面的非金属涂料保护。在金属表面涂覆防腐涂层作为金属防腐常用的方法之一，主要是通过对腐蚀性介质的屏蔽，阻止其与金属表面的接触(屏蔽机理)来实现的。然而，传统的高效金属腐蚀防护，如以六价铬为基础的处理工艺对人体和环境有极大的伤害，许多国家都在积极研究取代六价铬的工艺技术；另外，常用的有机涂层较厚，且存在着不可避免的微观缺陷，如气孔、微裂纹等，使得腐蚀性介质容易透过涂层到达金属表面，引起腐蚀。近年来，有 机-无机杂化纳米材料已成为国内外复合材料研究领域的热点和前沿课题，被国外称为新一代主导材料。这类材料不但集有机相与无机相的优良性能于一体，具有良好的力学性能、耐高温性能以及良好的柔韧性；此外，有机-无机杂化材料能够在分子水平控制物质的结构，使材料的性能产生丰富的变化故其具有广泛的应用前景。由于该材料的优异的结构，克服了传统金属防护材料的不足，成为目前防腐保护膜的首选。然而，当前的有机-无机杂化涂料一般是直接用SiO2溶胶与有机硅氧烷进行水解聚合反应获得，但在特定金属表面，该涂料的附着力、硬度以及耐碱腐蚀性都有待进一步提高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料。本专利技术利用有机-无机杂化，在溶胶-凝胶技术制备SiO2杂化溶胶体系中引入环氧极性基团和氨基树脂，利用环氧基团的粘结强度高、氨基树脂的树脂相容性好、耐碱腐蚀性和耐老化优点，通过体系中硅羟基、环氧基团和氨基树脂功能基团的共交联反应，得到本专利技术的具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料。本专利技术另一目的在于提供一种上述具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料在金属表面防护中的应用。本专利技术涂料可适用于钢铁及铁合金、铝及铝合金、锌及其合金、镁及其合金、铜及其合金、钛及钛合金以及其他金属表面的防护处理中。本专利技术的目的通过下述方案实现:一种具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料，包含以下重量百分数计的组分:环氧化有机-无机杂化溶胶20~90%、氨基树脂5~80%和稀释剂O~75%。所述的氨基树脂为甲醚化三聚氰胺甲醛树脂、异丁醇醚化三聚氰胺甲醛氨基树脂和正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。所述的稀释剂为甲醇、乙醇、异丙醇和乙酸乙酯中的至少一种。所述的环氧化有机-无机杂化溶胶由以下方法制备得到:把杂化前驱体、有机溶剂和水混合，加入催化剂，回流反应，再加入环氧硅烷继续反应，室温陈化，得到环氧化有机-无机杂化溶胶。以质量百分比计,上述反应体系中，杂化前驱体含量为10~70%、有机溶剂含量为10~80%、水含量为0.5~40%、环氧硅烷含量为5~70%和催化剂含量为0.001~1%。所述的环氧硅 烷为2-(3，4_环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3，4_环氧环己烧)乙基二甲氧基硅烷、Y -(2，3-环氧丙氧基)丙基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基二乙氧基硅烷和3-缩水甘油酿氧基丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。所述的杂化前驱体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、I, 2_双二甲氧基娃基乙烧、I, 2_双二乙氧基娃基乙烧、丙基二甲氧基硅烷、苯基二甲氧基硅烷、苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、脲丙基三甲氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和Y-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。所述的催化剂为甲酸、乙酸、硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、氢氟酸、磷酸、氯化鋁、氯化铁、三氟化硼、五氯化鈮、氨水和氢氧化钠中的至少一种。所述的有机溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。为了更好地实现本专利技术，所述加入催化剂前，可通过冷却或加热使体系温度为10 ~80?。优选地，所述回流反应指在50~60°C下反应I~4h。优选地，所述继续反应指在10~80°C下反应5~12h。优选地，所述室温陈化的时间为72~240h。本专利技术提供了一种上述具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料的制备方法，包括以下具体步骤:把20~90wt %环氧化有机-无机杂化溶胶、5~SOwt %氨基树脂和O~75wt%稀释剂混合，并搅拌均匀，即得到具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料。为了更好地实现本专利技术，所述的搅拌均匀指在室温下搅拌60min以上。本专利技术还提供了一种上述具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料的使用方法，具体工艺为:把具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料涂覆在金属基材表面，静置流平后，加热固化，得到有机-无机杂化防护涂层。优选地，所述加热固化指在80°C~150°C条件下烘烤10~60min。优选地，所述涂覆的方法可为本领域技术人员使用的任一方法，包括浸涂、淋涂、嗔涂和刷涂中的一种。优选地，所述有机-无机杂化防护涂层厚度为I~100 μ m。本专利技术的具有耐腐蚀、高硬度、强附着力、涂层厚度为微米级的金属表面杂化防护涂料涂覆得到的涂层厚度可低至I~100 μ m，即具有耐腐蚀、高硬度、强附着力等优异性能，可广泛应用于金属表面防护中。本专利技术的机理为:本专利技术利用有机-无机杂化方法，在溶胶-凝胶技术制备SiO本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属表面杂化防护涂料，其特征在于包含以下重量百分数计的组分：环氧化有机‑无机杂化溶胶20～90％、氨基树脂5～80％和稀释剂0～75％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云晖，
申请(专利权)人：泉州三欣新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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