本发明专利技术公开了一种烧结温度较低的水性无铬锌铝涂料及其制备方法和用途，该涂料含有质量比(1.0‑1.5):1.0的组分A和组分B，还含有聚醚改性二甲基硅氧烷、羟乙基纤维素醚和消泡剂；组分A由甲基三甲氧基硅烷、去离子水、甲醇或者乙醇、磷钼酸钠组成；组分B由片状锌粉、片状铝粉、乙二醇、乙醇、吐温和聚氧乙烯辛基苯酚醚组成。本发明专利技术涂料的生产成本低，仅需100元/公斤；在220‑250℃下便可实现烧结，可降低生产现场的加热设施要求和生产能耗；没有用到对环境有较大污染的有机溶剂，对环境友好。
Chromium free zinc aluminum coating with low sintering temperature, preparation method and application thereof
The present invention discloses a kind of water of low temperature sintered zinc aluminum coating and its preparation method and application thereof, the coating contains mass ratio (1 1.5): 1 component A and B, also contains two polyether modified polydimethylsiloxane, hydroxyethyl cellulose ether and defoaming agent; group A divided by methyl trimethoxysilane, deionized water, methanol or ethanol, sodium phosphomolybdate; component B consists of flake zinc powder, aluminum flake, ethylene glycol, ethanol, Twain and polyoxyethylene octylphenol ether. The coating of the invention has the advantages of low cost, only 100 yuan / kg; in 220 under 250 DEG C can realize sintering, heating facilities can reduce the production requirements and energy consumption of production; without the use of organic solvents have great pollution to the environment, environment friendly.
【技术实现步骤摘要】
一种烧结温度较低的无铬锌铝涂料及其制备方法和用途
本专利技术属于金属防腐蚀领域，具体涉及一种烧结温度较低的水性无铬锌铝涂料及其制备方法和用途。
技术介绍
传统的电镀锌和热浸锌工艺由于耐蚀性差、能耗大、污染严重、有氢脆，且使用温度受钝化膜老化温度的限制，只能在100℃以下使用，有很大的局限性。锌铝涂层(达克罗涂层)由于具有传统的电镀锌和热浸锌无法比拟的优点，因而在需要金属防腐蚀的领域都有较广泛的应用。锌铝涂层是将片状锌粉、铝粉和铬酐等成分组成的混合液搅拌均匀后涂覆于工件表面，然后烧结固化，氧化还原反应形成无定形的nCr2O3·mCrO3复合盐。然而，锌铝涂层中含有Cr6+，Cr6+毒性强且有致癌作用，会对人类生存环境造成严重污染，因此铬的使用已经受到越来越严格的限制。欧洲2000/53/EG规定，从2003年7月1日起，在欧洲生产和销售的每辆汽车中，六价铬的含量不得超过2g，汽车上使用的防腐涂层中不允许含有Cr6+。世界上工业发达国家的汽车行业中许多品牌车辆亦率先制定了无铬涂层的技术标准。此外，达克罗涂料的烧结温度一般在300℃及以上，烧结温度高，耗能大。因此，锌铝涂层的无铬化迫在眉睫。目前，Delta和Geomet是典型的无铬锌铝涂料，但这两种材料价格都较高。Geomet浆液的德国产地价是40欧元/公斤，Geomet交美特浆液的日本产地价为1750日元/公斤，由此估算它们在我国的销售价都应在250元人民币/公斤以上。价格昂贵。
技术实现思路
针对现有锌铝涂层烧结温度较高(一般高于300℃)，成本高，需要用到对环境污染较大的有机溶剂等缺陷，本专利技术的首要目的在于提供一种对环境污染较小，成本低，烧结温度低的无铬锌铝涂料。本专利技术的另一目的在于提供上述无铬锌铝涂料的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述无铬锌铝涂料的用途。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种无铬锌铝涂料，含有质量比(1.0-1.5):1.0的组分A和组分B，还含有占组分A、B总质量1-2％聚醚改性二甲基硅氧烷、0.2-0.5％羟乙基纤维素醚和0.5-0.7％消泡剂；在这个配方中，聚醚改性二甲基硅氧烷作为涂料的分散剂和流平剂，可使涂料中的金属粉体分散更均匀，得到的涂层更为平整；羟乙基纤维素醚作为涂料的增稠剂，消泡剂消除涂料制备过程中的有害泡沫。所述的组分A由以下质量百分比的成分组成：在组分A中，甲基三甲氧基硅烷是涂层的成膜物质，去离子水是甲基三甲氧基硅烷的水解助剂，甲醇或者乙醇能使组分A的水解更稳定，磷钼酸钠为涂料的缓蚀剂，可增强涂层的耐腐蚀性能。所述的组分B由以下质量百分比的成分组成：在组分B中，片状锌铝粉是涂料的粉体部分。乙二醇和乙醇作为金属粉体的湿润保护剂，一方面可使涂料中的粉体更容易分散，另一方面可减轻涂料中的金属粉体烧结固化过程中的氧化反应。吐温可消除涂料制备时出现的有害泡沫，并且可增强涂层的耐腐蚀性能。聚氧乙烯辛基苯酚醚为表面活性剂，促进涂料黏附于被保护基体。相对于颗粒状锌铝粉，片状锌铝粉可起到壁垒效应，片状锌铝粉层状重叠，能更有效地阻挡水、氧等腐蚀介质接触基体，节省金属粉体用量；所述的吐温优选吐温20；所述的聚氧乙烯辛基苯酚醚优选聚氧乙烯辛基苯酚醚-10。上述无铬锌铝涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)先放入甲基三甲氧基硅烷及醇，搅匀，然后加入去离子水得到水解液，调整水解液pH值为3.5-5.5，将水解液在20-30℃下搅拌1-1.5小时，最后再加入磷钼酸钠搅拌1.5-2.5小时，得到组分A；所述的搅拌优选转速500r/min；(2)取鳞片状锌铝粉，再加入乙二醇和乙醇，然后滴加聚氧乙烯辛基苯酚醚和Tween20，搅匀得组分B；(3)将组分A与组分B混合搅拌，并放入聚醚改性二甲基硅氧烷、羟乙基纤维素醚和消泡剂，搅拌1.5-2.5小时后得到无铬锌铝涂料。上述的无铬锌铝涂料可以应用在防腐蚀领域中，使用方法如下：对受保护基体表面进行喷砂除锈处理，喷砂粒径为20-30目，然后置于丙酮或者乙醇中进行超声清洗5min；用无铬锌铝涂料刷涂基体，或者将其浸于涂料中10s后取出，然后将其在70-100℃下加热10min以上进行预烘干，使涂层中的水与醇缓慢挥发，防止涂层在高温烧结过程中，水醇挥发速度过快，导致涂层出现孔洞，降低涂层的防腐性能；最后将烘干的基体在220-250℃下烧结固化25-30min。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、本专利技术涂料的生产成本低，仅需100元/公斤；2、现有技术烧结温度为300℃以上，本涂料在220-250℃下便可实现烧结，可降低生产现场的加热设施要求和生产能耗；3、没有用到对环境有较大污染的有机溶剂，对环境友好。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种无铬锌铝涂料，由以下方法制备得到：(1)先放入10g甲基三甲氧基硅烷和25g乙醇，使用搅拌器(500r/min，30℃)搅拌5min，再放入15g去离子水，将pH值调至4.5，使用搅拌器搅拌2小时，得到组分A。(2)放入25g片状锌粉、5g片状铝粉、14g乙二醇、2g乙醇、0.5g聚氧乙烯辛基苯酚醚-10和1gTween20，混合均匀得粉浆组分B。(3)将组分A倒入组分B中，并放入0.5g羟乙基纤维素醚、1.5g聚醚改性二甲基硅氧烷和0.5g消泡剂道康宁AFE-3168，使用搅拌器(500r/min，30℃)搅拌2小时，得低烧结温度的无铬锌铝涂料。对待处理工件进行喷砂(粒径20-30目)，并进行超声除尘5min，然后将工件浸于涂料中10s后取出，把工件放入100℃的电阻加热炉10min，最后将其放入240℃的电阻加热炉20min，取出待其自然冷却。效果：耐受浓度为5％氯化钠溶液浸泡15天，涂层腐蚀电流密度为10.81μA/cm2。实施例2一种无铬锌铝涂料，由以下方法制备得到：(1)先放入10g甲基三甲氧基硅烷和20g甲醇，使用搅拌器(500r/min，30℃)搅拌5min，再放入20g去离子水，将pH值调至4.5，使用搅拌器搅拌1小时，得到组分A。(2)放入25g片状锌粉、5g片状铝粉、14g乙二醇、2g乙醇、0.5g聚氧乙烯辛基苯酚醚-10和1gTween20，混合均匀得粉浆组分B。(3)将组分A倒入组分B中，并放入0.5g羟乙基纤维素醚、1.5g聚醚改性二甲基硅氧烷和0.5g道康宁AFE-3168，使用搅拌器(500r/min，30℃)搅拌2小时，得低烧结温度的无铬锌铝涂料。对待处理工件进行喷砂(粒径20-30目)，并进行超声除尘5min，然后将工件浸于涂料中10s后取出，把工件放入100℃的电阻加热炉10min，最后将其放入240℃的电阻加热炉20min，取出待其自然冷却。效果：耐受浓度为5％氯化钠溶液浸泡23天，涂层腐蚀电流密度为6.15μA/cm2。实施例3一种无铬锌铝涂料，由以下方法制备得到：(1)先放入10g甲基三甲氧基硅烷和15g甲醇，使用搅拌器(500r/min，30℃)搅拌5min，再放入25g去离子水，将pH值调至4.5，使用搅拌器搅拌2小时，得到组分A。(2)放入25g片状锌粉、5g片状铝粉、14g乙二醇、2g乙醇、0.5g聚氧乙烯辛基苯酚醚-10和1gTween20，混合均匀得本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无铬锌铝涂料，其特征在于：含有质量比(1.0‑1.5):1.0的组分A和组分B，还含有占组分A、B总质量1‑2％聚醚改性二甲基硅氧烷、0.2‑0.5％羟乙基纤维素醚和0.5‑0.7％消泡剂；所述的组分A由以下质量百分比的成分组成：
【技术特征摘要】
1.一种无铬锌铝涂料，其特征在于：含有质量比(1.0-1.5):1.0的组分A和组分B，还含有占组分A、B总质量1-2％聚醚改性二甲基硅氧烷、0.2-0.5％羟乙基纤维素醚和0.5-0.7％消泡剂；所述的组分A由以下质量百分比的成分组成：所述的组分B由以下质量百分比的成分组成：2.根据权利要求1所述的无铬锌铝涂料，其特征在于：所述的吐温是吐温20。3.根据权利要求1所述的无铬锌铝涂料，其特征在于：所述的聚氧乙烯辛基苯酚醚是聚氧乙烯辛基苯酚醚-10。4.权利要求1-3任一项所述的无铬锌铝涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)先放入甲基三甲氧基硅烷及醇，搅匀，然后加入去离子水得到水解液，调整水解液pH值为3.5-5.5，将水解液在20-30℃下搅拌1-1.5小时，最后再加入磷钼酸钠搅拌1.5-2.5小时，得到组分A；(2)取鳞...
【专利技术属性】
技术研发人员：王冠，廖嘉炜，谢光荣，程丽文，韦鸿钰，曾潮达，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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