一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及环保功能型涂料领域，具体为一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料及其制备方法和应用。按重量份数计，该环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料包括以下组分和含量：铝粉2～10份，金属锌粉10～30份，耐磨粉0.1～4份，润滑剂0.3～6份，乳化剂0.5～5份，分散剂5～20份，助溶剂5～15份，硅烷偶联剂5～20份，钛酸酯偶联剂2～10份，缓蚀剂0.3～4份，增稠剂0.05～1份，去离子水20～60份，消泡剂0.1～2份。本发明专利技术环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料无六价铬及铅、汞、镉重金属离子化合物，不含苯、二甲苯等挥发性有毒溶剂，且在不影响涂料稳定性和涂层盐雾性能的条件下，涂层具有优异的耐磨性能和润滑性能。

Environmentally friendly water-borne chrome free zinc aluminum wear-resistant lubricating coating and preparation method and application thereof

The invention relates to the field of environmental protection functional coatings, in particular to an environmental protection water-borne chromium-free zinc-aluminum wear-resistant lubricating coatings, a preparation method and application thereof. According to the weight number, the environmental protection water free chrome zinc aluminum wear-resistant lubricating coating includes the following components and contents: 2~10 aluminum powder, 10~30 metal zinc powder, 0.1 to 4 wear resistant powder, 0.3 to 6 lubricants, 0.5 to 5 emulsifiers, 5~15 dispersant, 5~15 silane coupling agent, 10~30 silane coupling agent, titanate coupling agent 2~10. The corrosion inhibitor is 0.3 to 4 parts, thickener 0.05 to 1 parts, deionized water 20~60 parts, defoaming agent 0.1 to 2 parts. The invention has no six valence chromium and lead, mercury and cadmium heavy metal ions, without benzene, xylene and other volatile toxic solvents, and the coating has excellent wear resistance and lubrication performance without affecting the stability of the coating and the coating salt fog performance.

【技术实现步骤摘要】
一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料及其制备方法和应用
本专利技术涉及环保功能型涂料领域，具体为一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
达克罗涂料具有耐腐蚀、无氢脆等特点，广泛应用于汽车、家电、船舶等领域。然而由于环保对涂层中Cr6+的禁用，使得达克罗应用越来越受到限制，因此环保型无铬达克罗的研究和应用得到广泛的关注和开发。近年来，无铬达克罗主要有两个发展方向：一是溶剂型无铬达克罗涂料，以国外的德尔肯和美加力为代表，以片状锌铝粉，树脂和助剂等为成膜物质的防腐涂料。溶剂型无铬达克罗虽然少了Cr6+的污染，但仍有可挥发性有机物(VOC)排放，不应该算为真正的环保涂料。二是水性无铬达克罗涂料，以国外的交美特为代表，以片状锌铝粉、硅烷偶联剂、钝化剂和去离子水为主要成分的不含Cr6+的新型防腐涂料，属于环保型的无铬水性产品，无铬化涂层正在逐步取代有铬涂层。欧洲2000/53/EG中规定，从2003年7月1日起，在欧洲生产和销售的每辆汽车上的防腐涂层中，六价铬的含量不得超过2克，宝马、福特、大众、通用、沃尔沃等汽车公司也都相应制订和执行了无铬涂层的技术标准。随之而来的是电子电器领域，2003年2月13日，欧盟官方公报公布了《废旧电气电子电器(WEEE)》指令(2002/96/EC)和《电气电子设备中限制使用某些有害物质》(RoHS)指令(2002/95/EC)，从2006年7月1日起在电器的金属防腐蚀涂层中禁止使用六价铬。我国政府基本确定了《电子信息产品污染防治管理办法》的内容，其中明确规定，从2006年7月1日起，在我国境内销售的所有电子信息产品都不得含有包括六价铬等在内的有毒有害物质。目前，环保型无铬锌铝涂料有了突破性进展，研制出来的涂层耐蚀性较好，并申请了专利保护。涂层的成膜是靠有机硅或无机硅将锌粉铝粉粘结起来，虽然涂层具有较高的硬度和较好的表面特性，但涂层存在一个严重的问题，涂层韧性和润滑性能较差，严重影响着涂层的耐磨性能和润滑性能。因此，在保证环保水性无铬涂料具有优异的稳定性能和耐盐雾性能同时，有待开发一种具有良好的润滑性的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料。
技术实现思路
针对目前特殊领域所存在的问题，本专利技术提供的目的在于提供一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料及其制备方法和应用，在保证涂料具有优异耐盐雾性能和稳定性能的同时，涂料还具有良好的耐磨性能润滑性能。本专利技术的技术方案是：一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，按重量份数计，该环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料包括以下组分和含量：铝粉2～10份，金属锌粉10～30份，耐磨粉0.1～4份，润滑剂0.3～6份，乳化剂0.5～5份，分散剂5～20份，助溶剂5～15份，硅烷偶联剂5～20份，钛酸酯偶联剂2～10份，缓蚀剂0.3～4份，增稠剂0.05～1份，去离子水20～60份，消泡剂0.1～2份。所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，铝粉为片状，片径为10～25μm，厚度为0.1～0.3μm。所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，金属锌粉为片状，片径为10～20μm，厚度为0.1～3μm。所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，润滑剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、二硫化钼、石墨烯中的一种或两种以上，粒径为0.01～1μm。所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，耐磨粉为氧化铝、二氧化硅、碳化钨、氮化钨、碳化硼、氮化硼中的一种或两种以上，粒径为0.1～3μm。所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，乳化剂为OP-10或NP-9，分散剂为乙醇、甲醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、二丙二醇中的一种或两种以上，助溶剂为乙二醇丁醚、乙二醇甲醚，丙二醇乙醚、丙二醇甲醚中的一种或两种以上，缓蚀剂为钼酸钠、植酸、硼酸、水杨酸、水杨醛中的一种或两种以上，增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或两种以上，消泡剂为二甲基硅油。所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)、配置A步骤，将铝粉、金属锌粉和耐磨粉分散于分散剂和助溶剂中，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、消泡剂，混合搅拌2～5h；(2)、配置B步骤，将乳化剂和缓蚀剂分散于去离子水中，分散20～60min；(3)、将A步骤和B步骤配制的物质混合，加入润滑剂和增稠剂，搅拌8～15h，制得最终环保水性无铬锌铝润滑润滑涂料。所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料的应用，将制备好的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料离心浸涂螺栓紧固件，两涂两烘：低温70～110℃、15～40min和高温250～350℃、30～50min，获得的涂层厚度8～10μm，涂料的稳定性达到6～8个月，涂层盐雾性能达到500h。本专利技术的设计思想是：本专利技术环保水性无铬锌铝润滑涂料铬及铅、汞、镉重金属离子化合物，不含苯、二甲苯等挥发性有毒溶剂，涂料中耐磨粉的加入很大程度提高了涂层的耐磨性，润滑剂的加入改善了涂层的润滑性能。同时，不会影响涂料的稳定性和涂层的耐盐雾性能。本专利技术的优点及有益效果是：1、本专利技术提供的涂料绿色环保，无污染环境，无公害，同时具有优异的稳定性能。2、本专利技术涂层在具有优异的盐雾性能同时，还具有优异的耐磨性能和润滑性能。3、本专利技术涂料在5～30℃的环境下可储存6～8个月。4、本专利技术提供环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料制备方法，制备工艺简单，使用于大规模的工业化生产。具体实施方式在具体实施过程中，按重量份数计，本专利技术环保水性无铬耐磨润滑涂料包括以下组分和含量：铝粉2～10份(优选5～8份)，金属锌粉10～30份(优选15～25份)，耐磨粉0.1～4份(优选0.5～2份)，润滑剂0.3～6份(优选0.6～2份)，乳化剂0.5～5份，分散剂5～20份，助溶剂5～15份，硅烷偶联剂5～20份(优选5～10份)，钛酸酯偶联剂2～10份(优选3～6份)，缓蚀剂0.3～4份，增稠剂0.05～1份，去离子水20～60份，消泡剂0.1～2份。铝粉为片状，片径为10～25μm，厚度为0.1～0.3μm。金属锌粉为片状，片径为10～20μm，厚度为0.1～0.3μm。耐磨粉的粒径为0.1～3μm，润滑剂粉的粒径为0.01～1μm。乳化剂为OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)或NP-9(壬基酚聚氧乙烯醚)。分散剂为乙醇、甲醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、二丙二醇中的一种或两种以上。助溶剂为乙二醇丁醚、乙二醇甲醚，丙二醇乙醚、丙二醇甲醚中的一种或两种以上。硅烷偶联剂为硅酸四乙酯、KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、KH560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、KH570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)、KH578(γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)、KH566(2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷)中的一种或两种以上。钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸乙酯、钛酸四异丙酯中的一种或两种以上。缓蚀剂为钼酸钠、植酸、硼酸、水杨酸、水杨醛中的一种或两种以上。增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或两种以上。消泡剂为二甲基硅油。本专利技术环保水性无铬耐磨润滑涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)、配置A步骤，将铝粉、金属锌粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，其特征在于，按重量份数计，该环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料包括以下组分和含量：铝粉2～10份，金属锌粉10～30份，耐磨粉0.1～4份，润滑剂0.3～6份，乳化剂0.5～5份，分散剂5～20份，助溶剂5～15份，硅烷偶联剂5～20份，钛酸酯偶联剂2～10份，缓蚀剂0.3～4份，增稠剂0.05～1份，去离子水20～60份，消泡剂0.1～2份。

【技术特征摘要】
1.一种环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，其特征在于，按重量份数计，该环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料包括以下组分和含量：铝粉2～10份，金属锌粉10～30份，耐磨粉0.1～4份，润滑剂0.3～6份，乳化剂0.5～5份，分散剂5～20份，助溶剂5～15份，硅烷偶联剂5～20份，钛酸酯偶联剂2～10份，缓蚀剂0.3～4份，增稠剂0.05～1份，去离子水20～60份，消泡剂0.1～2份。2.按照权利要求1所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，其特征在于，铝粉为片状，片径为10～25μm，厚度为0.1～0.3μm。3.按照权利要求1所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，其特征在于，金属锌粉为片状，片径为10～20μm，厚度为0.1～3μm。4.按照权利要求1所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，其特征在于，润滑剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、二硫化钼、石墨烯中的一种或两种以上，粒径为0.01～1μm。5.按照权利要求1所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，其特征在于，耐磨粉为氧化铝、二氧化硅、碳化钨、氮化钨、碳化硼、氮化硼中的一种或两种以上，粒径为0.1～3μm。6.按照权利要求1所述的环保水性无铬锌铝耐磨润滑涂料，其特征在于，乳化剂为OP-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆鹏，张博，赵焕，刘建国，严川伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21