新型无铬达克罗涂料及其制备方法、防腐涂层的制备方法技术

一种新型无铬达克罗涂料及其制备方法、防腐涂层的制备方法，涂料中添加了碳化钨11％‑12％、碳化硅1.5％‑2％、碳化钛2％‑3％、钝化组合剂2％‑4％、石墨烯0.2％‑0.3％、碳纳米管0.6％‑0.8％。本发明专利技术方法制备的防腐涂层的性能高，采用该涂料制备的防腐涂层具有三层结构，防腐涂层的最上层是第二涂覆层，第二涂覆层中具有石墨烯和碳纳米管，最下层为中具有碳化钨、碳化硅和碳化钛，防腐涂层的中间层主要具有锌粉和铝粉。防腐涂层的耐磨性和硬度得到提高、表面疏水性优良、耐腐蚀性能超强、耐湿热性能超强、与基底层的附着力优良。

New non chromium Dacromet coating and its preparation method, preparation method of anticorrosive coating

【技术实现步骤摘要】
新型无铬达克罗涂料及其制备方法、防腐涂层的制备方法
本专利技术涉及金属防腐涂料领域，尤其涉及一种新型无铬达克罗涂料及其制备方法、防腐涂层的制备方法。
技术介绍
达克罗是DACROMET的译音和缩写，又称锌铬涂层。传统的达克罗是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的防腐涂料，具有极高的防腐蚀性，被誉为国际表面处理行业具有划时代意义的新工艺。我国是于1993年从日本NDS公司引进该技术的，由于达克罗具有诸多传统电镀无法比拟的优点而迅速推广。达克罗是可以称得上是一种"绿色电镀"，其具有超强的耐蚀性能、无氢脆性、高耐热性、良好的渗透性、结合力和再涂性能好、以及无污染和公害等优点。但是上述所说的无污染和公害仅是指在生产过程中不产生废气和废水，不需要进行三废处理，而从严格意义上来说并非绝对的无污染。传统的达克罗涂料中含有一定成分的铬元素，铬元素具有一定的毒性且对人体有致癌作用，同时对农作物和微生物也有很大的毒害作用。因此，无铬达克罗涂料将成为新时代下的需求。由于无铬达克罗涂料中并不存在铬酸，所以无铬达克罗涂料避免了铬六价离子的危害，真正实现了清洁生产。但无铬达克罗涂料还存在一些性能上的问题，需要进一步优化。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种新型无铬达克涂料及其制备方法、防腐涂层的制备方法，以提高防腐涂层的耐磨性、硬度、表面疏水性、耐腐蚀性能、耐湿热性能、以及与基底层的附着力。为解决上述问题，本专利技术提供一种新型无铬达克涂料，包括：第一组分：碳化钨、碳化硅和碳化钛、第一润湿分散剂、第二润湿分散剂和第一粘结剂；第二组分：锌粉、铝粉、钝化组合剂和去离子水；第三组分：石墨烯、碳纳米管和第二粘结剂；各组分中原料的质量百分比为：碳化钨11％-12％、碳化硅1.5％-2％、碳化钛2％-3％、第一润湿分散剂2％-3％、第二润湿分散剂3％-4％、第一粘结剂30％-32％、锌粉11％-12％、铝粉5％-8％、钝化组合剂2％-4％、去离子水21％-25％、石墨烯0.2％-0.3％、碳纳米管0.6％-0.8％、第二粘结剂1％-1.5％。可选的，所述钝化组合剂为钨酸纳、钨酸铵、钛酸四正丁酯和氟钛酸盐；其中，钨酸纳占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％，钨酸铵占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％，钛酸四正丁酯占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％，氟钛酸盐占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％。可选的，所述第一粘结剂为硅烷偶联剂，所述第二粘结剂为硅酸钠或者硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、KH550、KH560、KH570、KH792、DL602或DL171。可选的，所述第一润湿分散剂的材料为第一醇类有机物，所述第一醇类有机物为乙醇；所述第二润湿分散剂的材料为第二醇类有机物，所述第二醇类有机物为甲醇。相应的，本专利技术还提供一种制备上述任意一项所述的新型无铬达克罗涂料的方法，包括：将碳化钨、碳化硅和碳化钛和第一润湿分散剂混合后研磨，获得第一初始混合物；在搅拌条件下将第一初始混合物、第二润湿分散剂和第一粘结剂混合均匀后，进行烘干，得到第一混合物；在搅拌条件下，将锌粉、铝粉、钝化组合剂和去离子水混合均匀，获得第二混合物；将第一混合物和第二混合物混合均匀，获得第一涂覆原料；将石墨烯、碳纳米管和第二粘结剂混合均匀，获得第二涂覆原料。可选的，将第一初始混合物、第二润湿分散剂和第一粘结剂混合均匀的搅拌条件包括：搅拌时间为5分钟-10分钟，搅拌速度为1150r/min-1250r/min；将锌粉、铝粉、钝化组合剂和去离子水混合均匀的搅拌条件包括：搅拌时间为5分钟-10分钟，搅拌速度为1150r/min-1250r/min可选的，所述进行烘干采用的温度为80摄氏度-100摄氏度；可选的将石墨烯、碳纳米管和第二粘结剂混合均匀的方法为：将石墨烯和碳纳米管加入第二粘结剂中，超声作用1小时-3小时。相应的，本专利技术还提供一种防腐涂层的制备方法，采用上述任意一项所述方法获得的新型无铬达克罗涂料，包括：提供基底层；采用所述第一涂覆原料在所述基底层表面进行涂覆，在所述基底层表面形成第一涂覆层；形成所述第一涂覆层之后，进行第一烧结；进行所述第一烧结后，采用所述第二涂覆原料在所述第一涂覆层的表面进行涂覆，在所述第一涂覆层的表面形成第二涂覆层；形成所述第二涂覆层之后，进行第二烧结。可选的，所述第一烧结的参数包括：烧结温度为200摄氏度-250摄氏度，烧结时间为20分钟-30分钟；所述第二烧结的参数包括：烧结温度为200摄氏度-300摄氏度，烧结时间为10分钟-20分钟。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的防腐涂层的制备方法得到的防腐涂层，防腐涂层具有三层结构，防腐涂层的最上层是第二涂覆层，第二涂覆层中具有石墨烯和碳纳米管，最下层为中具有碳化钨、碳化硅和碳化钛，防腐涂层的中间层主要具有锌粉和铝粉。防腐涂层的耐磨性和硬度得到提高、表面疏水性优良、耐腐蚀性能超强、耐湿热性能超强、与基底层的附着力优良。其次，只需要涂覆两层就能得到三层结构，简化了工艺，工艺的改进导致设备运作时间短，能耗低，能减少50％的设备运作的能源消耗。由于第一涂覆原料和第二涂覆原料是分别涂覆的，因此能够有效的避免石墨烯团聚。附图说明图1为本专利技术各实施例中防腐涂层的制备过程的流程图；图2为本专利技术实施例1中制备所得的防腐涂层三层结构的电镜扫描图；图3为本专利技术实施例1制备所得的防腐涂层中间层的电镜扫描图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术形成的无铬达克涂料的性能还有待改善。无铬达克罗涂料虽然去除了铬对环境的污染，但是无铬达克罗涂料本身的力学性能较传统达克罗涂料更低，同时其耐摩擦性较低、耐蚀性仍需提高。为此，提出了一种新型无铬达克涂料，采用该新型无铬达克涂料制备的防腐涂层，其在耐摩擦性和耐蚀性方面具有较大的优势，且在其他一些性能上表现良好。下面结合多个实施例进行详细的说明。实施例1：一种新型无铬达克涂料，包括：第一组分：碳化钨10g、碳化硅1g和碳化钛2g、第一润湿分散剂2g、第二润湿分散剂3g和第一粘结剂30g；第二组分：锌粉13g、铝粉7g、钝化组合剂2g和去离子水20g，所述钝化组合剂2g为钨酸钠0.5g、钨酸铵0.5g、钛酸四正丁酯0.5g和氟钛酸盐0.5g；第三组分：石墨烯0.1g、碳纳米管0.5g和第二粘结剂1g。所述第一润湿分散剂的材料为第一醇类有机物。所述第一醇类有机物为乙醇。所述第二润湿分散剂的材料为第二醇类有机物。所述第二醇类有机物为甲醇。所述第一粘结剂为硅烷偶联剂。所述第二粘结剂为硅酸钠或者硅烷偶联剂。本实施例中，所述第二粘结剂为硅酸钠。所述硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、KH550、KH560、KH570、KH792、DL602或DL171。一种制备新型无铬达克涂料的方法，包括：...

【技术保护点】
1.一种新型无铬达克罗涂料，其特征在于，包括：/n第一组分：碳化钨、碳化硅和碳化钛、第一润湿分散剂、第二润湿分散剂和第一粘结剂；/n第二组分：锌粉、铝粉、钝化组合剂和去离子水；/n第三组分：石墨烯、碳纳米管和第二粘结剂；/n各组分中原料的质量百分比为：碳化钨11％-12％、碳化硅1.5％-2％、碳化钛2％-3％、第一润湿分散剂2％-3％、第二润湿分散剂3％-4％、第一粘结剂30％-32％、锌粉11％-12％、铝粉5％-8％、钝化组合剂2％-4％、去离子水21％-25％、石墨烯0.2％-0.3％、碳纳米管0.6％-0.8％、第二粘结剂1％-1.5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型无铬达克罗涂料，其特征在于，包括：
第一组分：碳化钨、碳化硅和碳化钛、第一润湿分散剂、第二润湿分散剂和第一粘结剂；
第二组分：锌粉、铝粉、钝化组合剂和去离子水；
第三组分：石墨烯、碳纳米管和第二粘结剂；
各组分中原料的质量百分比为：碳化钨11％-12％、碳化硅1.5％-2％、碳化钛2％-3％、第一润湿分散剂2％-3％、第二润湿分散剂3％-4％、第一粘结剂30％-32％、锌粉11％-12％、铝粉5％-8％、钝化组合剂2％-4％、去离子水21％-25％、石墨烯0.2％-0.3％、碳纳米管0.6％-0.8％、第二粘结剂1％-1.5％。


2.根据权利要求1所述的新型无铬达克罗涂料，其特征在于，所述钝化组合剂为钨酸纳、钨酸铵、钛酸四正丁酯和氟钛酸盐；
其中，钨酸纳占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％，钨酸铵占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％，钛酸四正丁酯占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％，氟钛酸盐占钝化组合剂的质量百分比为20％-30％。


3.根据权利要求1所述的新型无铬达克罗涂料，其特征在于，所述第一粘结剂为硅烷偶联剂；所述第二粘结剂为硅酸钠或者硅烷偶联剂；
所述硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、KH550、KH560、KH570、KH792、DL602或DL171。


4.根据权利要求1所述的新型无铬达克罗涂料，其特征在于，所述第一润湿分散剂的材料为第一醇类有机物，所述第一醇类有机物为乙醇；
所述第二润湿分散剂的材料为第二醇类有机物，所述第二醇类有机物为甲醇。


5.一种制备如权利要求1至4任意一项所述的新型无铬达克罗涂料的方法，其特征在于，包括：
将碳化钨、碳化硅和碳化钛和第一润湿分散剂混合后研磨，获得第一初始混合物；
在搅拌条件下将第一初始混合物、第二润湿分散剂和第一粘结剂混合均...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓嫦，任鹏禾，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43