本发明专利技术提供一种耐腐蚀的无铬涂料，属于金属防腐领域，所述涂料具有以下组成及质量份数：片状锌粉18‑22份，片状铝粉3‑5份，醋酸丁酯20‑30份，分散剂0.6‑1.2份，聚醚改性有机硅消泡剂0.1‑0.4份，聚酰亚胺树脂6‑10份，环氧树脂3‑4份，固化剂2‑3份，促进剂0‑0.2份，钨酸盐0.1‑0.2份、二硫化钼纳米片0.8‑1.2份；本申请以聚酰亚胺树脂、环氧树脂协同钨酸盐替代铬酸盐复合钝化，实现无铬的耐腐蚀涂层的制备，具有良好的耐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀的无铬涂层及其表面处理工艺
本专利技术涉及金属防腐
，具体涉及一种耐腐蚀的无铬涂层及其表面处理工艺。
技术介绍
锌铬涂层技术即片状锌基铬盐防护涂层，又称达克罗技术，是一种由美国化学联合公司20世纪70年代初研究开发的作用类似电镀锌的金属防腐表面处理技术。达克罗技术是将片状锌粉、片状铝粉及铬酐、还原剂、助剂等配制成涂料，涂覆在工件表面，经烧结，使三价铬形成的骨架与片状金属粉紧密连接，六价铬经还原后作为粘结剂与锌片结合，形成锌铬盐化合物的无机涂层，同时使每个锌片表面形成铬酸钝化膜，从而实现防腐蚀的目的。近年来，随着腐蚀与防护类的工艺研究逐渐深入，达克罗作为一种新型的防护方法也慢慢发展起来，由于其具有优异的防锈性能，极佳的耐热性，无氢脆，极好的渗透性，良好的结合力及优秀的亚光银灰色涂抹外观等优点，因此达克罗涂层被广泛用于各类紧固件防腐处理中，使产品的腐蚀性能大大提高，提高了产品的使用寿命和质量。但传统达克罗涂液中粘结剂用的是铬酐或者铬酸盐，在达克罗涂液中含有2％～5％的Cr6+，即使经过高温烧结后，仍有少量可溶的Cr6+留在涂层中，Cr6+具有强毒性并且具有致癌作用，对于环境和人体都有一定的危害。因此，无铬达克罗涂料将成为新时代下的需求，可减少或免除对环境和人体的伤害。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种耐腐蚀的无铬涂层及其表面处理工艺。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：一种耐腐蚀的无铬涂料，具有以下组成及质量份数：片状锌粉18-22份，片状铝粉3-5份，醋酸丁酯20-30份，分散剂0.6-1.2份，聚醚改性有机硅消泡剂0.1-0.4份，聚酰亚胺树脂6-10份，环氧树脂3-4份，固化剂2-3份，促进剂0-0.2份，钨酸盐0.1-0.2份、二硫化钼纳米片0.8-1.2份；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂与活性稀释剂的组合物。优选的，所述分散剂为Span或Tween系列非离子型表面活性剂。优选的，所述聚酰亚胺树脂的制备方法为：称取BAPP10份，加入DMAC90份，充分混合搅拌使溶解完全，将溶液温度降低至7℃，待温度稳定后加入a-ODPA6份，搅拌反应至树脂粘度不再增加，得到聚酰胺酸溶液，加入甲苯、醋酐和三乙胺进行化学亚胺化，破碎烘干后溶解在NMP中，得到所述聚酰亚胺树脂。优选的，所述固化剂为聚酰胺树脂或脂肪族多胺类固化剂。优选的，所述片状锌粉为外层沉积锌金属层的石墨烯纳米片。进一步优选的，所述片状锌粉的制备方法为：(1)将4份的硫酸锌在100份去离子水中溶解，加入9-10份的柠檬酸钠和6-7份的硫酸铵搅拌溶解，得到溶液A；(2)称取1份的石墨烯纳米片超声分散在500份重量浓度2％的银氨溶液中，超声条件为400W*20min/L，分散后进行12000rpm*30min高速离心处理，滤出沉淀，以无水乙醇洗涤，真空干燥后得到表面处理的石墨烯纳米片；(3)将表面处理的石墨烯纳米片超声分散到溶液A中，超声条件为400W*20min/L，加入3份磷酸二氢钠，再次超声分散，调节溶液pH至9，在搅拌条件下，将溶液温度加热至80-85℃，搅拌至溶液没有气泡产生时静置自冷，冷却后在3000-4000rpm转速下离心20-30min，滤出沉淀，以去离子水洗涤至中性，真空干燥后得到所述片状锌粉。优选的，所述石墨烯纳米片的厚度在4-20nm，大小为5-10μm。优选的，所述无铬涂料中还包括3-5份的纳米硅溶胶，所述纳米硅溶胶浓度在15-30％，粒径10-50nm。优选的，所述涂料的制备方法为：将片状锌粉和片状铝粉混合，加入钨酸盐、二硫化钼纳米片、分散剂、消泡剂和醋酸丁酯，搅拌均匀，得到基料；将聚酰亚胺树脂与环氧树脂按比混合，加入活性稀释剂，继续搅拌均匀，再加入固化剂和促进剂，充分搅拌均匀后加入到基料中，继续搅拌至均匀，加入增稠剂或N,N-二甲基甲酰胺调节稠度，制得所述涂料。本申请的另一目的在于提供一种耐腐蚀的无铬涂层表面处理方法，具体包括以下步骤：(1)对待处理工件表面进行清洁，包括除油和除锈；(2)配制所述耐腐蚀无铬涂料；(3)表面涂覆，采用喷涂、浸涂或刷涂的方法对工件表面进行涂覆；(4)涂层固化，包括预热段和烧结段，预热段温度80-100℃，处理时间30-40min；烧结段温度170-240℃，处理时间20-30min。本专利技术的有益效果为：(1)本申请以聚酰亚胺树脂、环氧树脂协同钨酸盐替代铬酸盐复合钝化，以锌铝为主填充成分，实现无铬的耐腐蚀涂层的制备，具有良好的耐蚀性能；采用聚酰亚胺树脂、环氧树脂作为粘结剂，兼具聚酰亚胺耐高温、耐冲击和环氧树脂耐腐蚀、粘结性能好的优势，添加二硫化钼纳米片，显著提高涂层的表面润滑性和防腐性，提高工件的耐磨性能。(2)本申请通过将锌金属沉积在石墨烯纳米片上，利用石墨烯纳米片的强度及形状特性，在保持片状锌的防腐效果基础上极大地提高了涂层的硬度和耐磨性。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。本申请的实施例涉及一种耐腐蚀的无铬涂料，具有以下组成及质量份数：片状锌粉18-22份，片状铝粉3-5份，醋酸丁酯20-30份，分散剂0.6-1.2份，聚醚改性有机硅消泡剂0.1-0.4份，聚酰亚胺树脂6-10份，环氧树脂3-4份，固化剂2-3份，促进剂0-0.2份，钨酸盐0.1-0.2份、二硫化钼纳米片0.8-1.2份；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂与活性稀释剂的组合物。传统达克罗涂层在固化过程中，涂液中的水份、有机组分等挥发，涂液中的Cr6+被有机物还原剂还原，生成不溶于水的无定型的复合铬酸盐化合物nCrO3·mCr2O3，作为粘结剂将数十层磷片状锌、铝粉牢固地粘贴在钢基体表面上，形成致密的保护层；本申请以聚酰亚胺树脂、环氧树脂协同钨酸盐替代铬酸盐复合钝化，以锌铝为主填充成分，实现无铬的耐腐蚀涂层的制备，具有良好的耐蚀性能；采用聚酰亚胺树脂、环氧树脂作为粘结剂，兼具聚酰亚胺耐高温、耐冲击和环氧树脂耐腐蚀、粘结性能好的优势；但涂层的耐磨性相比锌铬涂层为差，本申请通过在涂料中添加二硫化钼纳米片，可以显著提高涂层的表面润滑性和防腐性，提高工件的耐磨性能。优选的，所述分散剂为Span或Tween系列非离子型表面活性剂。优选的，所述聚酰亚胺树脂的制备方法为：称取BAPP10份，加入DMAC90份，充分混合搅拌使溶解完全，将溶液温度降低至7℃，待温度稳定后加入a-ODPA6份，搅拌反应至树脂粘度不再增加，得到聚酰胺酸溶液，加入甲苯、醋酐和三乙胺进行化学亚胺化，破碎烘干后溶解在NMP中，得到所述聚酰亚胺树脂。其中，BAPP为2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷，DMAC为N,N-二甲基乙酰胺，a-ODPA为2,3,3',4'-二苯醚四甲酸二酐，NMP为N-甲基吡咯烷酮，以甲苯、醋酐作为化学亚胺化反应的带水脱水剂，以三乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐腐蚀的无铬涂料，其特征在于，具有以下组成及质量份数：片状锌粉18-22份，片状铝粉3-5份，醋酸丁酯20-30份，分散剂0.6-1.2份，聚醚改性有机硅消泡剂0.1-0.4份，聚酰亚胺树脂6-10份，环氧树脂3-4份，固化剂2-3份，促进剂0-0.2份，钨酸盐0.1-0.2份、二硫化钼纳米片0.8-1.2份；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂与活性稀释剂的组合物。/n
【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀的无铬涂料，其特征在于，具有以下组成及质量份数：片状锌粉18-22份，片状铝粉3-5份，醋酸丁酯20-30份，分散剂0.6-1.2份，聚醚改性有机硅消泡剂0.1-0.4份，聚酰亚胺树脂6-10份，环氧树脂3-4份，固化剂2-3份，促进剂0-0.2份，钨酸盐0.1-0.2份、二硫化钼纳米片0.8-1.2份；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂与活性稀释剂的组合物。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的无铬涂料，其特征在于，所述分散剂为Span或Tween系列非离子型表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的无铬涂料，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂的制备方法为：
称取BAPP10份，加入DMAC90份，充分混合搅拌使溶解完全，将溶液温度降低至7℃，待温度稳定后加入a-ODPA6份，搅拌反应至树脂粘度不再增加，得到聚酰胺酸溶液，加入甲苯、醋酐和三乙胺进行化学亚胺化，破碎烘干后溶解在NMP中，得到所述聚酰亚胺树脂。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的无铬涂料，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺树脂或脂肪族多胺类固化剂。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的无铬涂料，其特征在于，所述片状锌粉为外层沉积锌金属层的石墨烯纳米片。
6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀的无铬涂料，其特征在于，所述片状锌粉的制备方法为：
(1)将4份的硫酸锌在100份去离子水中溶解，加入9-10份的柠檬酸钠和6-7份的硫酸铵搅拌溶解，得到溶液A；
(2)称取1份的石墨烯纳米片超声分散在500份重量浓度2％的银氨溶液中，超声条件为400W*20min/L，分散后进行12000rpm*30mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：计佩蓉，
申请(专利权)人：宁波计氏金属新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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