水性锌铝涂料、底涂层及其制备方法和复合涂层技术

本发明专利技术涉及水性涂料技术领域，具体而言，涉及水性锌铝涂料、底涂层及其制备方法和复合涂层。水性锌铝涂料包括质量比为1:1.1～1.5的A组分和B组分；A组分包括：金属单质30～60份，硅烷偶联剂5～10份，防锈颜料2～8份，分散剂12～37份，偏钒酸钠1～5份，聚醚醚酮0.2～5份，表面活性剂1～4份和助剂1～5份；B组分包括：水40～70份，硅烷偶联剂5～20份，磷酸二氢铝5～10份，硼酸1～2份，溶胶1～5份，硅酸盐1～5份，硝酸盐1～5份，磷钼酸1～2份和分散剂6～15份。该水性锌铝涂料耐高温、耐腐蚀和抗摩擦性能好，与金属基底结合力强，稳定性好，使用寿命长，VOCs含量低。VOCs含量低。VOCs含量低。

【技术实现步骤摘要】
水性锌铝涂料、底涂层及其制备方法和复合涂层


[0001]本专利技术涉及水性涂料
，具体而言，涉及水性锌铝涂料、底涂层及其制备方法和复合涂层，更具体地，涉及水性锌铝涂料及其制备方法，底涂层及其制备方法和复合涂层。

技术介绍

[0002]凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。
[0003]水性涂料是一种比较新型的涂料，水性涂料相对于溶剂性油漆涂料，具有以下特点：第一，水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；水性涂料消除了施工时火灾危险性；降低了对大气污染；水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件。第二，水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；且对材质表面适应性好，涂层附着力强。第三，水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。第四，水性涂料电泳涂膜均匀、平整；展平性好，有很好的防护性。
[0004]但是，现有技术中的水性涂料还存在以下缺点：外观不够光亮、银白；耐腐蚀、耐摩擦和耐高温性能较差；稳定性差，对温度，带出量等比较敏感，影响使用寿命。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种水性锌铝涂料，通过采用特定的组分和特定的用量配比，尤其是涂料中的金属单质、偏钒酸钠、聚醚醚酮、磷酸二氢铝、磷钼酸、硅酸盐、硝酸盐和溶胶等组分协同作用，在保证涂料外观的同时，显著提高了涂料的耐高温、耐腐蚀以及抗摩擦性能，其与金属基底的结合力强，稳定性好，使用寿命长。并且，该涂料挥发性有机物(VOCs)的含量低，更有利于保护环境和人体健康。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供所述的水性锌铝涂料的制备方法，通过对经过钒钝化后的金属单质进行硅包覆，并对聚醚醚酮进行预处理，提高了水性锌铝涂料的耐高温、耐腐蚀以及抗摩擦性能。
[0008]本专利技术的第三目的在于提供底涂层，该底涂层的耐高温、耐腐蚀以及抗摩擦性能优异，VOCs含量低，外观好，使用寿命长。
[0009]本专利技术的第四目的在于提供底涂层的制备方法，该制备方法具有操作简单，条件温和，制得的底涂层性能优异、使用寿命长等优点。
[0010]本专利技术的第五目的在于提供复合涂层，通过在特定的底涂层表面覆盖特定的面涂层，使复合涂层的耐高温、耐腐蚀以及抗摩擦性能更加优异，并可调整摩擦系数在0.09
‑
0.15之间，延长了使用寿命。
[0011]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0012]水性锌铝涂料，包括质量比为1:1.1～1.5的A组分和B组分；
[0013]所述A组分由包括按照质量份数计的如下组分制得：金属单质30～60份，硅烷偶联
剂5～10份，防锈颜料2～8份，分散剂12～37份，偏钒酸钠1～5份，聚醚醚酮0.2～5份，表面活性剂1～4份和助剂1～5份；
[0014]其中，所述金属单质包括锌、铝和锡中的至少一种；
[0015]所述B组分由包括按照质量份数计的如下组分制得：水40～70份，硅烷偶联剂5～20份，磷酸二氢铝5～10份，硼酸1～2份，溶胶1～5份，硅酸盐1～5份，硝酸盐1～5份，磷钼酸1～2份和分散剂6～15份；
[0016]其中，所述溶胶包括硅溶胶和/或硅钛溶胶。
[0017]本专利技术提供的水性锌铝涂料，通过采用特定的组分和特定的用量配比，尤其是其中的金属单质、偏钒酸钠、聚醚醚酮、磷酸二氢铝、磷钼酸、硅酸盐、硝酸盐和溶胶等组分协同作用，在保证涂料外观的同时，显著提高了涂料的耐高温、耐腐蚀以及抗摩擦性能，其与金属基底的结合力强，稳定性好，使用寿命长。并且，该涂料VOCs含量低，更有利于保护环境和人体健康。
[0018]其中，所述A组分和所述B组分的质量比，还可以选择1:1.15、1:1.2、1:1.25、1:1.3、1:1.35、1:1.4、1:1.45或1:1.5。
[0019]防锈颜料能够防止金属腐蚀，提高漆膜对金属表面的保护作用。
[0020]磷钼酸又称十二钼磷酸，起到缓蚀剂和钝化剂的作用，可以提高耐腐蚀效果。
[0021]优选地，所述聚醚醚酮的粒径为800
‑
1200目，包括但不限于900目、1000目、1100目中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
[0022]所述硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。
[0023]所述硅钛溶胶是指硅溶胶和钛溶胶的混合物。
[0024]所述硅溶胶包括任意的、可通过常规制备方法制得的硅溶胶，以及，可通过购买得到的硅溶胶。
[0025]所述钛溶胶包括任意的、可通过常规制备方法制得的钛溶胶，以及，可通过购买得到的钛溶胶。
[0026]所述硅钛溶胶包括任意的、可通过常规制备方法制得的硅钛溶胶，以及，可通过购买得到的硅钛溶胶。
[0027]在本专利技术一些具体的实施例中，所述硅溶胶的制备方法包括：量取50mL无水乙醇置于200mL的烧杯中，在搅拌下加入一定量的正硅酸乙酯，并用盐酸调节溶液的pH值，搅拌10min后加入蒸馏水，继续搅拌30min，得到硅溶胶。
[0028]在本专利技术一些具体的实施例中，所述硅钛溶胶的制备方法包括：量取100mL无水乙醇置于500mL的烧杯中，在搅拌下加入一定量的钛酸丁酯和少量乙酰丙酮，并用盐酸调节溶液的pH值，搅拌10min后加入蒸馏水，搅拌30min得到钛溶胶；然后将硅溶胶加入钛溶胶中，继续搅拌一定时间后，得到无色透明的硅钛溶胶。
[0029]优选地，在所述A组分和所述B组分中，所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂KH550和/或硅烷偶联剂KH560。
[0030]添加硅烷偶联剂可提高涂料的耐腐蚀性，并增加涂料与基底的结合力。
[0031]本专利技术所提供的水性锌铝涂料，当其组成中不包括铁锰黑时，即为银色涂料，由该银色涂料制得的底涂层即为银色底涂层。
[0032]优选地，所述A组分中还包括铁锰黑0.1～5份。所述铁锰黑是一种黑色颜料。
[0033]本专利技术所提供的水性锌铝涂料，当A组分中包括铁锰黑时，即为黑色涂料，由该银色涂料制得的底涂层即为黑色底涂层。
[0034]在本专利技术一些具体的实施方式中，当A组分中添加铁锰黑时，所述金属更选自锌和/或锡。
[0035]优选地，所述金属单质的粒度为13～15μm，还可以选择14μm；
[0036]优选地，所述金属单质的形状为片状；
[0037]采用上述粒度和形状的金属单质，能够提高涂料的防腐能力，并保证外观。
[0038]优选地，所述防锈颜料包括磷酸铝、磷酸锌、钼酸锌和磷钼酸锌中的至少一种；
[0039]通过添加磷酸铝、磷酸锌、钼酸锌和磷钼酸锌，可提高涂料的耐腐蚀性，并增加涂料与基底的结合力。
[0040]磷酸锌，又称为磷锌白、磷酸锌水合物，无色斜方结晶或白色微晶粉末，有腐蚀性和潮解性。可用于生产水溶性涂料和无毒防锈颜料。
[0041]钼酸锌又称为氧化钼锌，是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水性锌铝涂料，其特征在于，包括质量比为1:1.1～1.5的A组分和B组分；所述A组分由包括按照质量份数计的如下组分制得：金属单质30～60份，硅烷偶联剂5～10份，防锈颜料2～8份，分散剂12～37份，偏钒酸钠1～5份，聚醚醚酮0.2～5份，表面活性剂1～4份和助剂1～5份；其中，所述金属单质包括锌、铝和锡中的至少一种；所述B组分由包括按照质量份数计的如下组分制得：水40～70份，硅烷偶联剂5～20份，磷酸二氢铝5～10份，硼酸1～2份，溶胶1～5份，硅酸盐1～5份，硝酸盐1～5份，磷钼酸1～2份和分散剂6～15份；其中，所述溶胶包括硅溶胶和/或硅钛溶胶。2.根据权利要求1所述的水性锌铝涂料，其特征在于，所述A组分中还包括铁锰黑0.1～5份；优选地，所述金属单质的粒度为13～15μm；优选地，所述金属单质的形状为片状；优选地，所述防锈颜料包括磷酸铝、磷酸锌、钼酸锌和磷钼酸锌中的至少一种；优选地，所述表面活性剂包括异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚醚改性硅油中的至少一种；优选地，所述助剂包括流平剂、消泡剂、润湿剂和防沉淀剂中的至少一种；优选地，所述硅酸盐包括硅酸锂和/或硅酸钠；优选地，所述硝酸盐包括硝酸钴和/或硝酸锆。3.根据权利要求1所述的水性锌铝涂料，其特征在于，在所述A组分和B组分中，所述分散剂包括醇类和/或烃类；优选地，所述醇类包括聚乙二醇、乙醇、二丙二醇和甲醇中的至少一种；优选地，所述烃类包括矿油精。4.权利要求1～3任一项所述的水性锌铝涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)、将金属单质与偏钒酸钠溶液混合、反应，固液分离后得到经过钒钝化后的金属单质，然后将所述经过钒钝化后的金属单质和硅烷偶联剂混合，进行硅包覆反应，反应完成后固液分离，得到具有硅包覆层的金属单质；(b)、将聚醚醚酮、分散剂和助剂混合均匀，得到预处理的聚醚醚酮；(c)、将步骤(a)中得到的所述具有硅包覆层的金属单质、步骤(b)中得到的所述预处理的聚醚醚酮、防锈颜料、分散剂、表面活性剂和助剂混合均匀，得到A组分；(d)、将B组分中的各原料混合均匀后过滤，得到所述B组分；优选地，在步骤(c)中，所述混合均匀的过程中还加入铁锰黑。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述偏钒酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲莹，
申请(专利权)人：吉林莱德化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：