一种低温固化磷酸盐防护涂料及其制备和固化方法技术

技术编号:34850880 阅读:39 留言:0更新日期:2022-09-08 07:50
本发明专利技术涉及一种低温固化磷酸盐防护涂料及其制备和固化方法,该涂料由金属粉体、磷酸盐基料、改性的金属氧化物或氢氧化物、钝化剂、去离子水组成,所述改性的金属氧化物或氢氧化物由20~50%金属氧化物或氢氧化物、0~5%活化剂、1~10%包覆剂与40~75%去离子水制备而成。采用磷酸盐作为基料树脂,金属粉体作为主要的功能性颜填料,采用改性的金属氧化物或氢氧化物作为低温交联剂,制备的涂料固化后得到的涂层具有良好的耐高温、耐盐雾、耐湿热、抗氧化、耐冲刷、耐各种燃油、滑油等性能,与底材具有良好的结合力和匹配性,特别是盐雾、湿热、氧化、高温并存条件下对金属以及复合材料具有优异的防护功能。优异的防护功能。

【技术实现步骤摘要】
一种低温固化磷酸盐防护涂料及其制备和固化方法


[0001]本专利技术涉及涂料领域,具体涉及一种低温固化磷酸盐防护涂料及其制备和固化方法。

技术介绍

[0002]飞机发动机、燃气轮机、车辆发动机部件的腐蚀防护非常重要,直接关系到他们的使用功能和使用寿命。目前飞机发动机、燃气轮机以及车辆发动机的主要材料为金属,部分部件采用复合材料,不论是金属还是复合材料都面临高温、盐雾、湿热、燃油、滑油等环境介质腐蚀,从而导致飞机发动机、燃气轮机、车辆发动机的施工寿命严重下降。为了提升他们的使用寿命,目前主要采用了磷酸盐防护涂料,该涂料主要用于在高温(不高于600℃)环境中工作的金属以及复合材料的长期腐蚀防护,该涂料制备的涂层具有优异的耐高温、耐盐雾、耐湿热、抗氧化、耐各种燃油、润滑油等性能,与底材具有良好的结合力和匹配性,特别是在盐雾、湿热、氧化、高温并存条件下对金属以及复合材料具有优异的防护功能。
[0003]磷酸盐防护涂层虽然具有优异的防护性能,但是其固化温度较高最低固化温度为340℃,较高的的固化温度首先导致了该类涂料在固化时需要消耗大量的能量,从而大幅增加了产品的成本,其次部分材料当温度超过340℃时材料性能会发生变化,因此较高的固化温度极大的限制了磷酸盐防护涂层的使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的研究目的是制备一种低温固化磷酸盐防护涂料,采用磷酸盐作为基料树脂,金属粉体作为主要的功能性颜填料,采用改性的金属氧化物或氢氧化物作为低温交联剂,使涂料的具有较长的储存稳定性以及施工周期,确保涂层具有优异的防护性能,制备的涂料具有至少6个月的储存稳定性。
[0005]一种低温固化磷酸盐防护涂料,其各组分按重量百分计的下列组分:
[0006][0007][0008]其中改性的金属氧化物或氢氧化物由金属氧化物或氢氧化物、活化剂、包覆剂和去离子水制备而成。
[0009]进一步,所述改性的金属氧化物或氢氧化物由20~50%金属氧化物或氢氧化物、0~5%活化剂、1~10%包覆剂与40~75%去离子水制备而成,所述改性的金属氧化物或氢氧化物备方法为:将金属氧化物或氢氧化物、去离子水依次加入反应器搅拌均匀,随后滴加活化剂,控制反应体系的温度不高于50℃,滴加完毕后冷却至室温,随后加入包覆剂,升温
回流至少2小时,冷却至室温待用。
[0010]进一步,所述金属氧化物或氢氧化物为氧化镁、氧化铝、氧化钛、氧化铈、氧化锌、氧化钙、氧化铁、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁中的一种或几种;所述活化剂为甲酸、醋酸、丙酸、磷酸、硫酸、水杨酸、十二烷基苯磺酸、苯甲酸、乙二酸、丙二酸中的一种或几种;所述包覆剂为石蜡、β

环糊精、淀粉、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇、1,3

茚二酮中的一种或几种。
[0011]进一步,所述的金属粉体为铝粉、铝合金粉、锌粉、镁粉、钛粉中的一种或几种。
[0012]进一步,所述的金属粉体形状为球型、片状中的一种或两种,所述金属球型粉体的粒径为0.2μm~30μm;所述金属片状粉体的直径为0.2μm~50μm,径厚比为40~220。
[0013]进一步,所述的磷酸盐基料由20%~50%磷酸、4%~15%金属氧化物或金属氢氧化物和40%~70%去离子水制备而成,所述的磷酸为浓磷酸,磷酸含量83%~98%,所述的金属氧化物或氢氧化物为氧化镁、氢氧化镁、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌、氢氧化锌中的一种或几种;所述的去离子水的电阻率大于0.5MΩ
·
cm;所述的磷酸盐基料的制备方法:将金属氧化物或氢氧化物和去离子水加入反应器,搅拌均匀后滴加磷酸,控制反应体系的温度不高于80℃,滴加完毕后继续搅拌反应直至体系的温度降至室温,出料待用。
[0014]进一步,所述的钝化剂为钼酸钾、硝酸铈、过氧化氢、过硫酸铵、三氧化铬、重铬酸钠、重铬酸钾、铬酸钾、铬酸钠、钼酸钠中的一种或几种。
[0015]进一步,所述的去离子水的电阻率大于0.5MΩ
·
cm。
[0016]本专利技术的第二方面在于提供所述低温固化磷酸盐防护涂料的制备方法如下:依次将金属粉体、磷酸盐基料、改性的金属氧化物或氢氧化物、钝化剂、去离子水加入容器,搅拌均匀,过滤包装即可。
[0017]本专利技术的第三方面在于提供所述低温固化磷酸盐防护涂料的固化方法:将低温固化磷酸盐防护涂料涂装到被防护工件,表干后放置于温度不低于190℃的装置中至少2小时,随后冷却至室温,采用120目~400目的玻璃珠进行喷丸处理或抛光处理,使涂层的表面电阻小于2Ω/10cm。
[0018]本专利技术的有益效果:
[0019]本专利技术制备的低温固化磷酸盐防护涂料,其最低固化温度为190℃,低温固化磷酸盐防护涂料固化后耐干燥热空气600℃≥1000h、耐4050润滑油≥100h、耐(50
±
5)℃的4050润滑油≥100h、耐(70
±
5)℃的4050润滑油≥100h、耐中性盐雾≥600h、耐湿热≥500h、耐冲刷≥100Mil/L。这种涂料固化后得到的涂层具有良好的耐高温、耐盐雾、耐湿热、抗氧化、耐冲刷、耐各种燃油、滑油等性能,与底材具有良好的结合力和匹配性,特别是盐雾、湿热、氧化、高温并存条件下对金属以及复合材料具有优异的防护功能。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明,但并不局限于说明书上的内容。
[0021]实施例1
[0022]低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基料的制备:将6.0g氧化镁、7.0g氢氧化镁和63.0g去离子水加入反应器,搅拌均匀后滴加22.0g磷酸,反应体系的最高温度为63℃,滴加完毕后继续搅拌反应直至体系的温度降至室温,得到低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基
料A

1。
[0023]实施例2
[0024]低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基料的制备:将5.0g氧化铝、5.0g氢氧化铝和50.0g去离子水加入反应器,搅拌均匀后滴加40.0g磷酸,反应体系的最高温度为78℃,滴加完毕后继续搅拌反应直至体系的温度降至室温,得到低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基料A

2。
[0025]实施例3
[0026]低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基料的制备:将5.0氧化镁和57.0g去离子水加入反应器,搅拌均匀后滴加24.0g磷酸,反应体系的最高温度为68℃,滴加完毕后继续搅拌反应直至体系的温度降至室温,得到低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基料A

3。
[0027]实施例4
[0028]低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基料的制备:将10.0g氧化锌、5.0g氧化镁和45.0g去离子水加入反应器,搅拌均匀后滴加46.0g磷酸,反应体系的最高温度为59℃,滴加完毕后继续搅拌反应直至体系的温度降至室温,得到低温固化磷酸盐防护涂料中磷酸盐基料A
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温固化磷酸盐防护涂料,其特征在于:包括按重量百分计的下列组分:其中改性的金属氧化物或氢氧化物由金属氧化物或氢氧化物、活化剂、包覆剂和去离子水组成。2.根据权利要求1所述的低温固化磷酸盐防护涂料,其特征在于:所述改性的金属氧化物或氢氧化物由20~50%金属氧化物或氢氧化物、0~5%活化剂、1~10%包覆剂与40~75%去离子水制备而成,所述改性的金属氧化物或氢氧化物制备方法为:将金属氧化物或氢氧化物、去离子水依次加入反应器搅拌均匀,随后滴加活化剂,控制反应体系的温度不高于50℃,滴加完毕后冷却至室温,随后加入包覆剂,升温回流至少2小时,冷却至室温待用。3.根据权利要求1所述的低温固化磷酸盐防护涂料,其特征在于:所述金属氧化物或氢氧化物为氧化镁、氧化铝、氧化钛、氧化铈、氧化锌、氧化钙、氧化铁、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁中的一种或几种;所述活化剂为甲酸、醋酸、丙酸、磷酸、硫酸、水杨酸、十二烷基苯磺酸、苯甲酸、乙二酸、丙二酸中的一种或几种;所述包覆剂为石蜡、β

环糊精、淀粉、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇、1,3

茚二酮中的一种或几种;所述的去离子水的电阻率大于0.5MΩ
·
cm。4.根据权利要求1所述的低温固化磷酸盐防护涂料,其特征在于:所述的金属粉体为铝粉、铝合金粉、锌粉、镁粉、钛粉中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的低温固化磷酸盐防护涂料,其特征在于:所述的金属粉体形状为球型、片状中的一种或两种,所述金属球型粉体的粒径为...

【专利技术属性】
技术研发人员:王志强施颖波顾剑东李斌魏超
申请(专利权)人:中昊北方涂料工业研究设计院有限公司
类型:发明
国别省市:

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