适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层，包括面涂层和底涂层；面涂层包括：铝粉90～120；钛酸四丁酯60～70；硅烷偶联剂80～90；增稠剂8～12；乙二醇丁醚100～130；乳化剂6～10；混合溶剂70～100；底涂层包括：锌粉260～300；铝粉30～40；钛酸四丁酯70～80；硅烷偶联剂80～90；增稠剂10～15；乙二醇丁醚150～180；乳化剂5～10；硼酸5～10；混合溶剂70～120。分别将上述组分分散、混合、搅拌过滤后制备成面涂层涂料和底涂层涂料，喷涂后经固化而成复合涂层。本方案固化温度低，形成的膜层致密完整，片状锌形态牢固稳定，对弹簧件物性无影响。性无影响。性无影响。

【技术实现步骤摘要】
适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及无铬防腐涂层
，具体涉及一种适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]由于世界各国对金属防腐涂料的环保要求越来越高，无铬锌铝防腐涂料已经规范应用在各个领域的机械零部件表面防腐处理。但在海上风电、海上钻井平台，舰船用弹簧件，以及水陆两栖车辆和沿海作业重卡车辆的弹簧件，有大于1000小时中性盐雾寿命的高防腐性能的要求。除采用钛合金和不锈钢等优质防腐材料的高成本方法之外，表面涂装防腐处理是解决碳素弹簧钢较长期防腐问题的最佳方法。但既要保证弹簧件的机械性能，又采用表面涂装防腐处理是目前较难解决的问题。
[0003]弹簧件需要在淬火+回火的状态下使用。弹簧件要求较高的强度和疲劳极限，在淬火+回火的状态下使用，以获得较高的弹性极限。弹簧件的定型回火温度在300～350℃。定型回火温度是为了消除弹簧内部的内应力，定型弹簧的形状和尺寸，同时改善弹簧的机械性能。热处理温度对弹簧件内在质量有着至关重要的影响。但常规的无铬锌铝防腐涂料，由于涂装固化温度在300～350℃，几乎与弹簧件的定型回火温度重合，会直接降低弹簧件的综合机械性能。
[0004]碳素钢弹簧件不能用电镀金属的方法防腐。电镀工艺会带来碳素钢弹簧件的氢脆问题。用涂层的方法是解决碳素钢弹簧件防腐问题的出路。然而，常规的无铬锌铝防腐涂料由于固化温度与弹簧件的定型回火温度重合，不适合应用在碳素钢弹簧件的表面涂装处理。降低涂层的固化温度又会降低涂层的防腐寿命。二者是不可兼得的。
[0005]为了解决保证弹簧件所需的涂层低温固化且长寿命防腐的问题，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层的制备方法，以解决现有技术中的问题。
[0007]本专利技术是通过如下技术方案实现的：适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层，其特征在于：包括面涂层和底涂层；所述面涂层的涂料包括如下质量份数比的各组分：铝粉90～120；钛酸四丁酯 60～70；硅烷偶联剂80～90；增稠剂8～12；乙二醇丁醚100～130；乳化剂6～10；混合溶剂70～100；所述底涂层的涂料包括如下质量份数比的各组分：锌粉260～300；铝粉30～40；钛酸四丁酯70～80；硅烷偶联剂80～90；增稠剂10～15；乙二醇丁醚150～180；乳化剂5～10；硼酸5～10；混合溶剂70～120；所述混合溶剂为体积比3：3：4的异辛醇、正丁醇和乙二醇乙醚醋酸酯混合物。
[0008]本专利技术还提供了适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层的制备方法，其特征
在于：分别将面涂层和底涂层的涂料各组分，经分散、混合、搅拌过滤后制备成面涂层涂料和底涂层涂料；将底涂层涂料和面涂层涂料分别采用喷涂方法涂装在弹簧件表面；底涂层一涂经240～260℃，30分钟加热固化而成；一涂底涂层冷却至室温后，再次二涂底涂层，经240～260℃，30分钟加热固化后，形成最终底涂层；底涂层冷却至室温后，再喷涂面涂层，经240～260℃，30分钟加热固化而成复合涂层。
[0009]进一步的：所述面涂层经一涂一烘，厚度在3～6 um，底涂层经二涂二烘，层厚度在6～12 um。
[0010]进一步的：中性盐雾试验均大于2000小时。
[0011]进一步的：钛酸四丁酯为工业用钛酸四丁酯；硅烷偶联剂为工业用硅烷偶联剂，其商业牌号为CG
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171或KH550；增稠剂为工业用增稠剂，其为甲基纤维素或乙基纤维素；乙二醇丁醚为工业用乙二醇丁醚；硼酸为工业用硼酸；铝粉为片状工业铝粉，其平均粒径为18um；锌粉为片状工业锌粉，其平均粒径为9um。
[0012]本专利技术的优点是：本方案中低温固化无铬锌铝底涂层中含有硼酸，硼元素在锌涂层中有稳定片状锌的成膜形态的作用，可以很大程度的提高涂层的耐中性盐雾性能。其原因是硼酸的结构式为B(OH)3，正常情况下，随着温度的升高，硼酸逐渐分解，最后生成无机物B
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玻璃态。本专利技术所述锌铝涂料体系中还含有大量的Si
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(OH)n和Ti
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(OH)n，在加热的情况下，B
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OH与其它活性剂基团发生缩合反应，生成类似
‑‑
B
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Si
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Ti
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B
‑
Si
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的玻璃相成膜物质，不需要更高的温度即可形成。在电子显微镜的观察下，形成的膜层致密完整，片状锌形态牢固稳定。结果如图1所示。
[0013]本专利技术技术方案低温固化无铬锌铝面涂层中不含硼酸，所述锌铝涂料体系中还含有大量的Si
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(OH)n和Ti
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(OH)n，在加热的情况下，Si
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OH、Ti
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OH与其它活性剂基团发生缩合反应，生成类似
‑‑
Si
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Ti
‑
Si
‑‑‑
的玻璃相成膜物质，在较低的温度下即可成膜。
附图说明
[0014]图1为本专利技术底涂层表面的电子显微镜观测的结果图。
具体实施方式
[0015]一种锌铝防腐复合涂层，通过采用特定的组分和特定的用量配比，尤其是复合涂层中的铝和锌铝超细片状金属粉体、钛酸四丁酯、硅烷偶联剂、增稠剂、乙二醇丁醚、乳化剂、工业硼酸和混合溶剂构成的有机钛硅铝涂料和锌铝涂料形成的由面涂层和底涂层构成低温固化防腐复合涂层的协同作用，在低温固化保证弹簧件所需的机械性能的同时，显著提高了涂料的耐盐雾腐蚀性能。涂层其与金属基底的结合力强，稳定性好。
[0016]本专利技术的效果在于提供一种锌铝防腐复合涂层，有效地解决了在潮湿海洋大气环境下，产生白锈的问题。
[0017]本专利技术的意义还在于从常规的无铬锌铝涂料300～350℃的成膜固化温度降低至240～260℃，还可以直接降低能源消耗，减少碳排放，具有良好的环保效益。
[0018]本专利技术所述低温固化防腐复合涂层，所述涂层由片状铝粉、有机硅和有机钛等成
份构成面涂层；由片状锌粉、片状铝粉、有机硅、有机钛和硼等成份构成底涂层；由面涂层和底涂层构成低温固化防腐复合涂层。
[0019]所述所述面涂层由片状铝粉、有机硅和有机钛等成份等构成涂层，其特征在于：所述面涂层是由片状铝粉、钛酸酯、硅烷偶联剂、增稠剂、乙二醇丁醚、乳化剂和混合溶剂构成的有机钛硅铝涂料，在碳素钢弹簧件表面经浸涂涂装和热固化形成面涂层。
[0020]所述底涂层由片状锌粉、片状铝粉、有机硅和有机钛和硼等成份构成涂层。
[0021]所述底涂层是由片状锌粉、片状铝粉、钛酸四丁酯、硅烷偶联剂、增稠剂、乙二醇丁醚、乳化剂、工业硼酸和混合溶剂构成的有机钛硅锌铝涂料，在碳素钢弹簧件表面经浸涂涂装和热固化形成底涂层。
[0022]所述面涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层，其特征在于：包括面涂层和底涂层；所述面涂层的涂料包括如下质量份数比的各组分：铝粉
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90～120；钛酸四丁酯 60～70；硅烷偶联剂 80～90；增稠剂
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8～12；乙二醇丁醚 100～130；乳化剂
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6～10；混合溶剂
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70～100；所述底涂层的涂料包括如下质量份数比的各组分：锌粉
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260～300；铝粉
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30～40；钛酸四丁酯 70～80；硅烷偶联剂 80～90；增稠剂
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10～15；乙二醇丁醚 150～180；乳化剂
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5～10；硼酸
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5～10；混合溶剂
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70～120；所述混合溶剂为体积比3：3：4的异辛醇、正丁醇和乙二醇乙醚醋酸酯混合物。2.根据权利要求1所述的适用弹簧件重防腐的低温固化防腐复合涂层，其特征在于：所述面涂层的涂料包括如下质量份数比的各组分：铝粉90份，钛酸四丁酯60份，硅烷偶联剂90份，甲基纤维素增稠剂12份，乙二醇丁醚120份，乳化剂6份，混合溶剂90份；所述底涂层的涂料包括如下质量份数比的各组分：锌粉260份，铝粉40份，钛酸四丁酯8...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏强，张亮，殷跃军，李永智，
申请(专利权)人：沈阳市航达科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：