低温固化磷酸盐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于水性防护涂料制备技术领域，具体涉及低温固化磷酸盐涂料及其制备方法。为解决现有磷酸盐涂料固化温度高且固化时间长，同时固化温度低时出现涂层返潮现象，导致涂层结合力、导电性降低，防腐性能失效等缺陷，本发明专利技术提供了一种低温固化磷酸盐涂料及其制备方法。本发明专利技术通过在固化剂氧化镁中加入稀土氧化物，将传统磷酸盐涂料的300～500℃固化温度降至160～250℃；且涂料与现有高温固化磷酸盐涂料结合力、防腐性能相当。同时，本发明专利技术通过加入锆溶胶，有效提高了低温固化磷酸盐涂层的结合力。本发明专利技术的涂层耐中性盐雾＞2500h，同时该涂层结合力高。层结合力高。

【技术实现步骤摘要】
低温固化磷酸盐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于水性防护涂料制备
，具体涉及低温固化磷酸盐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]US3248251专利中首次公开了磷酸盐金属铝粉涂层，它是由二价、三价的金属磷酸盐、铬酸盐和铝粉组成的涂层，具有良好的导电性和粘接强度，能够耐500℃高温，还具有抗氧化、耐盐雾等特性，因此被广泛应用于航空航天、汽轮机、工业压缩机部件防腐领域。
[0003]但该类型无机磷酸盐涂层需要300～500℃的高温固化1小时以上，才能完成涂层制备；由于固化温度较高，对涂层基材的要求也较高，严重限制了该涂层在不耐高温材质、紧密零部件等产品的使用。因此，急需开发一种较低固化温度的磷酸盐涂料，以满足市场需求。
[0004]而传统磷酸盐涂料固化温度低于280℃，会出现不同程度涂层返潮现象，导致涂层结合力、涂层导电性能降低，防腐性能失效。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的磷酸盐涂料固化温度高且固化时间长，同时固化温度低时会出现不同程度涂层返潮现象，导致涂层结合力、涂层导电性能降低，防腐性能失效等缺陷，本专利技术提供了一种低温固化磷酸盐涂料及其制备方法。
[0006]本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供低温固化磷酸盐涂料，其组分按重量百分比计，包括无机磷酸盐粘结剂30～60％，Al粉40～70％；其中，所述无机磷酸盐粘结剂的组成，按占整个低温固化磷酸盐涂料重量百分比计，包括：磷酸6～15％、氢氧化铝2～5％、锆溶胶5～10％、氧化镁1.5～3％、稀土氧化物0.5～2％、铬酐1～3％、余量为水。
[0007]优选地，所述无机磷酸盐粘结剂中的水为去离子水。
[0008]其中，所述稀土氧化物为氧化钇或氧化镧。
[0009]其中，所述低温固化磷酸盐涂料中，Al粉为球形或片状。
[0010]进一步地，所述Al粉粒径为1～10微米。
[0011]本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供上述低温固化磷酸盐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0012]按重量配方比将磷酸、氢氧化铝、铬酐、水混合后，搅拌反应，再将配方量的氧化镁、稀土氧化物加入，分散均匀后再加入锆溶胶，分散均匀，最后加入Al粉继续搅拌均匀后，即得。
[0013]本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供上述低温固化磷酸盐涂料制备的低温固化磷酸盐涂层。
[0014]其中，所述低温固化磷酸盐涂层是将低温固化磷酸盐涂料调节pH值为6～9后涂覆到基材上，经热处理后，即得。
[0015]进一步地，所述pH采用pH调节剂调节，pH调节剂包括KOH、NaOH、氨水的水溶液中的至少一种。
[0016]其中，所述的基材为碳钢、不锈钢、钛、铝、铝合金、镁合金材质。
[0017]其中，所述的涂覆方式包括：浸涂、刷涂或喷涂。
[0018]其中，所述涂覆厚度为5～80微米。
[0019]其中，所述热处理依次经过低温和高温热处理两个阶段：低温段温度60～80℃，保温大于30min；高温段温度160～250℃，保温大于30min。
[0020]本专利技术所要解决的第四个技术问题是提供上述低温固化磷酸盐涂料作为低温固化磷酸盐涂层的用途。
[0021]有益效果：
[0022]本专利技术提供了一种低温固化磷酸盐涂料，通过在固化剂氧化镁中加入稀土氧化物，将传统磷酸盐涂料的300～500℃固化温度降低至160～250℃；且涂料与现有300～500℃高温固化磷酸盐涂料结合力、防腐性能相当，这进一步扩大了本专利技术涂料的使用范围。同时，本专利技术通过加入锆溶胶，有效提高了低温固化磷酸盐涂层的结合力。本专利技术的涂层具有与传统高温固化磷酸盐涂层相当的性能：耐中性盐雾＞2500h，同时该涂层结合力高，结合强度＞35MPa、成本较低、施工效率高，具有重要的应用价值。
具体实施方式
[0023]本专利技术首先提供了一种低温固化磷酸盐涂料，其组分按重量百分比计，包括无机磷酸盐粘结剂30～60％，Al粉40～70％；其中，所述无机磷酸盐粘结剂的组成，按占整个低温固化磷酸盐涂料重量百分比计，包括：磷酸6～15％、氢氧化铝2～5％、锆溶胶5～10％、氧化镁1.5～3％、稀土氧化物0.5～2％、铬酐1～3％、余量为水。此时涂料pH值为1.5～3。
[0024]传统的磷酸盐涂层，涂层成膜主要依靠磷酸盐的300～400℃高温脱水交联固化，因此，磷酸盐的交联固化强度影响涂层的最终结合力以及防腐性能。而本专利技术涂层特别的加入了稀土氧化物，通过稀土氧化物与氧化镁固化剂共同与磷酸盐反应，从而降低涂层的交联固化温度。同时，通过加入锆溶胶，通过锆酸盐与基材发生化学反应，进一步提高了涂层的结合力。
[0025]本专利技术还提供了低温固化磷酸盐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]按重量配方比称取磷酸、氢氧化铝、铬酐、水混合，搅拌反应后，再将配方量的氧化镁、稀土氧化物缓慢加入，分散均匀，再加入锆溶胶，分散均匀，加入Al粉继续搅拌均匀，得到低温固化磷酸盐涂料。
[0027]本专利技术还提供了上述低温固化磷酸盐涂料的使用方法，包括以下步骤：将低温固化磷酸盐涂料涂覆到基材上，经热处理，制备得到低温固化磷酸盐涂层。
[0028]涂层制备时：将低温固化磷酸盐涂料pH值调节至6～9。分散均匀，即可进行涂层制备。配置的涂层应在12h内使用。
[0029]其中，所述的基材为碳钢、不锈钢、钛或铝材质。
[0030]其中，所述的涂覆包括：浸涂、刷涂或喷涂方式。
[0031]其中，涂覆厚度10～80微米。
[0032]其中，所述的热处理依次经过低温热处理和高温热处理两个阶段，低温段温度60
～80℃，保温大于30min；高温段温度160～250℃，保温大于30min。
[0033]本专利技术还提供了一种由上述方法制备得到的低温固化磷酸盐涂层。
[0034]下面将通过实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本专利技术的保护范围限制在实施例所述范围内。
[0035]实施例
[0036]实施例1～4均为制备低温固化磷酸盐涂层。原料及重量百分含量如表1所示；
[0037]表1低温固化磷酸盐涂层组成
[0038][0039]按表1中的配方量称取磷酸、氢氧化铝、铬酐、去离子水混合，搅拌反应制得无机磷酸盐成膜剂，再将配方量的氧化镁、稀土氧化物缓慢加入成膜剂中，分散均匀，再加入锆溶胶，分散均匀。加入Al粉继续搅拌均匀，得到低温固化磷酸盐涂料。涂层制备时：将涂料pH值调节。分散均匀，即可进行涂层制备。
[0040]采用喷涂的方式，在试片上涂敷低温固化磷酸盐涂料，然后低温60℃，保温30分钟；高温200℃，保温60分钟，随炉冷却至室温，再将涂层进行喷丸导电化处理，得到低温固化磷酸盐涂层。
[0041]对比例
[0042]对比例1和2是传统高温固化磷酸盐涂料制备的涂层。
[0043]传统高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低温固化磷酸盐涂料，其特征在于：其组分按重量百分比计，包括无机磷酸盐粘结剂30～60％，Al粉40～70％；其中，所述无机磷酸盐粘结剂的组成，按占整个低温固化磷酸盐涂料重量百分比计，包括：磷酸6～15％、氢氧化铝2～5％、锆溶胶5～10％、氧化镁1.5～3％、稀土氧化物0.5～2％、铬酐1～3％、余量为水。2.根据权利要求1所述的低温固化磷酸盐涂料，其特征在于：所述无机磷酸盐粘结剂中的水为去离子水。3.根据权利要求1所述的低温固化磷酸盐涂料，其特征在于：所述稀土氧化物为氧化钇或氧化镧。4.根据权利要求1所述的低温固化磷酸盐涂料，其特征在于：所述Al粉为球形或片状；进一步地，所述Al粉粒径为1～10微米。5.权利要求1～4任一项低温固化磷酸盐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按重量配方比将磷酸、氢氧化铝、铬酐、水混合后，搅拌反应，再将配方量的氧化镁、稀土氧化物加入，分散均匀后再加入锆溶胶，分...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾俊，
申请(专利权)人：成都布雷德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：