一种用于汽车紧固件的无铬防腐涂层及其制备方法技术

本申请提供了一种用于汽车紧固件的无铬防腐涂层及其制备方法；按总质量计，所述涂层的原料包括：金属粉12

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车紧固件的无铬防腐涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防腐涂料
，C09D183/00，尤其涉及一种用于汽车紧固件的无铬防腐涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]达克罗涂层因其良好的防腐蚀能力被广泛用作金属工件的表面防护层，其制备原料包括片状锌粉、片状铝粉、铬酐及一系列助剂，其中锌和铝对金属具有阴极保护作用，热传导效率高，但铬离子因毒性强且被证明存在致癌作用已被严格限制使用，因此开发无铬防腐涂层成为了相关技术的发展方向；然而，目前的无铬涂层附着力、硬度和耐磨、耐蚀性较低，涂料体系稳定性也不佳，无铬涂层的广泛应用受到了限制，尤其是对于性能要求较严苛的汽车紧固件而言，因其所处的环境较为复杂，需要避免水或油污等的腐蚀，现有技术中无铬涂层在汽车底盘紧固件上的使用效果仍然表现不佳。
[0003]中国专利CN112280040A公开了一种新型绿色环保高防腐锌铝涂层，通过不同硅烷偶联剂的复配和金属氧化物溶胶的共同作用，形成涂层的成膜体系，所制备涂料具有优异的稳定性，但是该涂层达到最佳防腐效果的厚度较厚，为10μm，且涂层对金属基层的附着力仍然不足。中国专利CN107955539B公开了一种防腐涂料及其制备方法，采用锌铝合金粉、四氟化锆、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、羧甲基纤维素钠、肌醇六磷酸酯等的共同作用，提高涂层的耐蚀性和生产环境的安全性，并降低图层固化温度，但是该涂层的抗冲击性能存在一定的提升空间。
[0004]因此，需开发一种附着力强、耐磨性和耐腐蚀性高、涂层体系稳定的汽车紧固件专用涂层。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种用于汽车紧固件的无铬防腐涂层；按总质量计，所述涂层的原料包括：金属粉12
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35％、氧化铝0.3
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1.2％、溶剂5
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15％、硅烷偶联剂10
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20％、钝化剂0.001
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0.005％、硼酸或植酸1
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3％、润湿流平剂0.5
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1％、消泡剂0.2
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0.5％、水补足余量为100％。
[0006]进一步地，所述金属粉包括锌粉、铝粉、镁粉、锌铝合金粉、镍粉中的一种或多种的组合。
[0007]进一步地，所述金属粉为锌粉、铝粉或锌铝合金粉中的至少一种。
[0008]优选地，所述金属粉为锌粉和铝粉，质量比为(10
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30)：(2
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5)。
[0009]进一步优选地，所述锌粉为片状结构，最大片层直径不大于20μm，片层厚度不大于0.8μm。
[0010]进一步地，所述锌粉的最大片层直径为5
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20μm，片层厚度为0.2
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0.8μm。
[0011]进一步地，所述铝粉为片状结构，最大片层直径为0.8
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10μm，片层厚度为0.1
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0.5μm。
[0012]进一步地，所述氧化铝粉为球形结构，粒径为0.3
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10μm；优选为0.3
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5μm；在涂层体系中，锌粉和铝粉的片层结构平行排列且构成交错和重叠结构，有效地抑制了水分子和腐蚀介质在涂层中的渗透速度，由于这种层叠结构并非是紧密堆积，而是存在一定的层间空隙，本申请加入球状的氧化铝，并进一步规定其粒径，进一步提高涂层的致密性并增强涂层的力学性能，但是当其添加量过多时，其空间阻碍作用表现的较为明显，反而会降低锌粉和铝粉的防腐效果，并且氧化铝的表面含有一定的醇羟基，可与硅酸酯键产生交联作用，当其粒径越小时，相同重量下数量越多，可结合的硅酸酯键也越多，与锌粉和铝粉与硅酸酯键的离子化反应产生竞争，导致锌粉和铝粉在涂层中的相容性降低，反而降低了涂层的长期耐腐蚀和附着性。
[0013]进一步地，所述硅烷偶联剂选自包括但不限于γ
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烯丙基三甲氧基硅烷、γ
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烯丙基三乙氧基硅烷、γ
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丙烯基三丙氧基硅烷、γ
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巯丙基三甲氧基硅烷、γ
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硫氰基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物、双(三乙氧基硅基丙基)四硫化物、3
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氨丙基三乙氧基硅烷、N
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正丁基
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
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(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0014]进一步地，所述硅烷偶联剂选自γ
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巯丙基三甲氧基硅烷、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种或几种的组合。
[0015]在一种优选的实施方式中，所述硅烷偶联剂为γ
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巯丙基三甲氧基硅烷和γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的组合，质量比为(1
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2)：1。
[0016]进一步地，所述钝化剂选自钼酸盐、磷钼酸盐、硝酸铈、硼酸盐、草酸氧钒、氟硅酸铵、氟钛酸铵、二硅化钼、苯丙三唑、膦酸中的任意一种或几种的组合。
[0017]优选地，所述钝化剂为钼酸盐、硝酸铈、氟硅酸铵、氟钛酸铵中的任意一种或几种的组合。
[0018]在一种优选的实施方式中，所述钝化剂为钼酸盐和硝酸铈，质量比为(1.5
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4.5)：1。
[0019]进一步地，所述润湿流平剂为非离子型表面活性剂，选自聚氧乙烯醚类或多元醇类中的任意一种或多种的组合。
[0020]进一步地，所述润湿流平剂为聚氧乙烯醚类，包括但不限于直链脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO
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7、AEO
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9、AEO
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10)、异构脂肪醇聚氧乙烯醚(E
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1005、E
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1007、E
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1008、E
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1009)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP
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10、OP
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15、OP
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20、NP
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4、NP
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10、NP
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4P、NP
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7P、BY
‑
125、BY
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140)中的至少一种。
[0021]进一步地，所述多元醇类选自甘油、季戊四醇、山梨醇、聚乙二醇中的至少一种。
[0022]在一种优选的实施方式中，所述润湿流平剂为AEO
‑
9、OP
‑
10、OP
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15中的至少一种。
[0023]进一步地，所述消泡剂为有机硅类、矿物油类和聚醚类中的至少一种。
[0024]优选地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车紧固件的无铬防腐涂层，其特征在于，所述涂层的原料包括：金属粉12
‑
35％、氧化铝0.3
‑
1.2％、溶剂5
‑
15％、硅烷偶联剂10
‑
20％、钝化剂0.001
‑
0.005％、硼酸或植酸1
‑
3％、润湿流平剂0.5
‑
1％、消泡剂0.2
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0.5％、水补足余量为100％。2.根据权利要求1所述的无铬防腐涂层，其特征在于，所述金属粉为锌粉、铝粉或锌铝合金粉中的至少一种。3.根据权利要求2所述的无铬防腐涂层，其特征在于，所述锌粉为片状结构，最大片层直径不大于20μm，片层厚度不大于0.8μm；所述铝粉为片状结构，最大片层直径为0.8
‑
10μm，片层厚度为0.1
‑
0.5μm。4.根据权利要求1所述的无铬防腐涂层，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自γ
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巯丙基三甲氧基硅烷、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的无铬防腐涂层，其特征在于，所述钝化剂为钼酸盐和硝酸铈。6.根据权利要求1所述的无铬防腐涂层，其特征在于，所述涂层的原料还包括具有可配位活性位点和杂原子的C5
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C18酸酯类物质，用量占原料总量的5
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：何查里，陈浩峰，
申请(专利权)人：上海德修化工有限公司，
类型：发明
国别省市：