一种冷镀锌涂料及其制备方法技术领域
本发明属于涂料领域，特别涉及一种冷镀锌涂料及其制备方法。
背景技术
冷镀锌也叫电镀锌，是利用电解设备将管件经过除油、酸洗后放入成分为锌盐的
溶液中，并连接电解设备的负极，在管件的对面放置锌版，连接在电解设备的正极接通电
源，利用电流从正极向负极的定向移动就会在管件上沉积一层锌，冷镀管件是先加工后镀
锌。
在冷镀锌发展之前，热镀锌的研究和应用较为广泛；冷镀锌的发展是伴随着有机
富锌涂料的发展而起来的，随着冷镀锌涂料具有独特的阴极保护作用，且防腐蚀性能优越，
既可以单独涂覆在金属表面，也可以和其他的涂料配套使用，使得冷镀锌涂料逐渐慢慢代
替了热镀锌。
从专利的角度来看，冷镀锌的研究也逐渐多起来，且均取得了一定的效果，如中航
百慕新材料技术工程股份有限公司在CN101397413A中公开了一种用于钢结构表面并含有
VCI(Vaporcorrosioninhibitor，气相缓释剂)的鳞片型冷镀锌铝涂料及其制备方法，以及
由此制备的钢结构表面VCI鳞片型冷镀锌铝复合涂层体系；中国钢研科技集团有限公司等
在CN104449141A中公开了一种纳米复合冷镀锌涂料及其制备方法，属纳米涂料领域。按质
量份数计，该纳米复合冷镀锌涂料由2～25份丙烯酸树脂、0.1～5份助剂、75～98份锌粉和1
～70份溶剂组成，锌粉是经过氟硅烷偶联剂改性处理的微米级和纳米级锌粉的混合物，增
加了锌粉的分散性，改进了与树脂的相容性。使用该纳米复合冷镀锌涂料获得的涂层具有
非常强的疏水性，水接触角≥135°，显著减小了冷镀锌涂层的孔隙率，提高了涂层的耐腐蚀
性能；国家电网公司在CN104710850A中公开了一种冷镀锌涂料及其制备方法。该冷镀锌涂
料是向带冷却装置的调漆罐中加入环保型溶剂和的改性环氧树脂EPOKEY-868，搅拌5～
15min；继续加入润湿分散剂、消泡剂、防沉剂，搅拌20～40min；然后再加入锌粉和表面改性
剂，提高转速搅拌30～50min，搅拌期间采用循环水保持调漆罐的冷却，搅拌完毕后添加流
平剂，继续搅拌制成，其中锌粉是由颗粒状锌粉和片状锌粉按照重量比为1:2-4的比例混合
而成，表面改性剂为钛酸酯偶联剂KB-36S、硅烷偶联剂KH-560、十二烷基苯磺酸钠。本发明
备的镀锌涂料环保健康，涂料的抗沉淀性高，涂装性能好，提高漆膜的耐久性；且涂层的电
化学保护性能好。
从现有技术的分析可以看出，对于冷镀锌涂层的研究主要集中在锌粉的分散性以
及与树脂的结合性能上。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种锌粉与树脂相容性好，且成本低，涂层
耐腐蚀性能强，耐盐雾能力强的冷镀锌涂层。
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，随后将该纳米
棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，氧化锌纳米棒的加入量为双酚A型环氧树脂的1.5-
2wt％，得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉90-98份，环氧树
脂-氧化锌纳米棒复合物1-10份；添加助剂1-5份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为800-1000摄氏度，蒸发时间为10-30min，纳
米锌粉质量纯度超过98.7％，径向尺寸为30-200nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性后的氧
化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在50～60℃下搅拌反应混合充分后，随后加入腰果壳油改
性酚醛胺固化剂在80-120℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；。
作为优选，按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉96份，
环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物3份；添加助剂1份。
作为优选，所述添加助剂包括消泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂中的一种或多种。
作为优选，所述氧化锌纳米棒的长径比为1:20。
作为优选，所述纳米锌粉为非球体结构。
作为优选，所述纳米锌粉为纤维状纳米锌粉。
一种冷镀锌涂料，采用上述冷镀锌涂料的制备方法所得。
本发明相比于现有技术，具有如下的有益效果：
(1)本发明的涂料原料相容性好，且成本低，涂层耐腐蚀性能强，耐盐雾能力强，
800 小时无变化。
(2)具体来说，本发明首次使用废旧电路板制备锌粉来作为原料制备冷镀锌涂料，
通过对于废旧电路板进行蒸发在冷凝，控制其中的蒸发温度，时间以及气体氛围的选择，得
到非球体形结构尤其是纤维状纳米锌粉；该纤维状纳米锌粉通过与环氧树脂-氧化锌纳米
棒复合物进行致密的复合，使得该体系的涂料具有较高的致密度，从而提高涂料的稳定性。
本发明在制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物过程中，通过优化制备工艺，首先对纳米氧化
锌进行表面硅烷化，随后将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，控制混合温度以及固
化剂的选择和固化温度，从而得到氧化锌纳米棒在环氧树脂中均匀分散的复合物，由于纳
米氧化锌的引入，一方面提高了树脂对于锌粉的分散效果，同时，纳米氧化锌还使得体系具
有更好的耐腐蚀以及耐盐雾的能力。
(3)本发明的产品以及制备方法绿色环保，生态环保，且制备工艺简单，具有广泛
的推广前景。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例
只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
本发明的制备工艺为首先制备石墨烯-纳米棒复合材料，随后制备A料底漆；再加
入B料固化剂(具体可参见说明书发明内容部分)，即可获得一种潮湿带锈无溶剂环氧涂料。
以下从环氧涂料的组分来进行具体说明。
实施例1：
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，随后将该纳米
棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，氧化锌纳米棒的加入量为双酚A型环氧树脂的2wt％，得
到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉96份，环氧树脂-
氧化锌纳米棒复合物3份；添加助剂1份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为900摄氏度，蒸发时间为30min，纳米锌粉质
量纯度超过98.7％，径向尺寸为60nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性后的氧
化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在55℃下搅拌反应混合充分后，随后加入腰果壳油改性酚
醛胺固化剂在100℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；。所述添加助剂包括消
泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂，其重量份之比为1:1:1:1。所述氧化锌纳米棒的长径比为1:
20。所述纳米锌粉为纤维状纳米锌粉， 长度为500nm-3μm。
盐雾试验采用GB/T 1771-2007的测试条件下测试，即温度为35℃，5％NaCl溶液连
续喷雾，观察涂层表面的状态；涂层附着力按照GB9286-1998进行测定；抗冲击强度依照GB/
T1732-1993进行测定。
通过测试可知，本实施例的涂层的抗冲击强度为58Kg，附着力为35MPa/cm2，盐雾
试验800小时无变化。
实施例2：
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，随后将该纳米
棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，氧化锌纳米棒的加入量为双酚A型环氧树脂的1.5wt％，
得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉96份，环氧树脂-
氧化锌纳米棒复合物3份；添加助剂1份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为900摄氏度，蒸发时间为30min，纳米锌粉质
量纯度超过98.7％，径向尺寸为60nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性后的氧
化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在55℃下搅拌反应混合充分后，随后加入腰果壳油改性酚
醛胺固化剂在100℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；。所述添加助剂包括消
泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂，其重量份之比为1:1:1:1。所述氧化锌纳米棒的长径比为1:
20。所述纳米锌粉为纤维状纳米锌粉，长度为500nm-3μm。
盐雾试验采用GB/T 1771-2007的测试条件下测试，即温度为35℃，5％NaCl溶液连
续喷雾，观察涂层表面的状态；涂层附着力按照GB9286-1998进行测定；抗冲击强度依照GB/
T1732-1993进行测定。
通过测试可知，本实施例的涂层的抗冲击强度为56Kg，附着力为34MPa/cm2，盐雾
试验780小时无变化。
实施例3：
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，随后将该纳米
棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，氧化锌纳米棒的加入量为双酚A型环氧树脂的2wt％，得
到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉98份，环氧树脂-
氧化锌纳米棒复合物1份；添加助剂1份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为900摄氏度，蒸发时间为30min，纳米锌粉质
量纯度超过98.7％，径向尺寸为60nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性后的氧
化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在55℃下搅拌反应混合充分后，随后加入腰果壳油改性酚
醛胺固化剂在100℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复 合物；。所述添加助剂包括消
泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂，其重量份之比为1:1:1:1。所述氧化锌纳米棒的长径比为1:
20。所述纳米锌粉为纤维状纳米锌粉，长度为500nm-3μm。
盐雾试验采用GB/T 1771-2007的测试条件下测试，即温度为35℃，5％NaCl溶液连
续喷雾，观察涂层表面的状态；涂层附着力按照GB9286-1998进行测定；抗冲击强度依照GB/
T1732-1993进行测定。
通过测试可知，本实施例的涂层的抗冲击强度为57Kg，附着力为34MPa/cm2，盐雾
试验790小时无变化。
实施例4
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，随后将该纳米
棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，氧化锌纳米棒的加入量为双酚A型环氧树脂的2wt％，得
到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉96份，环氧树脂-
氧化锌纳米棒复合物3份；添加助剂1份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为800摄氏度，蒸发时间为30min，纳米锌粉质
量纯度超过98.7％，径向尺寸为30nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性后的氧
化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在55℃下搅拌反应混合充分后，随后加 入腰果壳油改性酚
醛胺固化剂在100℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；。所述添加助剂包括消
泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂，其重量份之比为1:1:1:1。所述氧化锌纳米棒的长径比为1:
20。所述纳米锌粉为纤维状纳米锌粉，长度为500nm-3μm。
盐雾试验采用GB/T 1771-2007的测试条件下测试，即温度为35℃，5％NaCl溶液连
续喷雾，观察涂层表面的状态；涂层附着力按照GB9286-1998进行测定；抗冲击强度依照GB/
T1732-1993进行测定。
通过测试可知，本实施例的涂层的抗冲击强度为58Kg，附着力为34MPa/cm2，盐雾
试验800小时无变化。
实施例5
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，随后将该纳米
棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，氧化锌纳米棒的加入量为双酚A型环氧树脂的2wt％，得
到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉96份，环氧树脂-
氧化锌纳米棒复合物3份；添加助剂1份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为900摄氏度，蒸发时间为30min，纳米锌粉质
量纯度超过98.7％，径向尺寸为60nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性 后的
氧化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在55℃下搅拌反应混合充分后，随后加入腰果壳油改性
酚醛胺固化剂在100℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；。所述添加助剂包括
消泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂，其重量份之比为1:1:1:1。所述氧化锌纳米棒的长径比为
1:20。所述纳米锌粉为球状结构。
盐雾试验采用GB/T 1771-2007的测试条件下测试，即温度为35℃，5％NaCl溶液连
续喷雾，观察涂层表面的状态；涂层附着力按照GB9286-1998进行测定；抗冲击强度依照GB/
T1732-1993进行测定。
通过测试可知，本实施例的涂层的抗冲击强度为57Kg，附着力为33MPa/cm2，盐雾
试验800小时无变化。
对比例1：
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：分别制备环氧树脂和氧化锌纳米棒
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，氧化锌纳米棒
的加入量为双酚A型环氧树脂的2wt％；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉96份，环氧树脂，
氧化锌纳米棒混合物3份；添加助剂1份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为900摄氏度，蒸发时间为30min，纳米锌粉质
量纯度超过98.7％，径向尺寸为60nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性后的氧
化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在55℃下搅拌反应混合充分后，随后加 入腰果壳油改性酚
醛胺固化剂在100℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；。所述添加助剂包括消
泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂，其重量份之比为1:1:1:1。所述氧化锌纳米棒的长径比为1:
20。所述纳米锌粉为纤维状纳米锌粉，长度为500nm-3μm。
盐雾试验采用GB/T 1771-2007的测试条件下测试，即温度为35℃，5％NaCl溶液连
续喷雾，观察涂层表面的状态；涂层附着力按照GB9286-1998进行测定；抗冲击强度依照GB/
T1732-1993进行测定。
通过测试可知，本实施例的涂层的抗冲击强度为55.8Kg，附着力为32MPa/cm2，盐
雾试验700小时无变化。
对比例2：
一种冷镀锌涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)：利用废旧电路板制备锌粉
将废旧电路板破碎，分拣，筛选，得到含有锌的金属富集体，将富集体放入真空炉
内加热，通入氮气，蒸发的锌蒸汽随着氮气进入冷凝室内，即可获得黑色的纳米锌粉；
(2)：制备环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物
首先将氧化锌纳米棒进行硅烷偶联剂改性，并分散在乙醇溶液中，随后将该纳米
棒引入至双酚A型环氧树脂体系中，氧化锌纳米棒的加入量为双酚A型环氧树脂的2wt％，得
到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；
(3)制备冷镀锌涂料
按照以下重量份成称取原料：利用废旧电路板所制备的纳米锌粉0份，环氧树脂-
氧化锌纳米棒复合物99份；添加助剂1份；
具体制备工艺如下：将环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物和添加助剂、溶剂混合后，
用高速分散剂分散合适时间，得到均一的混合物，随后在低速下加入利用废旧电路板所制
备的纳米锌粉，分散合适时间，即可获得冷镀锌涂料。
作为优选，所述步骤(1)中，蒸发温度为900摄氏度，蒸发时间为30min，纳米锌粉质
量纯度超过98.7％，径向尺寸为60nm。
作为优选，将该纳米棒引入至双酚A型环氧树脂体系中的工艺包括：将改性 后的
氧化锌纳米棒与双酚A型环氧树脂在55℃下搅拌反应混合充分后，随后加入腰果壳油改性
酚醛胺固化剂在100℃下固化后得到环氧树脂-氧化锌纳米棒复合物；。所述添加助剂包括
消泡剂，分散剂，防沉剂，流平剂，其重量份之比为1:1:1:1。所述氧化锌纳米棒的长径比为
1:20。所述纳米锌粉为纤维状纳米锌粉，长度为500nm-3μm。
盐雾试验采用GB/T 1771-2007的测试条件下测试，即温度为35℃，5％NaCl溶液连
续喷雾，观察涂层表面的状态；涂层附着力按照GB9286-1998进行测定；抗冲击强度依照GB/
T1732-1993进行测定。
通过测试可知，本实施例的涂层的抗冲击强度为45Kg，附着力为30MPa/cm2，盐雾
试验400小时无变化。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包
含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。