一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 【技术领域】
本发明属于防腐涂料技术领域， 具体涉及一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法。背景技术 传统的电镀锌和热浸锌工艺由于耐蚀性差、 能耗大、 污染严重、 有氢脆， 且使用温 度受钝化膜老化温度的限制， 只能在 100℃以下使用， 有很大的局限性。锌铝涂层 ( 达克罗 涂层 ) 由于具有传统的电镀锌和热浸锌无法比拟的优点， 因而在汽车、 医药、 电力、 石油及 军工等领域得到了相当广泛的应用。 锌铝涂层是将片状锌粉和铝粉、 铬酐、 润湿剂、 分散剂、 去离子水及其他助剂组成的混合液搅拌均匀后涂覆于工件表面， 然后在 300℃下固化， 氧化 还原反应形成无定形的 nCr2O3·mCrO3 复合盐。
然而， 锌铝涂层中含有 Cr6+， Cr6+ 是众所周知的有害物质， 毒性强且有致癌作用， 会 对人类生存环境造成严重污染， 因此铬的使用已经受到越来越严格的限制。尽管锌铬涂层 6+ 中绝大部分的 Cr 在烘烤成膜的过程中通过反应转化成 Cr3+， 但仍有很少量的铬以可溶性 六价铬的形式保留在锌铝涂层中。 在正常情况下， 它的溶量应该不大于 3μg/cm2， 但即使是 2 这个数量也同镀锌钝化层一样超过了 0.6μg/cm 这一引起过敏的限度。欧洲 2000/53/EG 规定， 从 2003 年 7 月 1 日起， 在欧洲生产和销售的每辆汽车中， 六价铬的含量不得超过 2g， 6+ 汽车上使用的防腐涂层中不允许含有 Cr ， 世界上工业发达国家的汽车行业中许多品牌车 辆亦率先制定了无铬涂层的技术标准。 所以不含六价铬等有害金属的防腐技术的研究开发 就迫在眉睫， 具有可观的经济和社会效益。
无铬锌铝涂层目前实现了产业化的产品屈指可数 ： 一种是由美国 MCI 公司推出 的 Geomet( 交美特 ) 涂层， 一种是德国 Delta 公司推出的 Delta 涂层， 以及北京永泰和推 出的 BNC 水性无铬锌铝涂层。这些涂料虽消除了传统达克罗中的铬， 但涂层的耐候性与耐 腐蚀性能与传统达克罗相比都有所下降， 且须与另一层有机封闭涂层搭配使用， 大大增加 了涂层成本。锌铝复合涂镀涂料及其制备方法 (CN101074337A) 的专利技术， 采用片状锌 粉、 片状铝粉、 中性树脂、 稀释剂、 非离子表面活性剂、 抗沉降剂和分散剂制成锌铝复合涂镀 涂料。由于稀释剂使用了甲苯及二甲苯有毒有害的有机溶剂， 污染环境。再则其膜层虽然 有较好的附着力， 但是耐腐蚀性能不高， 硬度不高， 膜层厚度偏厚。一种无铬达克罗涂料 (CN101260252A) 的专利技术， 涂覆后的金属零件置于 200 ～ 400℃固化， 处理工艺所需固化 温度高， 能耗大。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷， 目的是提供一种环境友好、 能耗小和成本低的无 铬锌铝防腐涂料的制备方法 ； 用该方法所制备的无铬锌铝防腐涂料涂覆后的涂层冲击强度 高、 耐蚀性好、 结合力强和硬度高。
本发明所采用的技术方案是 ： 先将 5 ～ 25wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 15wt％的鳞片 状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 40wt％的有机溶剂、 1.1 ～ 1.8wt％的分散剂、 3 ～ 8wt％的缓蚀剂和 3 ～ 10wt％的无机添加剂， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。
或然后将 5 ～ 15wt％的改性树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂和 25 ～ 30wt％的 有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料 ；
或然后将 5 ～ 15wt％的改性树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂和 25 ～ 30wt％的 有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤 维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
上述技术方案中 ： 鳞片状锌粉的片径为 10 ～ 15μm， 厚度为 0.1 ～ 0.2μm ； 鳞片 状铝粉的片径为 10 ～ 12μm， 厚度为 0.1 ～ 0.2μm ； 有机溶剂为乙二醇乙醚醋酸酯、 醋酸丁 酯、 甲基丙烯酸丁酯、 邻苯二甲酸二辛酯、 丙酮、 环己酮、 甲乙酮、 异丙醇、 正丁醇、 乙二醇和 丙二醇中的一种以上， 前后两次加入的一种以上的有机溶剂均相同 ； 分散剂为脂肪醇聚氧 乙烯醚类 ； 缓蚀剂为硫脲或为苯并三氮唑 ； 无机添加剂为经纳米级微乳液表面改性的纳米 二氧化硅或为经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅 ； 改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂、 聚氨脂改性环氧树脂和环氧改性酚醛树脂中的一种以上 ； 有机硅烷偶联剂为有机硅烷偶联 剂 KH-550、 有机硅烷偶联剂 KH-560、 有机硅烷偶联剂 KH-570 和有机硅烷偶联剂 KH-900 中 的一种。 本发明在常温下进行， 工艺简单、 生产时间短， 降低了生产成本 ； 所采用的粘结剂 为有机硅烷偶联剂及改性树脂， 而非铬酐， 实现了涂料和涂层的完全无铬化， 成为真正的 生态环保涂料 ； 有机硅烷偶联剂通过烷基化能够与钢、 铁等基层表面的铁离子反应形成 锌 - 硅酸 - 铁化合物， 并且也能够和锌粉微细粒子表面的锌离子反应， 形成一层坚硬的膜 包覆在微细粒子的表面， 从而与钢材基层粘结在一起， 大大提高了涂层在金属表面的附着 力和耐蚀性 ； 所采用的无机添加剂为经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅或为经纳 米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 大大提高了涂层的硬度、 耐划伤性、 减摩性和耐腐蚀性 能， 有效地降低了涂层固化导致的微裂纹 ； 制品中的有机溶剂属于中低沸点的溶剂， 能在 220±10℃固化附着在金属基材表面， 低于常规工艺的固化温度 300℃， 大大降低使用能耗， 节约处理成本。
所制成的无铬锌铝防腐涂料在 15μm 的膜层厚度下可达到 480 小时以上的耐盐 雾试验， 附着力达到 5 级， 硬度达到 5H 以上， 涂层耐热性 (400℃ ) 为 20 ～ 30 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 240 ～ 280 小时， 耐盐性为 65 ～ 75 小时， 冲击强度为 45 ～ 65kg·cm
因此， 本发明具有环境友好、 能耗小和成本低的特点， 所制得的无铬锌铝防腐涂料 涂覆后的涂层冲击强度高、 耐蚀性好、 结合力强和硬度高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述， 并非对保护范围的限制 ：
在本具体实施方式中 ： 锌粉为鳞片状锌粉， 片径为 10 ～ 15μm， 厚度为 0.1 ～ 0.2μm ； 铝粉为鳞片状铝粉， 片径为 10 ～ 12μm， 厚度为 0.1 ～ 0.2μm。以下实施例中将不 再重复描述。
实施例 1
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 10wt ％的鳞片状锌粉和 10 ～ 15wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 40wt％的乙二醇乙醚醋酸酯、 1.5 ～ 1.8wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-3、 3 ～ 5wt％的硫脲和 5 ～ 10wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳 米二氧化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 8 ～ 15wt％的聚氨脂改性环氧树脂、 1～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-550 和 25 ～ 30wt％的乙二醇乙醚醋酸酯搅拌均匀后添加到基 料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无 铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 480 ～ 490 小时， 耐盐性为 65 ～ 68 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 20 ～ 24 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 250 ～ 260 小时， 冲击强度为 56 ～ 65kg·cm。
实施例 2
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 10wt％的鳞片状锌粉和 10 ～ 15wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 40wt％的环 己酮、 1.5 ～ 1.8wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4、 3 ～ 5wt％的硫脲和 5 ～ 10wt％的经纳米 级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 8 ～ 15wt％的聚氨 脂改性环氧树脂和环氧改性酚醛树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-560 和 25 ～ 30wt％ 的环己酮搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤 维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 490 ～ 500 小时， 耐盐性为 67 ～ 70 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 25 ～ 30 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 248 ～ 256 小时， 冲击强度为 53 ～ 58kg·cm。
实施例 3
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 10wt％的鳞片状锌粉和 10 ～ 15wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 40wt％的 乙二醇乙醚醋酸酯和丙酮、 1.5 ～ 1.8wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-5、 3 ～ 5wt％的苯并三 氮唑和 5 ～ 10wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基 料。然后将 8 ～ 15wt ％的聚氨脂改性环氧树脂、 1 ～ 3wt ％的有机硅烷偶联剂 KH-570 和 25 ～ 30wt％的乙二醇乙醚醋酸酯和丙酮搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加 入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 482 ～ 490 小时， 耐盐性为 65 ～ 69 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 20 ～ 23 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 244 ～ 253 小时， 冲击强度为 55 ～ 65kg·cm。
实施例 4
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 10wt％的鳞片状锌粉和 10 ～ 15wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 40wt％的 醋酸丁酯和正丁醇、 1.5 ～ 1.8wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-7、 3 ～ 5wt％的苯并三氮唑和 5 ～ 10wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后 将 8 ～ 15wt％的环氧改性丙烯酸树脂和环氧改性酚醛树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-900 和 25 ～ 30wt％的醋酸丁酯和正丁醇搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再 加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力为 5 级， 耐盐雾试验为 478 ～ 485 小时， 耐盐性为 68 ～ 72 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 24 ～ 28 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 262 ～ 271 小时， 冲击强度为 47 ～ 55kg·cm。
实施例 5
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 10wt％的鳞片状锌粉和 10 ～ 15wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 40wt％的有 机溶剂、 1.5 ～ 1.8wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-9、 3 ～ 5wt％的硫脲和 5 ～ 10wt％的经纳 米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 8 ～ 15wt％的 环氧改性酚醛树脂和聚氨脂改性环氧树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-560 和 25 ～ 30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的 羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例中的有机溶剂均为乙二醇乙醚醋酸酯、 丙酮和正丁醇。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 495 ～ 505 小时， 耐盐性为 66 ～ 70 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 25 ～ 30 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 252 ～ 260 小时， 冲击强度为 51 ～ 57kg·cm。
实施例 6 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 15wt％的鳞片状锌粉和 8 ～ 11wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 35wt％的醋酸丁酯、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯 醚 AEO-3、 3 ～ 5wt％的硫脲和 5 ～ 7wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 8 ～ 11wt％的环氧改性丙烯酸树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷 偶联剂 KH-550 和 28 ～ 30wt％的醋酸丁酯搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再 加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 483 ～ 492 小时， 耐盐性为 66 ～ 69 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 22 ～ 25 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 265 ～ 274 小时， 冲击强度为 48 ～ 55kg·cm。
实施例 7
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 15wt％的鳞片状锌粉和 8 ～ 11wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 35wt％的甲 乙酮、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4、 3 ～ 5wt％的硫脲和 5 ～ 7wt％的经纳米 级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。 然后将 8 ～ 11wt％的聚氨脂 改性环氧树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-560 和 28 ～ 30wt％的甲乙酮搅拌均匀后添 加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 500 ～ 510 小时， 耐盐性为 66 ～ 69 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 23 ～ 26 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 245 ～ 252 小时， 冲击强度为 56 ～ 63kg·cm。
实施例 8
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 15wt％的鳞片状锌粉和 8 ～ 11wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 35wt％的正 丁醇、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-5、 3 ～ 5wt％的苯并三氮唑和 5 ～ 7wt％的
经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。 然后将 8 ～ 11wt％ 的环氧改性酚醛树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-570 和 28 ～ 30wt％的正丁醇搅拌均 匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 491 ～ 498 小时， 耐盐性为 68 ～ 72 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 25 ～ 28 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 251 ～ 262 小时， 冲击强度为 49 ～ 57kg·cm。
实施例 9
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 15wt％的鳞片状锌粉和 8 ～ 11wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 35wt％的甲 基丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二辛酯、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-7、 3 ～ 5wt％ 的苯并三氮唑和 5 ～ 7wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制 成基料。 然后将 8 ～ 11wt％的环氧改性酚醛树脂和聚氨脂改性环氧树脂、 1 ～ 3wt％的有机 硅烷偶联剂 KH-900 和 28 ～ 30wt％的甲基丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二辛酯搅拌均匀后添加 到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制 得无铬锌铝防腐涂料。 本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 496 ～ 515 小时， 耐盐性为 69 ～ 73 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 24 ～ 27 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 248 ～ 255 小时， 冲击强度为 52 ～ 57kg·cm。
实施例 10
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 5 ～ 15wt％的鳞片状锌粉和 8 ～ 11wt％的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 30 ～ 35wt％的有 机溶剂、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-9、 3 ～ 5wt％的硫脲和 5 ～ 7wt％的经纳 米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 8 ～ 11wt％的聚 氨脂改性环氧树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-550 和 28 ～ 30wt％的有机溶剂搅拌均 匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 再加入 0.05 ～ 0.5wt％的羟乙基纤维素， 搅拌 20 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例中的有机溶剂均为醋酸丁酯、 甲乙酮和异丙醇。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 503 ～ 511 小时， 耐盐性为 67 ～ 72 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 23 ～ 25 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 249 ～ 257 小时， 冲击强度为 54 ～ 62kg·cm。
实施例 11
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 20wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的甲基丙烯酸丁酯、 1.1 ～ 1.3wt％的脂肪醇聚 氧乙烯醚 AEO-3、 5 ～ 8wt％的硫脲和 5 ～ 7wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化 硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 5 ～ 8wt％的环氧改性酚醛树脂、 1 ～ 2wt％的有机 硅烷偶联剂 KH-550 和 25 ～ 30wt％的甲基丙烯酸丁酯搅拌均匀后添加基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力
为 5 级， 耐盐雾试验为 485 ～ 495 小时， 耐盐性为 65 ～ 67 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 26 ～ 30 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 240 ～ 248 小时， 冲击强度为 47 ～ 54kg·cm。
实施例 12
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 20wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的丙酮、 1.1 ～ 1.3wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4、 5 ～ 8wt％的硫脲和 5 ～ 7wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。 然后将 5 ～ 8wt％的环氧改性丙烯酸树脂和环氧改性酚醛树脂、 1 ～ 2wt％ 的有机硅烷偶联剂 KH-560 和 25 ～ 30wt ％的丙酮搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 485 ～ 496 小时， 耐盐性为 66 ～ 68 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 25 ～ 28 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 260 ～ 269 小时， 冲击强度为 45 ～ 54kg·cm。
实施例 13
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 20wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的丙二醇、 1.1 ～ 1.3wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-5、 5 ～ 8wt％的苯并三氮唑和 5 ～ 7wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 5 ～ 8wt％的环氧改性酚醛树脂、 1 ～ 2wt％的有机硅 烷偶联剂 KH-570 和 25 ～ 30wt％的丙二醇搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制 得无铬锌铝防腐涂料。 本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 494 ～ 505 小时， 耐盐性为 67 ～ 70 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 25 ～ 29 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 242 ～ 251 小时， 冲击强度为 46 ～ 54kg·cm。
实施例 14
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 20wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的有机溶剂、 1.1 ～ 1.3wt％的脂肪醇聚氧乙烯 醚 AEO-7、 5 ～ 8wt％的苯并三氮唑和 5 ～ 7wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 5 ～ 8wt％的聚氨脂改性环氧树脂和环氧改性丙烯酸 树脂、 1 ～ 2wt％的有机硅烷偶联剂 KH-900 和 25 ～ 30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基 料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例中的有机溶剂均为丙酮和环己酮。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 500 ～ 512 小时， 耐盐性为 66 ～ 70 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 20 ～ 22 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 261 ～ 270 小时， 冲击强度为 51 ～ 58kg·cm。
实施例 15
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 20wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的有机溶剂、 1.1 ～ 1.3wt％的脂肪醇聚氧乙烯 醚 AEO-9、 5 ～ 8wt％的苯并三氮唑和 5 ～ 7wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化 硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 5 ～ 8wt％的环氧改性丙烯酸树脂和环氧改性酚醛 树脂、 1 ～ 2wt％的有机硅烷偶联剂 KH-570 和 25 ～ 30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基
料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例中的有机溶剂均为乙二醇和丙二醇。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 498 ～ 508 小时， 耐盐性为 68 ～ 71 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 23 ～ 26 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 260 ～ 268 小时， 冲击强度为 45 ～ 52kg·cm。
实施例 16
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 25wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的邻苯二甲酸二辛酯、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇 聚氧乙烯醚 AEO-3、 3 ～ 5wt％的硫脲和 3 ～ 5wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧 化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 10 ～ 15wt％的环氧改性丙烯酸树脂和聚氨脂改 性环氧树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联剂 KH-550 和 25 ～ 30wt％的邻苯二甲酸二辛酯搅拌 均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 510 ～ 520 小时， 耐盐性为 70 ～ 75 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 21 ～ 24 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 264 ～ 275 小时， 冲击强度为 54 ～ 60kg·cm。
实施例 17
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 25wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的异丙醇、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-4、 3 ～ 5wt％的硫脲和 3 ～ 5wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 10 ～ 15wt％的环氧改性丙烯酸树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联 剂 KH-560 和 25 ～ 30wt％的异丙醇搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬 锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 495 ～ 505 小时， 耐盐性为 72 ～ 75 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 22 ～ 25 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 270 ～ 280 小时， 冲击强度为 47 ～ 54kg·cm。
实施例 18
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 25wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的乙二醇、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚 AEO-5、 3 ～ 5wt％的苯并三氮唑和 3 ～ 5wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。 然后将 10 ～ 15wt％的环氧改性丙烯酸树脂、 1 ～ 3wt％的有机 硅烷偶联剂 KH-570 和 25 ～ 30wt％的乙二醇搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 492 ～ 501 小时， 耐盐性为 71 ～ 74 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 22 ～ 24 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 269 ～ 278 小时， 冲击强度为 49 ～ 56kg·cm。
实施例 19
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 25wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的有机溶剂、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯 醚 AEO-7、 3 ～ 5wt％的苯并三氮唑和 3 ～ 5wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅，搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 10 ～ 15wt％的改性树脂、 1 ～ 3wt％的有机硅烷偶联 剂 KH-900 和 25 ～ 30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无 铬锌铝防腐涂料。
本实施例中 ： 有机溶剂均为甲乙酮和异丙醇 ； 改性树脂为环氧改性丙烯酸树脂、 聚氨脂改性环氧树脂和环氧改性酚醛树脂。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 5H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 518 ～ 530 小时， 耐盐性为 72 ～ 75 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 26 ～ 30 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 262 ～ 272 小时， 冲击强度为 50 ～ 58kg·cm。
实施例 20
一种无铬锌铝防腐涂料及制备方法 ： 先将 15 ～ 25wt％的鳞片状锌粉和 5 ～ 8wt％ 的鳞片状铝粉搅拌均匀， 再加入 25 ～ 30wt％的有机溶剂、 1.3 ～ 1.5wt％的脂肪醇聚氧乙 烯醚 AEO-9、 3 ～ 5wt％的苯并三氮唑和 3 ～ 5wt％的经纳米级微乳液表面改性的纳米碳化 硅， 搅拌 20 ～ 40min， 制成基料。然后将 10 ～ 15wt％的环氧改性丙烯酸树脂、 1 ～ 3wt％的 有机硅烷偶联剂 KH-900 和 25 ～ 30wt％的有机溶剂搅拌均匀后添加到基料中， 搅拌 30 ～ 50min， 制得无铬锌铝防腐涂料。 本实施例中的有机溶剂均为邻苯二甲酸二辛酯、 环己酮和丙二醇。
本实施例所制得的无铬锌铝防腐涂料， 涂覆后的涂层经测试 ： 硬度为 6H， 附着力 为 5 级， 耐盐雾试验为 510 ～ 518 小时， 耐盐性为 68 ～ 73 小时， 耐热性 (400℃ ) 为 22 ～ 25 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 271 ～ 280 小时， 冲击强度为 48 ～ 56kg·cm。
本具体实施方式在常温下进行， 工艺简单、 生产时间短， 降低了生产成本 ； 所采用 的粘结剂为有机硅烷偶联剂及改性树脂， 而非铬酐， 实现了涂料和涂层的完全无铬化， 成为 真正的生态环保涂料 ； 有机硅烷偶联剂通过烷基化能够与钢、 铁等基层表面的铁离子反应 形成锌 - 硅酸 - 铁化合物， 并且也能够和锌粉微细粒子表面的锌离子反应， 形成一层坚硬 的膜包覆在微细粒子的表面， 从而与钢材基层粘结在一起， 大大提高了涂层在金属表面的 附着力和耐蚀性 ； 所采用的无机添加剂为经纳米级微乳液表面改性的纳米二氧化硅或为经 纳米级微乳液表面改性的纳米碳化硅， 大大提高了涂层的硬度、 耐划伤性、 减摩性和耐腐蚀 性能， 有效地降低了涂层固化导致的微裂纹 ； 制品中的有机溶剂属于中低沸点的溶剂， 能在 220±10℃固化附着在金属基材表面， 低于常规工艺的固化温度 300℃， 大大降低使用能耗， 节约处理成本。
本具体实施方式所制成的无铬锌铝防腐涂料在 15μm 的膜层厚度下可达到 480 小 时以上的耐盐雾试验， 附着力达到 5 级， 硬度达到 5H 以上， 涂层耐热性 (400℃ ) 为 20 ～ 30 小时， 耐水性 (40℃ ) 为 240 ～ 280 小时， 耐盐性为 65 ～ 75 小时， 冲击强度为 45 ～ 65kg· cm
因此， 本具体实施方式具有环境友好、 能耗小和成本低的特点， 所制得的无铬锌铝 防腐涂料涂覆后的涂层冲击强度高、 耐蚀性好、 结合力强和硬度高。
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