CN101343506A - 一种锌金属涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锌金属涂层，其特征在于，按重量份数计算包括以下组分：聚醚硅酸酯或聚硅酸酯 50－100份；聚乙烯醇缩丁醛或乙基纤维素 50－100份；纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化铝或纳米氧化锌中的一种或几种 1－20份；锌粉 80－200份；防锈剂 0－20份；偶联剂 5－10份；光亮剂 5－25份；成膜助剂 8－25份；润湿剂 5－10份；表面活性剂 1－5份；稀释剂 100－200份；抑泡剂 0.5－3份；抗划痕剂 0.5－5份。本发明涉及的光亮金属锌涂层，可作为金属制件特别是黑色金属制件的防腐蚀抗氧化锌金属涂层，其可替代通常采用的镀锌工艺。本发明中的光亮锌金属涂层，能十分方便有效地在金属制件特别是黑色金属制件上涂上一层结合牢固的锌金属涂层。

Description

一种锌金属涂层
技术领域
本发明涉及一种锌金属涂层。
背景技术
人们通常采用在金属或黑色金属制品表面镀上一层其它金属或合金，如：金属锌、镍、铬、铜、铑等工艺，来达到或改善对基体金属的抗蚀性和其它性能。在工业上，应用最多的生产工艺是采用电镀工艺，但传统的电镀工艺存在要使用多种有毒有害物质，如：各种无机、有机酸液、氰化物、铬酸盐等化学品；由此，会造成严重的安全、环保问题。此外，传统的电镀工艺其工艺过程十分繁复，在电镀前，要对金属部件表面进行一系列的工艺处理，如：粗化、活化、敏化或需预镀其它相对应的金属过渡层等；在电镀后，还须经除氢、钝化、干燥等工艺处理；总之传统的电镀工艺除需解决环保问题外，还急需考虑和解决如何减轻操作工人的劳动强度和安全生产问题；当然，其高的工艺成本也有待解决。
发明内容
本发明的目的主要是为解决现有技术不足，提供一种锌金属涂层。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种锌金属涂层，其特征在于，按重量份数计算包括以下组分：
聚醚硅酸酯或聚硅酸酯                                                  50-100份；
聚乙烯醇缩丁醛或乙基纤维素                                            50-100份；
纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化铝或纳米氧化锌中的一种或几种    1-20份；
锌粉                                                                  80-200份；
防锈剂                                                                0-20份；
偶联剂                                                                5-10份；
光亮剂                                                                5-25份；
成膜助剂                                                              8-25份；
润湿剂                                                                5-10份；
表面活性剂                                                            1-5份；
稀释剂                                                                100-200份；
抑泡剂                          0.5-3份；
抗划痕剂                        0.5-5份。
其中，所述的聚醚硅酸酯或聚硅酸乙酯，均自行合成：聚硅酸乙酯-28：100-200重量份，硅酸乙酯-40：100-200重量份，无水乙醇300份，在微酸条件下水解，可得到如下聚合物(聚硅酸乙酯)：
聚醚硅酸酯是在上述配方中，所合成得到的硅酸乙酯水解物再与丙三醇：CH2(OH)CH(OH)CH2(OH)，重量份为50-100份进行酯交换反应生成物。
其中，所述的纳米二氧化硅、二氧化钛、二氧化铝或氧化锌粒径在5～40nm范围内。
其中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，如：r-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲基乙氧基)硅烷、商品名：供应商：美国威科公司(Witco)组份为：r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，或螯合型钛酸酯偶联剂。
其中，所述的防锈剂是三聚磷酸铝或磷酸锌，但优选的是三聚磷酸铝。
其中，所述的成膜助剂为三丙二醇丁醚、丙二醇醚或Texanol酯醇，优选的是三丙二醇丁醚。
其中，所述的润湿剂为硅酮树酯和醇胺脂肪酸钛的复配物，如：供应厂商：越佑企业有限公司的YE-20高效润湿分散剂；供应厂商：获利化工有限公司(法国)的Worlee-Add400润湿、分散剂、供应厂商：美国联合碳化公司(UNION CARBIDE)的TRITON N-57润湿剂或Henkel公司的PE-100。
其中，所述的表面活性剂为辛基苯酚聚乙二醇醚、十二烷基酚聚氧乙烯(10)醚或聚醚硅油。
其中，所述的稀释剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、环己酮、丙酮、乙酸乙酯或乙酸甲酯的一种或其中一种与去离子水的混合物。优选的是乙醇与去离子水的混合物。去离子水的重量含量为3-8重量份。
其中，所述的光亮剂是一种片状或颗粒状光亮型铝银浆，并加入灵高公司(Langer&Co)的商品名为：Soya-Lecinthin-Concentrate W-250的一种改性CP卵磷脂助剂。
其中，抑泡剂选自有机硅消泡剂，可使用德国的BYK公司的商品BYK-141，聚醚改性甲基烷基聚硅氧烷共聚物溶液可使用德国的BYK公司的BYK-320，芳烷基改性甲基烷基聚硅氧烷溶液可使用德国的BYK公司的BYK-322；优选的是BYK-141。
其中，所述的抗划痕剂选自聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物，可使用德国的BYK公司的BYK-333或BYK-344，还可以使用聚四氟乙烯改性聚乙烯，如台湾德谦公司的MW-320，还可以使用交联高分子蜡，如台湾德谦公司的MW-1875，优选的是BYK-333。
本发明中锌金属涂层的制备方法为：将选定重量的聚醚硅酸酯或聚硅酸乙酯为一组分，装于塑料容器中；将余下选定重量份的组分，通过机械混合均匀后，分装于马口铁漆桶中。产品应密闭储存。使用时，将两组分充分混合均匀即可。
本发明中的光亮金属锌涂层，可作为金属制件特别是黑色金属制件的防腐蚀抗氧化锌金属涂层，其可替代通常采用的镀锌工艺。本发明中的光亮锌金属涂层，能十分方便有效地在金属制件特别是黑色金属制件上涂上一层结合牢固的锌金属涂层。其可采用浸涂、喷涂、滚涂、刷涂等多种涂复工艺。例如：可采用将工件浸渍到本涂料中，并旋抛的涂复工艺，小工件可放在特制网袋内浸渍旋抛；加涂前工件经一般的粗化处理即可。浸涂后的工件可常温固化，也可立即经170℃左右热风干燥固化。加涂前的工件可以是常温的，也可以是经热风干燥处理后的热工件；热风干燥时间一般控制在5-10分钟范围，视被涂工件的热容大小而定。采用上述方法加涂一次后的涂层厚度在5-8μm左右，一般再重复加涂一次，共二次，即可达到满意的防蚀性能。使用上述方法制及的光亮金属锌涂层，按相关GB标准方法检测，其附着力可达0级或1级、耐冲击强度达到50kg.cm，柔韧性为1mm、耐温≤400℃。
盐雾试验结果：
当上述锌金属涂层，其厚度为15μm±3μm时，用自制的丙烯酸聚氨酯共聚物为其表面进行封闭处理后；按GB/T1771-91国标，在FQY010盐雾腐蚀试验机上通过了≥600h的耐盐雾腐蚀试验。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
按重量份计算
Figure A20081004218900071
各实施例中的组分名称为
Figure A20081004218900072
Figure A20081004218900081
将实施例1中的锌金属涂层涂於M10×45六角形头钢螺丝上，锌金属涂层厚度为：12——18μm；然后进行快速老化试验，加速老化(相对于盐雾试验)试验如下：
A.老化浸渍液配方
30％双氧水：    12ml；    工业盐：8g；    纯水：80ml
B.评判标准
把光亮锌金属涂镀锌件浸入上述浸渍液中，放置1.5h后取出，若制件无锈蚀发生，既可判为可耐500小时常规盐雾试验同等值。
C.实验结果：≥12h，制件无锈蚀发生。
上述试验方法是相关厂商的企标或行业评判方法。
未加入或分别引入5wt％、10wt％的光亮剂后，按ISO3906-1980(E)、GB/T13452.3-92\GB9270-88和GB5211.17-88标准，用C84-II型反射率仪，测定了涂层的反射率，见下表：
配方 反射率(％)
未加入光亮剂 24.3
引入5wt％光亮剂 38.7
引入10wt％光亮剂 50.9

Claims (11)

1.一种锌金属涂层，其特征在于，按重量份数计算包括以下组分：
聚醚硅酸酯或聚硅酸乙酯                                        50-100份；
聚乙烯醇缩丁醛或乙基纤维素                                    50-100份；
纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化铝或纳米氧化锌中的一种或几种  1-20份；
锌粉                                                          80-200份；
防锈剂                                                        0-20份；
偶联剂                                                        5-10份；
光亮剂                                                        5-25份；
成膜助剂                                                      8-25份；
润湿剂                                                        5-10份；
表面活性剂                                                    1-5份；
稀释剂                                                        100-200份；
抑泡剂                                                        0.5-3份；
抗划痕剂                                                      0.5-5份。
2.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化铝或纳米氧化锌粒径在5～40nm范围内。
3.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或螯合型钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的防锈剂是三聚磷酸铝或磷酸锌。
5.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的成膜助剂为三丙二醇丁醚、丙二醇醚或Texanol酯醇。
6.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的润湿剂选自YE-20、Worlee-Add400、TRITON N-57或PE-100。
7.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的表面活性剂为辛基苯酚聚乙二醇醚、十二烷基酚聚氧乙烯(10)醚或聚醚硅油。
8.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的稀释剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、环己酮、丙酮、乙酸乙酯或乙酸甲酯中的一种或其中一种与去离子水的混合物。
9.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的光亮剂选自铝银浆与的改性CP卵磷脂助剂W-250的混合物。
10.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的抑泡剂选自有机硅消泡剂或、聚醚改性甲基烷基聚硅氧烷共聚物溶液或芳烷基改性甲基烷基聚硅氧烷溶液。
11.根据权利要求1所述的锌金属涂层，其特征在于，所述的抗划痕剂选自聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物、聚四氟乙烯改性聚乙烯或交联高分子蜡。
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