CN101993625B - 一种应用于水性无铬达克罗涂料中锌铝粉钝化液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属粉表面处理技术，具体为一种应用于水性无铬达克罗涂料中锌铝粉钝化液。该钝化液是由去离子水、钝化剂、助溶剂、pH调节剂组成，按重量份数计，钝化剂0.5～10份，助溶剂25～50份，去离子水500～1000份，pH调节剂0.2～5份。先将钝化剂用去离子水和助溶剂稀释到相应的浓度，搅拌均匀，然后用pH调节剂来调节体系的酸碱性，使之最后的pH＝7～9之间，经搅拌均匀制成钝化液。本发明可以解决存在析氢和涂料的稳定性差等问题，该钝化液对锌铝粉有较好的抑制析氢作用，并使水性涂料有较好的稳定性，且配制简单。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉表面处理技术，具体为一种应用于水性无铬达克罗涂料中锌铝粉钝化液。
背景技术
锌铬涂层(达克罗涂层)自上个世纪六十年代问世以来，对金属的腐蚀防护领域起到了功不可没的成绩。由于具有优异的耐腐蚀和无氢脆性能而得到迅猛的推广和应用。至20世纪90年代，达克罗在欧美日已被广泛应用于汽车、桥梁、建筑、电力、船舶、铁路和家电等行业，且扩展到军工领域。锌粉和铝粉是达克罗涂料的必备组分，二者合适的混合比例确保达克罗涂层具有优异的防护性能和外观。锌铝混合粉在水性环境中的析氢活性，因达克罗涂层中的六价铬的钝化作用而被有效抑制，但在无铬达克罗涂液中则凸现出来，导致涂料储存中因析氢产生“胖听”现象，使无铬达克罗的应用受到限制。并且，达克罗涂层中六价铬毒性高且易致癌，随着环保意识的增强，含六价铬废料的排放也受到严格的限制。
欧洲2000/53/EG中规定，从2003年7月1日起，在欧洲生产和销售的每辆汽车上的防腐涂层中，六价铬的含量不得超过2克，宝马、福特、大众、通用、沃尔沃等汽车公司也都相应制订和执行了无铬涂层的技术标准。随之而来的是电子电器领域，2003年2月13日，欧盟官方公报公布了《废旧电气电子电器(WEEE)》指令(2002/96/EC)和《电气电子设备中限制使用某些有害物质》(RoHS)指令(2002/95/EC)，从2006年7月1日起在电器的金属防腐蚀涂层中禁止使用六价铬。我国政府基本确定了《电子信息产品污染防治管理办法》的内容，其中明确规定，从2006年7月1日起，在我国境内销售的所有电子信息产品都不得含有包括六价铬等在内的有毒有害物质。
目前，在研究无铬达克罗方面已经有了突破性进展，对锌铝混合粉的钝化方式也是各种各样，但是依旧存在一些不足之处，如：析氢问题依旧存在，涂料的稳定性也有待于提高。
因此，一种有效的钝化方式是解决水性无铬达克罗涂料稳定性的关键。
发明内容：
本发明的目的是对水性涂料中锌铝粉现有钝化方式的不足，提供一种应用于水性涂料中锌铝粉钝化液，从而解决涂料的析氢和稳定性差等问题，钝化液对锌铝粉有较好的抑制析氢作用，并使水性涂料有较好的稳定性，且配制简单。
本发明通过如下的技术方案实现：
一种应用于水性涂料中锌铝粉钝化液，按重量份数计，由如下原料组成：
钝化剂 0.5～10份(优选为4～6份)；
助溶剂 25～50份(优选为30～40份)；
去离子水 500～1000份(优选为500～700份)；
pH调节剂 0.2～5份(优选为1～3份)。
本发明所选用的钝化剂由植酸、苯酚类、钼酸钠、钨酸钠、磷酸锌、三聚磷酸铝其中的一种或是一种以上组成。
本发明所选用的pH调节剂为三乙醇胺、乙酸、乙二胺、盐酸、氢氧化钠其中的一种或是一种以上组成。
本发明所选用助溶剂为乙醇、甲醇、乙二醇丁醚、异丙醇、乙二醇、丙三醇其中的一种或是一种以上组成。
本发明所选用的苯酚类钝化剂为2-硝基苯酚、2，4-硝基苯酚、4-硝基苯酚、水杨酸、水杨醛其中的一种或是一种以上组成。
本发明钝化液的制备过程如下：
首先，将钝化剂用去离子水和助溶剂稀释到相应的浓度，搅拌均匀；然后，用pH调节剂来调节体系的酸碱性，使之最后的pH＝7～9之间，经搅拌均匀制成钝化液。
本发明的优点：
1、本发明配制的钝化液pH控制在7～9之间，与涂料体系的pH相近，能够在水性体系下使锌铝更好钝化而抑制析氢。
2、本发明配制的钝化液，应用在水性涂料中，能够使体系有较好的稳定性，在室温下能够储存40以上。
3、本发明配制的钝化液，配制简单，而且容易操作，使配制涂料更加方便快捷。
具体实施方式
以下实施例中，锌粉的片径一般为5～15μm，厚度一般为0.09～0.3μm；铝粉片径一般为10～25μm，厚度一般为0.1～0.3μm，
实施例一：
首先，称取5g植酸放入到500g的去离子水中，磁力搅拌30分钟；之后，向溶液中分别加入0.67g的钼酸钠、30g的乙二醇丁醚，用磁力搅拌器充分搅拌1h；然后，用三乙醇胺、乙酸调节pH＝8，并用磁力搅拌20分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达40天。
实施例二：
首先，称取5g植酸放入到500g的去离子水中，磁力搅拌30分钟；之后，向溶液中分别加入0.5g的磷酸锌、27g的乙醇，用磁力搅拌器充分搅拌1h；然后，用乙二胺、盐酸调节pH＝7.5，并用磁力搅拌20分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达40天。
实施例三：
首先，称取5g的2-硝基苯酚放入到500g的去离子水中，磁力搅拌30分钟；之后，向溶液中分别加入0.5g的三聚磷酸铝、25g的异丙醇，用磁力搅拌器充分搅拌1h；然后，用乙二胺、乙酸调节pH＝8.5，并用磁力搅拌20分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达50天。
实施例四：
首先，称取2g的2-硝基苯酚和3g的2，4-硝基苯酚放入到500g的去离子水中，磁力搅拌25分钟；之后，向溶液中加入30g的乙二醇，用磁力搅拌器充分搅 拌1h；然后，用乙二胺、乙酸调节pH＝9，并用磁力搅拌20分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5硅烷偶联剂(kh560)、0.3g三聚磷酸钠、0.04g羟乙基纤维素。搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达60天。
实施例五：
首先，称取5g的2-硝基苯酚放入到500g的去离子水中，磁力搅拌25分钟；之后，向溶液中加入30g的乙二醇，用磁力搅拌器充分搅拌1h；然后，用盐酸、乙二胺调节pH＝9，并用磁力搅拌20分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达55天。
实施例六：
首先，称取5g的2，4-硝基苯酚放入到500g的去离子水中，磁力搅拌15分钟；之后，向溶液中加入30g的乙二醇丁醚，用磁力搅拌器充分搅拌1h；然后，用乙酸、三乙醇胺调节pH＝7.7，并用磁力搅拌20分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达64天。
实施例七：
首先，称取3g的2，4-硝基苯酚和2g植酸放入到500g的去离子水中，磁力搅拌25分钟；之后，向溶液中加入20g的乙二醇丁醚和10g异丙醇，用磁力搅拌器充分搅拌1h；然后，用乙酸、氢氧化钠调节pH＝8，并用磁力搅拌30分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达61天。
实施例八：
首先，称取5g水杨酸放入到500g的去离子水中，磁力搅拌25分钟；之后，向溶液中加入20g的乙二醇丁醚和10g乙醇，用磁力搅拌器充分搅拌2h；然后，用乙酸、三乙醇胺调节pH＝8.5，并用磁力搅拌40分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达54天。
实施例九：
首先，称取3g水杨酸和3g水杨醛放入到500g的去离子水中，磁力搅拌35分钟；之后，向溶液中加入20g的乙二醇丁醚和10g丙三醇，用磁力搅拌器充分搅拌2h；然后，用乙酸、三乙醇胺调节pH＝9，并用磁力搅拌30分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达57天。
实施例十：
首先，称取3g的4-硝基苯酚和3g植酸放入到500g的去离子水中，磁力搅拌35分钟；之后，向溶液中分别加入0.4g钨酸钠、20g乙二醇丁醚和10g甲醇，用磁力搅拌器充分搅拌2h；然后，用盐酸、三乙醇胺调节pH＝9，并用磁力搅拌20分钟，钝化液配制完成。
用钝化液配制水性涂料，取25g钝化液，加入20g锌铝粉(按重量比计，锌∶铝＝8∶2)，搅拌3个小时之后，加入5g水性硅丙树脂、0.5g硅烷偶联剂(kh560)、0.3g六偏磷酸钠和0.04g羟乙基纤维素，搅拌均匀，涂料即可使用。
用此钝化液配制的涂料稳定性在常温下可达52天。
Claims (3)
1.一种应用于水性无铬达克罗涂料中锌铝粉钝化液，其特征是，按重量份数计，由如下原料组成：
钝化剂 0.5～10份；
助溶剂 25～50份；
去离子水 500～1000份；
pH调节剂 0.2～5份；
钝化剂由植酸、苯酚类、钼酸钠、钨酸钠、磷酸锌、三聚磷酸铝其中的一种或是一种以上组成；
pH调节剂由三乙醇胺、乙酸、乙二胺、盐酸、氢氧化钠其中的一种或是一种以上组成；
助溶剂为乙醇、甲醇、乙二醇丁醚、异丙醇、乙二醇、丙三醇其中的一种或是一种以上组成。
2.按照权利要求1所述的应用于水性无铬达克罗涂料中锌铝粉钝化液，其特征是，苯酚类由2-硝基苯酚、4-硝基苯酚、水杨酸、水杨醛其中的一种或是一种以上组成。
3.按照权利要求1所述的应用于水性无铬达克罗涂料中锌铝粉钝化液，其特征是，钝化液的pH在7～9之间。
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