CN102372992A - 防腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防腐蚀涂料及其制备方法，防腐蚀涂料由成膜物质、固化剂、溶剂、颜料、颜料处理剂组成；其中成膜物质为环氧树脂；固化剂为潜伏型固化剂；溶剂包含醋酸丁酯、醋酸乙酯、乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物；颜料包含效应颜料和防锈颜料；颜料处理剂为有机硅树脂；以上原料的重量百分比为：环氧树脂：12～18；潜伏型固化剂：2～3；醋酸丁酯：10～15；醋酸乙酯：5～10；乙二醇乙醚醋酸酯：10～15；二元酸酯混合物：8～15；效应颜料：5.25～7；防锈颜料：15.75～21；有机硅树脂：2～5。本发明的防腐蚀涂料不含重金属，符合欧盟ROHS要求，是一种真正环保绿色的防腐蚀涂料。
Description
技术领域
本发明涉及金属用防腐蚀涂料，特别涉及一种可替代达克罗涂料的单组分单涂层防腐蚀涂料及其制备方法。
背景技术
达克罗涂料最早诞生于20世纪50年代末。在北美、北欧寒冷的冬天，道路上厚实的冰层严重阻碍机动车的行驶，人们用盐撒在地上的方法来降低凝固点的温度以缓解道路畅通问题，但是紧接而来的氯化钠中的氯离子侵蚀了钢铁基体，交通工具严重受损、严峻的课题出现了。美国科学家迈克·马丁研制了以金属锌片为主同时加入铝片、铬酸、去离子水做溶剂的高分散水溶性涂料，涂料沾在金属基体上，经过全闭路循环涂覆烘烤，形成薄薄的涂层，达克罗涂层成功地抵抗氯离子的侵蚀，防腐技术进入了新的台阶，改革了传统电镀工艺防腐寿命短的缺陷。因此，达克罗技术被美国军方采纳，成为一项防腐军事技术(美军标MTL-C-87115)，到了20世纪70年代日本的NDS公司从美国MCI公司引入达克罗技术，并且买断了在亚太地区的使用权，并控股美国MCI公司。
中国在1994年正式从日本引进达克罗技术，最初仅用于国防工业和国产化的汽车零部件，后又发展到电力、建筑、海洋工程、家用电器、小五金及标准件、铁路、桥梁、隧道、公路护栏、石油化工、生物工程、医疗器械粉末冶金等多种行业。特别是汽车紧固件和家电产品紧固件已经大部分确定使用含六价铬的达克罗涂料进行防腐保护。
达克罗中含有对环境和人体有害的六价铬离子具有致癌作用，近年来欧盟又提出了ROHS环保要求，所出口的产品对重金属铅、铬、汞、镉有严格的限值，所以传统的达克罗涂料已经无法适应，开发不含六价铬的涂料势在必行。
达克罗涂料最重要的特点就是在厚度为10微米时，仍然能够保持耐中性盐雾腐蚀1000小时，所以能够满足紧固件的配合性要求。
国内发明人改进了传统的达克罗涂料，向传统达克罗涂料里加入了有机成膜树脂，利用有机成膜树脂来黏结锌、铝粉，改善耐磨性，但仍然含六价铬。也有其他发明人利用磷酸盐、三聚磷酸钠来代替六价铬作为氧化剂，很显然其氧化性与六价铬是有差异的。国内开发出的用于工业生产的无铬涂料，在厚度低于20微米时，其耐蚀性与含铬达克罗涂料相差很大，耐中性盐雾腐蚀实际最多只能达到300小时。主要原因是膜层太薄，水分子很容易穿透膜层使基材锈蚀。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种完全不使用含有铬等重金属的物质、符合欧盟ROHS环保要求的、耐中性盐雾腐蚀能力强的超薄型单组分单涂层的防腐蚀涂料。
实现本发明的第一个目的的技术方案是一种防腐蚀涂料，由成膜物质、固化剂、溶剂、颜料、颜料处理剂组成；其中成膜物质为环氧树脂；固化剂为潜伏型固化剂；溶剂包含醋酸丁酯、醋酸乙酯、乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物；颜料包含效应颜料和防锈颜料；颜料处理剂为有机硅树脂；以上原料的重量百分比为：
环氧树脂： 12～18；
潜伏型固化剂： 2～3；
醋酸丁酯： 10～15；
醋酸乙酯： 5～10；
乙二醇乙醚醋酸酯： 10～15；
二元酸酯混合物： 8～15；
效应颜料： 5.25～7；
防锈颜料： 15.75～21；
有机硅树脂： 2～5。
所述潜伏型固化剂为双氰氨；所述效应颜料为铝粉；所述防锈颜料为锌粉。
所述固化剂还包括重量百分比为0.25～3的封闭型固化剂，封闭性固化剂为氨基树脂；所述成膜物质还包括重量百分比为1～12的热固型丙烯酸树脂。
所述氨基树脂选自全封闭型氨基树脂、甲醚化氨基树脂和丁醚化氨基树脂的一种。
本发明的第二个目的是提供一种防腐蚀涂料的制备方法。
实现本发明的第二个目的的技术方案是一种防腐蚀涂料的制备方法包含以下步骤：
①配制组分一：称取铝粉、锌粉，用醋酸丁酯调成成糊状，然后加入有机硅树脂搅拌均匀，静止待用；
②配制组分二：先制备环氧树脂料：称取环氧树脂，加入醋酸乙酯，搅匀，然后加入未受潮的双氰氨，先用低于300转/分的慢速搅拌均匀，然后用1000～1500转/分的高速充分分散10分钟；在制备好的环氧树脂料中加入乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物，用1000～1500转/分的高速搅拌均匀；
③将组分一加入组分二中，以500转/分的转速搅拌20分钟；
④150目过滤网过滤后装桶；
以上原料的重量百分比如下：
铝粉： 5.25～7；
锌粉： 15.75～21；
醋酸丁酯： 10～15；
有机硅树脂： 2～5；
环氧树脂： 12～18；
醋酸乙酯： 5～10；
双氰氨： 2～3；
乙二醇乙醚醋酸酯：10～15；
二元酸酯混合物： 8～15。
所述第②中，制备好环氧树脂料后，另取容器，称取热固型丙烯酸树脂和甲醚化氨基树脂，搅拌均匀，然后将其加入到配制好的环氧树脂料中，再加入乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物，用1000～1500转/分的高速搅拌均匀；所述热固型丙烯酸树脂和甲醚化氨基树脂的重量百分比分别为：1～12和0.25～3。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明的防腐蚀涂料不含重金属，符合欧盟ROHS要求，是一种真正环保绿色的防腐蚀涂料。
(2)本发明的防腐蚀涂料可根据使用环境不同，采用不同的配方，其中在室内环境中使用可以不用添加热固型丙烯酸树脂和氨基树脂。而在室外使用时，环氧树脂和热固型丙烯酸树脂并用，能平衡涂料的耐蚀性、耐磨性和耐紫外光性能。
(3)本发明的防腐蚀涂料为单组分单涂层的涂料，作为单组分涂料，能够像传统达克罗涂料一样适用于浸涂，浸涂利用率可达98％，可减少涂料的损失；作为单涂层涂料，只需涂装一层即可达到多层的效果；而且还是超薄型涂料，当涂覆厚度为10微米时，其耐中性盐雾腐蚀可以达到800小时以上，极大地节省石油资源，适应紧固件的防腐和配合精度要求。
(4)本发明的防腐蚀涂料应用范围广，可以运用于汽车和家电的紧固件、电力桥架、高速铁路等多种领域，节能环保。
(5)本发明的防腐蚀涂料的制备方法简单、易于操作。
具体实施方式
(实施例1、防腐蚀涂料)
本实施例的防腐蚀涂料可用于室内环境中，由成膜物质、固化剂、溶剂、颜料、颜料处理剂组成；其中成膜物质为环氧树脂；固化剂为潜伏型固化剂；溶剂包含醋酸丁酯、醋酸乙酯、乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物；颜料包含效应颜料和防锈颜料；颜料处理剂为有机硅树脂。具体的原料及配比见表一：
表一
当然，环氧树脂、双氰氨、有机硅树脂也可以采用其他型号，铝粉和锌粉也可以采用国产的。
(实施例2、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例1相同，不同之处在于原料配比按照表二进行：
表二
| 原料名称 | 重量百分比 |
| 环氧树脂 | 15 |
| 双氰氨 | 2 |
| 醋酸丁酯(BAC) | 13 |
| 醋酸乙酯(EAC) | 7 |
| 乙二醇乙醚醋酸酯(CAC) | 15 |
| 二元酸酯混合物(DBE) | 15 |
| 铝粉 | 7 |
| 锌粉 | 21 |
| 有机硅树脂 | 5 |
(实施例3、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例1相同，不同之处在于原料配比按照表三进行：
表三
| 原料名称 | 重量百分比 |
| 环氧树脂 | 18 |
| 双氰氨 | 3 |
| 醋酸丁酯(BAC) | 15 |
| 醋酸乙酯(EAC) | 10 |
| 乙二醇乙醚醋酸酯(CAC) | 15 |
| 二元酸酯混合物(DBE) | 15 |
| 铝粉 | 5.25 |
| 锌粉 | 15.75 |
| 有机硅树脂 | 3 |
(实施例4、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料型号均与实施例1相同，不同之处在于原料配比按照表四进行：
表四
| 原料名称 | 重量百分比 |
| 环氧树脂 | 18 |
| 双氰氨 | 3 |
| 醋酸丁酯(BAC) | 10 |
| 醋酸乙酯(EAC) | 6 |
| 乙二醇乙醚醋酸酯(CAC) | 15 |
| 二元酸酯混合物(DBE) | 15 |
| 铝粉 | 7 |
| 锌粉 | 21 |
| 有机硅树脂 | 5 |
(实施例5、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例1相同，不同之处在于原料配比按照表五进行：
表五
| 原料名称 | 重量百分比 |
| 环氧树脂 | 17 |
| 双氰氨 | 2 |
| 醋酸丁酯(BAC) | 14 |
| 醋酸乙酯(EAC) | 5 |
| 乙二醇乙醚醋酸酯(CAC) | 15 |
| 二元酸酯混合物(DBE) | 14 |
| 铝粉 | 7 |
| 锌粉 | 21 |
| 有机硅树脂 | 5 |
(实施例6、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例1相同，不同之处在于原料配比按照表六进行：
表六
| 原料名称 | 重量百分比 |
| 环氧树脂 | 18 |
| 双氰氨 | 3 |
| 醋酸丁酯(BAC) | 15 |
| 醋酸乙酯(EAC) | 10 |
| 乙二醇乙醚醋酸酯(CAC) | 15 |
| 二元酸酯混合物(DBE) | 8 |
| 铝粉 | 7 |
| 锌粉 | 19 |
| 有机硅树脂 | 5 |
(实施例7、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例1相同，不同之处在于原料配比按照表七进行：
表七
| 原料名称 | 重量百分比 |
| 环氧树脂 | 18 |
| 双氰氨 | 3 |
| 醋酸丁酯(BAC) | 15 |
| 醋酸乙酯(EAC) | 10 |
| 乙二醇乙醚醋酸酯(CAC) | 10 |
| 二元酸酯混合物(DBE) | 13 |
| 铝粉 | 6 |
| 锌粉 | 21 |
| 有机硅树脂 | 4 |
(实施例8、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例1相同，不同之处在于原料配比按照表八进行：
表八
| 原料名称 | 重量百分比 |
| 环氧树脂 | 17 |
| 双氰氨 | 2 |
| 醋酸丁酯(BAC) | 12 |
| 醋酸乙酯(EAC) | 10 |
| 乙二醇乙醚醋酸酯(CAC) | 13 |
| 二元酸酯混合物(DBE) | 15 |
| 铝粉 | 6.5 |
| 锌粉 | 20 |
| 有机硅树脂 | 4.5 |
(实施例9、防腐蚀涂料)
本实施例的防腐蚀涂料适合用于室外环境中，由成膜物质、固化剂、溶剂、颜料、颜料处理剂组成；其中成膜物质为环氧树脂和热固型丙烯酸树脂；固化剂为潜伏型固化剂和封闭型固化剂；溶剂包含醋酸丁酯、醋酸乙酯、乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物；颜料包含效应颜料和防锈颜料；颜料处理剂为有机硅树脂。具体的原料及配比见表九：
表九
热固型丙烯酸树脂的型号为7011，其余原料型号参见实施例1。
(实施例10、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例9相同，不同之处在于原料配比按照表十进行：
表十
(实施例11、防腐蚀涂料)
本实施例所采用的原料及型号均与实施例9相同，不同之处在于原料配比按照表十一进行：
表十一
(实施例12、防腐蚀涂料的制备方法)
本实施例的制备方法采用实施例1中的原料及配比，具体包含以下步骤：
①配制组分一：称取铝粉、锌粉，用醋酸丁酯调成成糊状，然后加入有机硅树脂搅拌均匀，静止待用；
②配制组分二：先制备环氧树脂料：称取环氧树脂，加入醋酸乙酯，搅匀，然后加入未受潮的双氰氨，先用低于300转/分的慢速搅拌均匀，然后用1000～1500转/分的高速充分分散10分钟；在制备好的环氧树脂料中加入乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物，用1000～1500转/分的高速搅拌均匀；
③将组分一加入组分二中，以500转/分的转速搅拌20分钟；
④150目过滤网过滤后装桶；
(实施例13、防腐蚀涂料的制备方法)
本实施例中的制备方法采用实施例9中的原料及配比，具体包含以下步骤：
①配制组分一：称取铝粉、锌粉，用醋酸丁酯调成成糊状，然后加入有机硅树脂搅拌均匀，静止待用；
②配制组分二：先制备环氧树脂料：称取环氧树脂，加入醋酸乙酯，搅匀，然后加入未受潮的双氰氨，先用低于300转/分的慢速搅拌均匀，然后用1000～1500转/分的高速充分分散10分钟；另取容器，称取热固型丙烯酸树脂和甲醚化氨基树脂，搅拌均匀，然后将其加入到配制好的环氧树脂料中，再加入乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物，用1000～1500转/分的高速搅拌均匀；
③将组分一加入组分二中，以500转/分的转速搅拌20分钟；
④150目过滤网过滤后装桶；
对制备出的防腐蚀涂料进行检测，具体检测项目、检测方法及检测结果见表十二：
表十二
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种防腐蚀涂料，其特征在于由成膜物质、固化剂、溶剂、颜料、颜料处理剂组成；其中成膜物质为环氧树脂；固化剂为潜伏型固化剂；溶剂包含醋酸丁酯、醋酸乙酯、乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物；颜料包含效应颜料和防锈颜料；颜料处理剂为有机硅树脂；以上原料的重量百分比为：
环氧树脂： 12～18；
潜伏型固化剂： 2～3；
醋酸丁酯： 10～15；
醋酸乙酯： 5～10；
乙二醇乙醚醋酸酯： 10～15；
二元酸酯混合物： 8～15；
效应颜料： 5.25～7；
防锈颜料： 15.75～21；
有机硅树脂： 2～5。
2.根据权利要求1所述的防腐蚀涂料，其特征在于：所述潜伏型固化剂为双氰氨；所述效应颜料为铝粉；所述防锈颜料为锌粉。
3.根据权利要求2所述的防腐蚀涂料，其特征在于：所述固化剂还包括重量百分比为0.25～3的封闭型固化剂，封闭性固化剂为氨基树脂；所述成膜物质还包括重量百分比为1～12的热固型丙烯酸树脂。
4.根据权利要求3所述的防腐蚀涂料，其特征在于：所述氨基树脂选自全封闭型氨基树脂、甲醚化氨基树脂和丁醚化氨基树脂的一种。
5.一种防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
①配制组分一：称取铝粉、锌粉，用醋酸丁酯调成成糊状，然后加入有机硅树脂搅拌均匀，静止待用；
②配制组分二：先制备环氧树脂料：称取环氧树脂，加入醋酸乙酯，搅匀，然后加入未受潮的双氰氨，先用低于300转/分的慢速搅拌均匀，然后用1000～1500转/分的高速充分分散10分钟；在制备好的环氧树脂料中加入乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物，用1000～1500转/分的高速搅拌均匀；
③将组分一加入组分二中，以500转/分的转速搅拌20分钟；
④150目过滤网过滤后装桶；
以上原料的重量百分比如下：
铝粉： 5.25～7；
锌粉： 15.75～21；
醋酸丁酯： 10～15；
有机硅树脂： 2～5；
环氧树脂： 12～18；
醋酸乙酯： 5～10；
双氰氨： 2～3；
乙二醇乙醚醋酸酯： 10～15；
二元酸酯混合物： 8～15。
6.根据权利要求5所述的一种防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于：所述第②中，制备好环氧树脂料后，另取容器，称取热固型丙烯酸树脂和甲醚化氨基树脂，搅拌均匀，然后将其加入到配制好的环氧树脂料中，再加入乙二醇乙醚醋酸酯和二元酸酯混合物，用1000～1500转/分的高速搅拌均匀；所述热固型丙烯酸树脂和甲醚化氨基树脂的重量百分比分别为：1～12和0.25～3。
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