CN105038440B - 一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料及其复合涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的制备以及其复合涂层的制备。一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料，其特征在于它包括金属浆料、无铬钝化剂、水、聚四氟乙烯悬浮液和相关助剂制成；其中，金属浆料由金属粉和润湿剂组成；各原料所占重量百分数为：金属粉20%~30%，润湿剂20%~30%，无铬钝化剂5%~10%，聚四氟乙烯悬浮液5%~11.3%，水33%~49%，相关助剂1%~2%。复合涂层表面保护采用SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液。本发明制备的涂料性能比普通无铬达克罗涂料稳定，其复合涂层的耐蚀性和抗热震性优异。
Description
技术领域
本发明涉及到一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的制备以及其复合涂层的制备。
背景技术
达克罗技术是由美国大洋公司1963年研制出来的，达克罗涂层原料是由片状锌粉、片状铝粉、铬酐、润湿剂、分散剂、还原剂、去离子水及其他助剂组成的混合液，经搅拌均匀后获得涂液，将其涂敷于工件表面，经过300℃左右烘烤后，在金属基体表面形成一层耐蚀性极佳的涂层。达克罗涂层主要由涂液中片状锌粉和铝粉在紧固件表面有规则的叠加成膜，通过涂液中的铬酸与还原剂在烘烤烧结时发生氧化还原反应，生成的复杂氧化物将锌粉和铝粉相互粘结，并且涂液中的铬酸能使锌铝氧化生成絮凝状的铬酸盐钝化膜，固化后使膜层与基体紧密结合。达克罗涂层耐蚀性能优异和无氢脆，且厚度可控性高，一般在5～10μm，不会影响工件的连接配合，能显著提高紧固件耐腐蚀性能。在国外20世纪90年代，达克罗涂层技术已被广泛应用于汽车、桥梁、电力、铁路、船舶和家电行业，并且在军工行业也有应用。我国也从1993年开始引进达克罗技术，经过近20年的发展，达克罗技术已经从最初仅用于国防工业发展到汽车、家电、电力、隧道、公路防护、石油化工等多种行业。
但达克罗技术应用于高温环境下服役的达克罗涂层需要解决以下几个问题：
①达克罗涂液材料的选择。传统达克罗涂液中锌粉的比例高，而锌的电极电势在70℃以上就会降低，这将导致高温下锌的电极电势比铁的电极电势低从而不能起到牺牲阳极保护阴极的作用。
②涂层中各种缺陷的处理，如微观裂纹，微观孔洞等。
③高温耐蚀性。在高温环境下腐蚀介质渗入基材的速率会加快，普通涂层在高温下要失效无法很好地保护基材。
④抗热震性。抗热震性是是当温度急剧变化时涂层不开裂、不剥层和不剥落的能力。用于高温环境下的紧固件工作状态下是在高温环境，非工作状态是在低温环境，紧固件的表面涂层要经历高温到低温的反复循环，因此涂层抗热震性十分重要。
⑤绿色环保。传统达克罗涂液中粘结剂用的是铬酐或者铬酸盐，在达克罗涂液中含有2％～5％的Cr6+，即使经过高温烧结后，仍有少量可溶的Cr6+留在涂层中，Cr6+具有强毒性并且具有致癌作用，对于环境和人体都有一定的危害，是一种危险的环境污染物。
目前有研究人员用钼酸钠、磷酸盐、有机树脂等物质代替铬酐制得无铬达克罗涂液，但是这些无铬达克罗涂液制得的涂层的耐蚀性能欠佳，在高温下不能有效地保护基材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料及其复合涂层的制备方法，制备的涂料性能稳定，复合涂层的耐蚀性和抗热震性优异。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料，其特征在于它包括金属浆料、无铬钝化剂、水、聚四氟乙烯悬浮液和相关助剂制成；其中，金属浆料由金属粉和润湿剂组成；
各原料所占重量百分数为：金属粉20％～30％，润湿剂20％～30％，无铬钝化剂5％～10％，聚四氟乙烯悬浮液5％～11.3％，水33％～49％，相关助剂1％～2％。
所述金属粉为片状锌粉、片状铝粉和镁粉组成，片状锌粉、片状铝粉和镁粉的重量比为1:1:1～1:2:2；润湿剂是聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种或两种按任意配比的混合物。
所述的无铬钝化剂是由钼酸铵、柠檬酸、硼酸、硅烷偶联剂、稀土材料组成，其中稀土材料包括氧化铽、氧化铈、硝酸镧、硝酸铈中的任意一种或任意二种或二种以上按任意配比的混合物；钼酸铵占无铬钝化剂的重量百分比为：35％～40％，柠檬酸占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～10％，硼酸占无铬钝化剂的重量百分比为：15％～25％，硅烷偶联剂占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～15％，稀土材料占无铬钝化剂重量百分比为：15％～29％。
所述聚四氟乙烯悬浮液为浙江巨化集团生产的JF-4DC型聚四氟乙烯悬浮液。
所述相关助剂为增稠剂(增稠剂为羟甲基纤维素)、分散剂(十二烷基苯磺酸钠)、乙二醇中的一种或两种按任意配比的混合物。
上述一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)、原料的选取：按各原料所占重量百分数为：金属粉20％～30％，润湿剂20％～30％，无铬钝化剂5％～10％，聚四氟乙烯悬浮液5％～11.3％，水33％～49％，相关助剂1％～2％，选取原料；
2)金属浆料的配制：金属粉为片状锌粉、片状铝粉和镁粉组成，所述的金属浆料是由片状锌粉、片状铝粉、镁粉和润湿剂制成的，其中片状锌粉、片状铝粉和镁粉的重量比为1:1:1～1:2:2，润湿剂是聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种或两种按任意配比的混合物；
制备过程为：按重量比例称取片状锌粉、片状铝粉、镁粉和润湿剂至容器中在室温下以均匀的搅拌速度搅拌6～10h，即可得到所述的金属浆料；
3)、无铬钝化液的配制：无铬钝化液由无铬钝化剂和水组成；
所述的无铬钝化剂是由钼酸铵、柠檬酸、硼酸、硅烷偶联剂、稀土材料组成，其中稀土材料包括氧化铽、氧化铈、硝酸镧、硝酸铈中的任意一种或任意二种或二种以上按任意配比的混合物；
钼酸铵占无铬钝化剂的重量百分比为：35％～40％，柠檬酸占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～10％，硼酸占无铬钝化剂的重量百分比为：15％～25％，硅烷偶联剂占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～15％，稀土材料占无铬钝化剂重量百分比为：15％～29％；
无铬钝化液的配制过程为：按照重量比例称取钼酸铵、柠檬酸、硼酸、硅烷偶联剂和稀土材料混合均匀加入水后在30～40℃之间用磁力搅拌器匀速搅拌40～50min，即可得到所述钝化液；
4)、无铬达克罗涂料的配制：相关助剂为增稠剂(增稠剂为羟甲基纤维素)、分散剂(十二烷基苯磺酸钠)、乙二醇中的一种或两种按任意配比的混合物；
将金属浆料和无铬钝化液加入至容器中混合，加入相关助剂和聚四氟乙烯悬浮液，在室温下快速搅拌6～8h，在此连续搅拌过程中必须每小时测试涂液的PH和粘度；涂液的PH控制在6.0～8.5；粘度控制在20～60s(喷涂)、30～80s(浸涂)；待这些参数稳定后将涂料放置于38℃水浴锅中静置1～1.5h，使涂液处于均匀稳定的状态，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料。
上述聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的制备过程中应该注意一下相关事项：
1)、配料室或配料间内环境应洁净无尘，在防止太阳光直射的条件下，室内光线明亮。
2)、无铬达克罗涂料在贮存在不高于25℃的环境温度下，并防止日光直射，最好存放在空调房间内。
3)、蒸馏水等洗涤用水及涂料盛放容器必须用聚乙烯或聚氯乙烯等耐腐蚀材料制造。
本发明在无铬达克罗涂料中添加的聚四氟乙烯悬浮液进行改性，在涂层的制备过程中用SiO2溶胶凝改性的聚四氟乙烯悬浮液后涂覆于无铬达克罗涂层上形成复合涂层【复合涂层制备中使用的是SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液(热固型)】。
一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)、基材工件前处理：复合涂层涂覆制备之前需对工件进行多项前处理，以便获得性能优异的防腐蚀涂层，以满足高温、高湿、高盐等恶劣工作环境下的工作需要；基材工件前处理有以下几个步骤：
1.1)、除油脱酯：有油的工件必须先进行表面除油脱脂，方法为以下三种中的任意一种：高温除油；水基除油除锈剂除油；二氯甲烷、丙酮、无水乙醇等有机溶剂除油；
1.2)、除锈除毛刺：凡是有绣或毛刺的工件严禁进行直接涂覆，必须通过除锈除毛刺工艺，此工艺最好用喷砂方式进行，单纯酸酸洗除锈会影响涂覆层的耐蚀性以及带来氢脆风险；将喷砂后的工件置于超声清洗器中用乙醇超声清洗30～40min，自然风干后放入干燥箱中备用；
2)、涂覆：准备聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料(简称无铬达克罗涂料)；涂覆方式分一下三种：刷涂、甩涂(离心机甩干)，或喷涂的方式进行表面涂覆；一般的情况，对于紧固件的涂覆是采用甩涂的方式进行，具体步骤如下：先将工件浸入无铬达克罗涂料中10～15s，放入甩桶中以450～550rad/s的转速下正甩15～20s，然后以450～550rad/s的转速再反甩15～20s，甩完后检查试样是否均匀涂覆，涂液多的地方，用毛刷刷平；
3)、无铬达克罗涂层的预烘：等工件表面涂液稍有干燥时就必须尽快在80～150℃温度下，预烘8～15min(根据工件的吸热量定)，使涂液水分蒸发，流平均匀；应使工件互相之间隔离，以确保涂层质量；
4)、无铬达克罗涂层的烧结：预烘过后的工件在300～340℃的高温下进行烧结，烧结时间20～40min(根据工件的吸热量定)，也可以适当提高温度来缩短烧结时间；
5)、重复步骤2)、步骤3)、步骤4)的操作对工件进行第二次涂覆、预烘、烧结，通过这种二涂二烘的步骤制备二层无铬达克罗涂层；
6)、表面保护：采用SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液【SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液，其重量比例为20％～25％SiO2溶胶凝胶，75％～80％聚四氟乙烯悬浮液(热固型)】，将步骤5)中制备有二层无铬涂层的工件浸入SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液5～10s，拿出后先在100～120℃的真空干燥箱中预烘10～15min，预烘过后在270～343℃下烧结35～60min热固成膜，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层。
所述的SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液由SiO2溶胶凝胶和聚四氟乙烯悬浮液(热固型)混合而成，各原料所占重量百分数为：20％～25％SiO2溶胶凝胶，75％～80％聚四氟乙烯悬浮液(热固型)。
本发明的有益效果是：制备的涂料性能稳定，复合涂层的耐蚀性和抗热震性优异。
附图说明
图1是本发明单一无铬达克罗涂层表面形貌(由扫描电子显微镜检测得到)图。
图2是本发明改性聚四氟乙烯复合达克罗表面形貌(由扫描电子显微镜检测得到)图。
图3是本发明热震试验中温度变化图。
具体实施方式
为了更清楚说明本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
配料：取8.0千克的金属浆料【其中含有33％的片状锌粉、33％片状铝粉、34％镁粉共4.0千克，和等量的聚乙二醇400(即4.0千克)】。取1.0千克的无铬钝化剂【其中含有40％钼酸铵、15％柠檬酸、15％硼酸、10％硅烷偶联剂(KH-560)、20％稀土材料(氧化铽)】，取水6.6千克加入到称取好的无铬钝化剂中搅拌即得到无铬钝化液。将所取的金属浆料和无铬钝化液倒入聚乙烯桶中混合均匀后匀速搅拌，加入100克HEC增稠剂(羟甲基纤维素)、1.4千克聚四氟乙烯悬浮液【如：浙江巨化集团生产的JF-4DC型聚四氟乙烯悬浮液】以及80克分散剂(十二烷基苯磺酸钠)和50克乙二醇(相关助剂)。在室温下快速搅拌6.5h，在此连续搅拌过程中必须每小时测试涂液的PH和粘度；涂液的PH控制在6.0～8.5；粘度控制在20～60s(喷涂)、30～80s(浸涂)；待这些参数稳定后将涂料放置于38℃水浴锅中静置1～1.5h，使涂液处于均匀稳定的状态，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料。
涂层制备：1)、基材工件前处理：将工件用无水乙醇超声清洗30分钟，取出风干后进行表面喷砂备用。
2)、涂覆：将工件浸入配好的涂料中10s，取出后放入甩涂机中以450rad/s正甩15s再以同样的转速反甩15s。将工件取出用毛刷轻轻刷去少量多余的涂液。
3)、无铬达克罗涂层的预烘：待表面涂液干燥后放入干燥箱中120℃预烘10分钟。
4)、无铬达克罗涂层的烧结：预烘后在330℃马弗炉中烧结30分钟。
5)、重复步骤2)、步骤3)、步骤4)的操作对工件进行第二次涂覆、预烘、烧结，得到第二层无可达克罗涂层。
6)、表面保护：取700克SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液(或称改性聚四氟乙烯悬浮液)置于容器中【SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液，其重量比例为20％～25％SiO2溶胶凝胶，75％～80％聚四氟乙烯悬浮液(热固型)】，将上述含有二层无铬达克罗涂层的工件浸入其中6秒，取出后在120℃的干燥箱中预烘10分钟，之后再在330℃的马弗炉中固化40分钟，得到所述的无铬达克罗复合涂层。用中性盐雾试验箱测试涂层耐蚀性能，热震试验测试涂层抗热震性，用金相显微镜或扫描电子显微镜测试涂层厚度，用涂-4杯粘度仪测试涂料粘度。本例的测试结果列于表1。
表1实施例1所制得的涂料与涂层的性能
实施例2：
配料：取7.2千克的金属浆料【其中含有20％的片状锌粉、40％片状铝粉、40％镁粉共3.6千克，和等量的聚乙二醇400(即3.6千克)】。取1.3千克的无铬钝化剂【其中含有38％钼酸铵、15％柠檬酸、16％硼酸、6％硅烷偶联剂(KH-560)、25％稀土材料(氧化铈)】，取水7.0千克倒入称取好的无铬钝化剂中搅拌即得无铬钝化液。将所取的金属浆料和无铬钝化液倒入聚乙烯桶中混合均匀后匀速搅拌，加入90克HEC增稠剂(羟甲基纤维素)、2.0千克聚四氟乙烯悬浮液以及75克分散剂(十二烷基苯磺酸钠)和50克乙二醇(相关助剂)。在室温下快速搅拌7h，在此连续搅拌过程中必须每小时测试涂液的PH和粘度；涂液的PH控制在6.0～8.5；粘度控制在20～60s(喷涂)、30～80s(浸涂)；待这些参数稳定后将涂料放置于38℃水浴锅中静置1～1.5h，使涂液处于均匀稳定的状态，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料。
涂层制备：将工件用无水乙醇超声清洗30分钟，取出风干后进行表面喷砂备用。将工件浸入配好的涂料中12s，取出后放入甩涂机中以480rad/s正甩17s再以同样的转速反甩17s。将工件取出用毛刷轻轻刷去少量多余的涂液，待表面涂液干燥后放入干燥箱中120℃预烘10分钟，预烘后在320℃马弗炉中烧结35分钟。烧结后取出工件按上述同样的步骤进行涂覆、预烘、烧结得到第二层无可达克罗涂层。取650克改性聚四氟乙烯悬浮液置于容器中，将上述含有二层无铬达克罗涂层的工件浸入其中8秒，取出后在115℃的干燥箱中预烘11分钟，之后再在335℃的马弗炉中固化35分钟，得到所述的无铬达克罗复合涂层。用中性盐雾试验箱测试涂层耐蚀性能，热震试验测试涂层抗热震性，用金相显微镜或扫描电子显微镜测试涂层厚度，用涂-4杯粘度仪测试涂料粘度。本例测试结果列于表2。
表2实施例2所制得的涂料与涂层的性能
实施例3：
配料：取8.6千克的金属浆料【其中，片状锌粉、片状铝粉、镁粉的重量各占1/3，共4.3千克；和等量的聚乙二醇400(即4.3千克)】。取1.4千克的无铬钝化剂【其中含有35％钼酸铵、15％柠檬酸、15％硼酸、12％硅烷偶联剂(KH-560)、23％稀土材料(硝酸镧)】，取6.8千克水倒入称取好的无铬钝化剂中搅拌即可得到无铬钝化液。将所取的金属浆料和无铬钝化液倒入聚乙烯桶中混合均匀后匀速搅拌，加入95克HEC增稠剂(羟甲基纤维素)、1.5千克聚四氟乙烯悬浮液以及80克分散剂(十二烷基苯磺酸钠)和55克乙二醇(相关助剂)。在室温下快速搅拌7.5h，在此连续搅拌过程中必须每小时测试涂液的PH和粘度；涂液的PH控制在6.0～8.5；粘度控制在20～60s(喷涂)、30～80s(浸涂)；待这些参数稳定后将涂料放置于38℃水浴锅中静置1～1.5h，使涂液处于均匀稳定的状态，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料。
涂层制备：将工件用无水乙醇超声清洗30分钟，取出风干后进行表面喷砂备用。将工件浸入配好的涂料中12s，取出后放入甩涂机中以460rad/s正甩16s再以同样的转速反甩16s。将工件取出用毛刷轻轻刷去少量多余的涂液，待表面涂液干燥后放入干燥箱中125℃预烘9分钟，预烘后在335℃马弗炉中烧结28分钟。烧结后取出工件按上述同样的步骤进行涂覆、预烘、烧结得到第二层无可达克罗涂层。取660克改性聚四氟乙烯悬浮液置于容器中，将上述含有二层无铬达克罗涂层的工件浸入其中7秒，取出后在120℃的干燥箱中预烘10分钟，之后再在325℃的马弗炉中固化45分钟，得到所述的无铬达克罗复合涂层。用中性盐雾试验箱测试涂层耐蚀性能，热震试验测试涂层抗热震性，用金相显微镜或扫描电子显微镜测试涂层厚度，涂-4杯粘度仪测试涂料粘度。本例测试结果列于表3。
表3实施例3所制得的涂料与涂层的性能
实施例4：
配料：取8.6千克的金属浆料【其中含有30％的片状锌粉、35％片状铝粉、35％镁粉共4.3千克，和等量的聚乙二醇400(即4.3千克)】。取1.2千克的无铬钝化液【其中含有36％钼酸铵、10％柠檬酸、15％硼酸、10％硅烷偶联剂(KH-560)、29％稀土材料(硝酸铈)】，取水6.9千克倒入称取好的无铬钝化剂中搅拌即可得无铬钝化液。将所取的金属浆料和无铬钝化液倒入聚乙烯桶中混合均匀后匀速搅拌，加入95克HEC增稠剂(羟甲基纤维素)、1.6千克聚四氟乙烯悬浮液以及85克分散剂(十二烷基苯磺酸钠)和50克乙二醇(相关助剂)。在室温下快速搅拌7.6h，在此连续搅拌过程中必须每小时测试涂液的PH和粘度；涂液的PH控制在6.0～8.5；粘度控制在20～60s(喷涂)、30～80s(浸涂)；待这些参数稳定后将涂料放置于38℃水浴锅中静置1～1.5h，使涂液处于均匀稳定的状态，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料。
涂层制备：将工件用无水乙醇超声清洗30分钟，取出风干后进行表面喷砂备用。将工件浸入配好的涂料中13s，取出后放入甩涂机中以500rad/s正甩17s再以同样的转速反甩17s。将工件取出用毛刷轻轻刷去少量多余的涂液，待表面涂液干燥后放入干燥箱中110℃预烘13分钟，预烘后在340℃马弗炉中烧结20分钟。烧结后取出工件按上述同样的步骤进行涂覆、预烘、烧结得到第二层无可达克罗涂层。取680克改性聚四氟乙烯悬浮液置于容器中，将上述含有二层无铬达克罗涂层的工件浸入其中5秒，取出后在120℃的干燥箱中预烘10分钟，之后再在345℃的马弗炉中固化35分钟，得到所述的无铬达克罗复合涂层。用中性盐雾试验箱测试涂层耐蚀性能，热震试验测试涂层抗热震性，用金相显微镜或扫描电子显微镜测试涂层厚度，涂-4杯粘度仪测试涂料粘度。本例测试结果列于表4。
表4实施例4所制得的涂料与涂层的性能
实施例5：
配料：取8.8千克的金属浆料【其中含有30％的片状锌粉、37％片状铝粉、33％镁粉共4.4千克和等量的聚乙二醇400(即4.4千克)】。取1.4千克的钝化液【其中含有35％钼酸铵、15％柠檬酸、15％硼酸、13％硅烷偶联剂(KH-560)、22％稀土材料(硝酸铈)】，取水6.8千克倒入称取好的无铬钝化剂中搅拌即可得无铬钝化液。将所取的金属浆料和钝化液倒入聚乙烯桶中混合均匀后匀速搅拌，加入94克HEC增稠剂(羟甲基纤维素)、1.5千克聚四氟乙烯悬浮液以及85克分散剂(十二烷基苯磺酸钠)和50克乙二醇(相关助剂)。在室温下快速搅拌7.6h，在此连续搅拌过程中必须每小时测试涂液的PH和粘度；涂液的PH控制在6.0～8.5；粘度控制在20～60s(喷涂)、30～80s(浸涂)；待这些参数稳定后将涂料放置于38℃水浴锅中静置1～1.5h，使涂液处于均匀稳定的状态，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料。
涂层制备：将工件用无水乙醇超声清洗30分钟，取出风干后进行表面喷砂备用。将工件浸入配好的涂料中14s，取出后放入甩涂机中以510rad/s正甩16s再以同样的转速反甩16s。将工件取出用毛刷轻轻刷去少量多余的涂液，待表面涂液干燥后放入干燥箱中118℃预烘12分钟，预烘后在325℃马弗炉中烧结30分钟。烧结后取出工件按上述同样的步骤进行涂覆、预烘、烧结得到第二层无可达克罗涂层。取675克改性聚四氟乙烯悬浮液置于容器中，将上述含有二层无铬达克罗涂层的工件浸入其中9秒，取出后在120℃的干燥箱中预烘10分钟，之后再在310℃的马弗炉中固化50分钟，得到所述的无铬达克罗复合涂层。用中性盐雾试验箱测试涂层耐蚀性能，热震试验测试涂层抗热震性，用金相显微镜或扫描电子显微镜测试涂层厚度，涂-4杯粘度仪测试涂料粘度。本例测试结果列于表5。
表5实施例5所制得的涂料与涂层的性能
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (7)
1.一种聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)、基材工件前处理；
2)、涂覆：准备聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料；涂覆方式分以下三种：刷涂、甩涂，或喷涂的方式进行表面涂覆；
所述聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料，它包括金属浆料、无铬钝化剂、水、聚四氟乙烯悬浮液和相关助剂制成；其中，金属浆料由金属粉和润湿剂组成；
各原料所占重量百分数为：金属粉20％～30％，润湿剂20％～30％，无铬钝化剂5％～10％，聚四氟乙烯悬浮液5％～11.3％，水33％～49％，相关助剂1％～2％；
3)、无铬达克罗涂层的预烘：等工件表面涂液稍有干燥时就必须尽快在80～150℃温度下，预烘8～15min，使涂液水分蒸发，流平均匀；
4)、无铬达克罗涂层的烧结：预烘过后的工件在300～340℃的高温下进行烧结，烧结时间20～40min；
5)、重复步骤2)、步骤3)、步骤4)的操作对工件进行第二次涂覆、预烘、烧结，通过这种二涂二烘的步骤制备二层无铬达克罗涂层；
6)、表面保护：采用SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液，将步骤5)中制备有二层无铬涂层的工件浸入SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液5～10s，拿出后先在100～120℃的真空干燥箱中预烘10～15min，预烘过后在270～343℃下烧结35～60min热固成膜，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于：金属粉为片状锌粉、片状铝粉和镁粉组成，片状锌粉、片状铝粉和镁粉的重量比为1:1:1～1:2:2；润湿剂是聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种或两种按任意配比的混合物。
3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于：所述的无铬钝化剂是由钼酸铵、柠檬酸、硼酸、硅烷偶联剂、稀土材料组成，其中稀土材料包括氧化铽、氧化铈、硝酸镧、硝酸铈中的任意一种或二种以上按任意配比的混合物；钼酸铵占无铬钝化剂的重量百分比为：35％～40％，柠檬酸占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～15％，硼酸占无铬钝化剂的重量百分比为：15％～25％，硅烷偶联剂占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～15％，稀土材料占无铬钝化剂重量百分比为：15％～29％。
4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于：聚四氟乙烯悬浮液为浙江巨化集团生产的JF-4DC型聚四氟乙烯悬浮液。
5.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于：相关助剂为增稠剂、分散剂、乙二醇中的一种或两种按任意配比的混合物。
6.如权利要求1所述的聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于所述的聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的制备方法，它包括如下步骤：
1)、原料的选取：按各原料所占重量百分数为：金属粉20％～30％，润湿剂20％～30％，无铬 钝化剂5％～10％，聚四氟乙烯悬浮液5％～11.3％，水33％～49％，相关助剂1％～2％，选取原料；
2)金属浆料的配制：金属粉为片状锌粉、片状铝粉和镁粉组成，所述的金属浆料是由片状锌粉、片状铝粉、镁粉和润湿剂制成的，其中片状锌粉、片状铝粉和镁粉的重量比为1:1:1～1:2:2，润湿剂是聚乙二醇200、聚乙二醇400中的一种或两种按任意配比的混合物；
制备过程为：按重量比例称取片状锌粉、片状铝粉、镁粉和润湿剂至容器中在室温下以均匀的搅拌速度搅拌6～10h，即可得到所述的金属浆料；
3)、无铬钝化液的配制：无铬钝化液由无铬钝化剂和水组成；
所述的无铬钝化剂是由钼酸铵、柠檬酸、硼酸、硅烷偶联剂、稀土材料组成，其中稀土材料包括氧化铽、氧化铈、硝酸镧、硝酸铈中的任意一种或二种以上按任意配比的混合物；
钼酸铵占无铬钝化剂的重量百分比为：35％～40％，柠檬酸占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～15％，硼酸占无铬钝化剂的重量百分比为：15％～25％，硅烷偶联剂占无铬钝化剂的重量百分比为：5％～15％，稀土材料占无铬钝化剂重量百分比为：15％～29％；
无铬钝化液的配制过程为：按照重量比例称取钼酸铵、柠檬酸、硼酸、硅烷偶联剂和稀土材料混合均匀加入水后在30～40℃之间用磁力搅拌器匀速搅拌40～50min，即可得到所述钝化液；
4)、无铬达克罗涂料的配制：相关助剂为增稠剂、分散剂、乙二醇中的一种或两种按任意配比的混合物；
将金属浆料和无铬钝化液加入至容器中混合，加入相关助剂和聚四氟乙烯悬浮液，在室温下快速搅拌6～8h，在此连续搅拌过程中必须每小时测试涂液的pH和粘度；涂液的PH控制在6.0～8.5；粘度控制在喷涂时20～60s、浸涂时30～80s；待这些参数稳定后将涂料放置于38℃水浴锅中静置1～1.5h，使涂液处于均匀稳定的状态，得到聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料。
7.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯改性的无铬达克罗涂料的复合涂层的制备方法，其特征在于：SiO2溶胶凝胶改性的聚四氟乙烯悬浮液，其重量比例为20％～25％SiO2溶胶凝胶，75％～80％聚四氟乙烯悬浮液。
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