CN106010181A - 含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法 - Google Patents

含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106010181A
CN106010181A CN201610443846.1A CN201610443846A CN106010181A CN 106010181 A CN106010181 A CN 106010181A CN 201610443846 A CN201610443846 A CN 201610443846A CN 106010181 A CN106010181 A CN 106010181A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boron nitride
coating
corrosion
water
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610443846.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106010181B (zh
Inventor
李静
甘灵珠
姜志远
崔锦灿
杨俊和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201610443846.1A priority Critical patent/CN106010181B/zh
Publication of CN106010181A publication Critical patent/CN106010181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106010181B publication Critical patent/CN106010181B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2502/00—Acrylic polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2503/00—Polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2504/00—Epoxy polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2601/00—Inorganic fillers
    • B05D2601/20—Inorganic fillers used for non-pigmentation effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂，含有水性树脂、分散剂、氮化硼和涂层添加剂，所述水性树脂中的固体成分占涂层总固体成分质量分数的77%~93.5%，所述分散剂占涂层总固体成分质量分数的5%~20%，所述氮化硼占涂层总固体成分质量分数的0.5%~2%，所述涂层添加剂占涂层总固体成分质量分数的0.5~1%。本发明还提供了上述一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂的制备方法。本发明还提供了一种制备耐腐蚀涂层的方法。经盐雾实验证明该复合涂层有超高耐腐蚀性。本发明的金属表面处理剂是水性涂料，配方中不含除了水以外的溶剂，因此无挥发性有机物的排放，符合环保要求，适合工业化生产中金属基板的表面防腐。

Description

含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种耐腐蚀涂层,具体来说是一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法。
背景技术
金属表面处理剂及其涂层是用于防止金属发生化学腐蚀而造成不必要的经济损失的一种方法。常用的有机涂层有一定的防腐蚀能力，但由于水和氧气可以渗透有机涂层，到达金属基底，所以涂层的耐腐蚀性能有限。
现有技术CN201010573734.0用六方氮化硼、纳米碳管、氮化铝、氮化镁、碳化硅、固化剂等复合制备防腐散热粉末涂料。
现有技术CN201410555295.9将有机硅杂化交联树脂和纳米氮化硼、二氧化硅、石墨、流平剂、防沉淀剂等复合制备耐高温防腐蚀涂料。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法，所述的这种含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法要解决现有技术中的有机涂层防腐蚀的效果不佳的技术问题。
本发明提供了一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂，含有以下组分：
水性树脂，所述水性树脂中的固体成分占涂层总固体成分质量分数的77％～93.5％，
分散剂，占涂层总固体成分质量分数的5％～20％，
氮化硼，占涂层总固体成分质量分数的0.5％～2％，
涂层添加剂，占涂层总固体成分质量分数的0.5～1％；
其中，所述水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂、或者水性环氧树脂中的任意一种或者两种以上的组合；所述的分散剂为含氨基的硅烷偶联剂、含环氧基的硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或者表面活性剂中的任意一种或者两种以上的组合，所述的涂层添加剂包括润滑剂、缓蚀剂和交联剂。
进一步的，所述的纳米氮化硼的表面可以未经处理或经过化学表面处理。
进一步的，所述的纳米氮化硼的化学表面处理方法通过氨基化处理或羟基化处理。
进一步的，所述的润滑剂为棕榈蜡，所述的缓蚀剂为碳酸锆铵，所述的交联剂为碳化二亚胺。
本发明还提供了上述的一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将氮化硼纳米片分散在水中，所述的分散的方法包括磁力搅拌、高剪切分散、或者超声波震荡方法中的任意一种；
2)在步骤1)中的氮化硼水分散液中加入分散剂，所述的分散剂为偶联剂或表面活性剂；
3)将2)中的氮化硼水分散液加入到占固体物质组分65％以上的水性树脂中，所述的水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂或者水性环氧树脂中的任意一种或者两种以上的组合，混合均匀；
4)在3)中加入涂层添加剂，所述的涂层添加剂包括润滑剂、缓蚀剂、交联剂；含氮化硼的金属表面处理剂。
进一步的，为了解决氮化硼的团聚问题，可以采用不同的改性方法改性氮化硼，如在氮化硼微米片中加入尿素以得到氨基改性氮化硼；通过强碱处理，或者用酸化的双氧水处理氮化硼纳米片，得到羟基化氮化硼。以上改性方法可使得氮化硼的亲水性更好而不易在水性树脂中团聚。
进一步的，为了解决氮化硼的团聚问题，在步骤A)中的氮化硼或B)中所得改性的氮化硼水分散液中加入分散剂，即在其水分散液中加入偶联剂或表面活性剂，使其与氮化硼表面在一定条件下形成化学键合或物理吸附，进一步提高其分散稳定性。
优选地，所述的偶联剂或者表面活性剂为市售的KH-550、KH--560、TM-200S、TM-138S、TritonX-100中的一种，但不仅限于此；优选地，所述的偶联剂或者表面活性剂加入量为溶质的5％-20％。
本发明还提供了一种制备耐腐蚀涂层的方法，包括如下步骤：
1)将金属基板充分清洗干净，去除油污和杂质；
2)将上述的含氮化硼的金属表面处理剂在金属基板表面用棒涂法成膜，并在80℃-200℃温度下烘干，使所述的金属表面处理剂覆盖在所述金属基板上形成涂层，即为耐腐蚀涂层。
进一步的，烘干时间为10秒-30分钟。
进一步的，所述的金属基板为冷轧板、电镀锌钢板、镀铝锌钢板或者铝合金钢板。
氮化硼是一种化学稳定性非常好的化合物，它和石墨烯有很多类似的优异特性，如机械性能、导热性好，比表面积大，透光性好等。氮化硼和石墨烯一样，对小分子如水分、氧气等有很好的物理阻隔作用。与石墨烯不同的是，除了耐高温性能更好以外，氮化硼还具有电绝缘性能，可以有效地阻止电化学腐蚀过程中的电子迁移，从而使涂层具有更好的耐腐蚀性能。因此，本发明将纳米氮化硼添加在有机涂层中，制备高耐蚀性的复合涂层。
本发明采用的纳米氮化硼片层在涂层中分散，起到对腐蚀性介质的物理阻隔作用；还可以对纳米氮化硼进行表面化学改性，使其与金属表面处理剂有良好的相容性。水性树脂作为主要成膜物质保障涂层的完整性；分散剂的作用是在纳米氮化硼的表面形成胶束，改善其与树脂之间的相容性，从而帮助纳米氮化硼在涂层中的分散。氮化硼的表面化学改性同样是为了使氮化硼和水性树脂的相容性更好，更利于在树脂中分散；涂层添加剂的作用是为了改善涂层的整体力学性能和耐腐蚀性能。获得含均匀分散的氮化硼表面处理剂后，通过棒涂法在金属基板的表面成膜，并在一定温度下烘干，获得氮化硼增强的复合涂层。经盐雾实验证明该复合涂层有超高耐腐蚀性。
本发明通过控制氮化硼的表面状态，实现氮化硼在纳米尺度上的分散技术。与现有技术相比，本发明有以下优点：
1.本发明通过控制纳米氮化硼的表面化学状态，如纯氮化硼纳米片、不同化学改性氮化硼纳米片，来改善氮化硼与水性树脂间的相容性。再加入一定量的分散剂使纳米氮化硼能在金属表面处理剂中稳定地分散。
2.本发明制备的复合涂层具有超高耐蚀性，以改性的纳米氮化硼作阻隔填料的复合涂层，经ASTM B117NSS标准规定的中性盐雾试验分析，最长可达144小时不出白锈。相对不含氮化硼的涂层，腐蚀性介质在涂层中的渗透时间大大加长。
3.本发明制备的复合涂层与金属基底的结合力非常好，根据国家标准GB/T13448-2006中的弯曲试验方法，达到5T水平。
4.本发明制备的含氮化硼的金属表面处理剂安全环保，不含重金属离子，不含挥发性有机溶剂。
5.纳米氮化硼添加的涂层具有更好的耐高温性能以及润滑性能。
本发明的金属表面处理剂是水性涂料，主要含有水性树脂、纳米氮化硼、分散剂和涂层添加剂。配方中不含除了水以外的溶剂。因此，无挥发性有机物的排放，符合环保要求，适合工业化生产中金属基板的表面防腐。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例对本发明涉及的金属表面处理剂及其制备方法进行详细的说明。实施例中的有机涂层配方以水性聚氨酯树脂为例，偶联剂以KH-550为例，表面活性剂是Triton X-100为例，润滑剂以棕榈蜡为例，缓蚀剂以碳酸锆铵为例，交联剂以碳化二亚胺为例。
实施例1
首先，将市售的氮化硼纳米片和尿素混合300℃下煅烧制得带氨基的改性氮化硼纳米片，溶于水超声混合均匀后将占溶质的质量分数为0.5％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯中。然后，将溶质质量分数为5％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为93.5％。再加入占溶质质量分数0.5％的碳化二亚胺，0.3％的棕榈油和0.2％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例2
首先，将市售的氮化硼纳米片和尿素混合300℃下煅烧制得带氨基的改性氮化硼纳米片，溶于水超声混合均匀后将占溶质的质量分数为1％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯中。然后，将溶质质量分数为10％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为88％。再加入占溶质质量分数0.3％的碳化二亚胺，0.3％的棕榈油和0.4％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例3
首先，将市售的氮化硼纳米片和尿素混合300℃下煅烧制得带氨基的改性氮化硼纳米片，溶于水超声混合均匀后将占溶质的质量分数为2％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯中。然后，将溶质质量分数为20％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为77.1％。再加入占溶质质量分数0.4％的碳化二亚胺，0.2％的棕榈油和0.3％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例4
首先，将市售的氮化硼纳米片和氢氧化钠浓溶液120℃加热反应一段时间后得到羟基化的氮化硼纳米片，溶于水超声混合均匀后将占溶质的质量分数为0.5％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯中。然后，将溶质质量分数为5％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为93.5％。再加入占溶质质量分数0.5％的碳化二亚胺，0.3％的棕榈油和0.2％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例5
首先，将市售的氮化硼纳米片和氢氧化钠浓溶液120℃加热反应一段时间后得到羟基化的氮化硼纳米片，溶于水超声混合均匀后将占溶质的质量分数为1％氮化硼水分散液加入到水性树脂分散液。然后，将溶质质量分数为10％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性树脂中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为88％。再加入占溶质质量分数0.3％的碳化二亚胺，0.3％的棕榈油和0.4％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例6
首先，将市售的氮化硼纳米片和氢氧化钠浓溶液120℃加热反应一段时间后得到羟基化的氮化硼纳米片，溶于水超声混合均匀后将占溶质的质量分数为2％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯中。然后，将溶质质量分数为20％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为77.1％。再加入占溶质质量分数0.4％的碳化二亚胺，0.2％的棕榈油和0.3％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例7
首先，将市售的纯氮化硼纳米片溶于水超声混合均匀，然后将占溶质的质量分数为0.5％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯。然后，将溶质质量分数为5％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为93.5％。再加入占溶质质量分数0.5％的碳化二亚胺，0.3％的棕榈油和0.2％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例8
首先，将市售的纯氮化硼纳米片溶于水超声混合均匀，然后将占溶质的质量分数为1％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯中。然后，将溶质质量分数为10％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为88％。再加入占溶质质量分数0.3％的碳化二亚胺，0.3％的棕榈油和0.4％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例9
首先，将市售的纯氮化硼纳米片溶于水超声混合均匀，然后将占溶质的质量分数为2％氮化硼水分散液加入到水性聚氨酯中。然后，将溶质质量分数为20％硅烷偶联剂KH-550水分散液加入到水性聚氨酯中形成混合液。其中，水性聚氨酯中的聚氨酯占溶质的质量分数为88.1％。再加入占溶质质量分数0.4％的碳化二亚胺，0.2％的棕榈油和0.3％的碳酸锆铵。加入一定量的去离子水，使溶剂占总溶液的质量分数为55％-85％，均匀混合后即形成金属表面处理剂。
实施例1至实施例9中物质用量见表1。
将实施例1-9中硅烷偶联剂KH-550换成表面活性剂TritonX-100，其他步骤及物质用量不变，具体实施例数据见表2。
实施例1-9中，氮化硼占金属表面处理剂中溶质的质量分数的0.5％-2％，氮化硼的表面状态为氨基化的氮化硼、羟基化的氮化硼和纯氮化硼纳米片中的任一一种。
实施例10
现将冷轧板用脱脂剂和去离子水等充分清洗并烘干后，然后将实施例1-9中的金属表面处理剂通过棒涂法均匀的涂覆在冷轧板上，然后在80-200℃的温度下烘烤10秒-30分钟，使得金属表面处理剂在金属表面形成涂层，即得耐腐蚀性涂层。
金属基板也可以为电镀锌钢板、镀铝锌钢板和铝合金板等。
采用ASTM B117NSS标准规定的中性盐雾试验表征耐腐蚀性涂层的耐腐蚀性能，用50g/l的NaCl水溶液作为腐蚀介质，pH值为6.2-7，试验温度35℃饱和器温度35-50℃，盐雾沉降速度为每80cm2每小时1.5ml，试验结束后用水冲洗多余的盐溶液并用吹风机吹干。涂层与金属基底之间的结合力用国家标准GB/T13448-2006中的弯曲试验方法表征。实施例1-9中制得的金属表面处理剂在冷轧板表面形成的涂层的膜下腐蚀开始时间和弯曲实验数据表见表1和表2。
表1.以KH-550为分散剂的氮化硼金属表面处理剂
表2.以TritonX-100为分散剂的氮化硼金属表面处理剂
表1和表2中的出现白锈开始时间越晚表示腐蚀性介质在涂层中的扩散时间越长，到达涂层与金属界面的时间越晚，即耐耐蚀性能比较好。
从表1和表2中的弯曲试验数据可看出，涂层与金属基板见有良好的结合力。
实施例的作用与效果
根据本实验涉及的金属表面处理剂，以水性树脂为基体材料，并加入纳米氮化硼增强涂层的物理阻隔作用。氮化硼具有阻隔小分子在涂层中的扩散的作用，从而能提高涂层的耐腐蚀性能。此外，氮化硼是绝缘体，添加在金属表面处理剂中，能阻止电化学腐蚀反应中的电子传输，从而减低电化学腐蚀速率，进一步提高涂层的耐腐蚀性。更重要的是，本发明的涂层配方中没有毒性物质，没有易挥发性有机物，是一种环保涂层。
当然本发明所涉及的金属表面处理剂和制备方法及其涂层并不限于具体实施例的范围。以上内容仅为本发明的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂，其特征在于含有以下组分：
水性树脂，所述水性树脂中的固体成分占涂层总固体成分质量分数的77%~93.5%，
分散剂，占涂层总固体成分质量分数的5%~20%，
氮化硼，占涂层总固体成分质量分数的0.5%~2%，
涂层添加剂，占涂层总固体成分质量分数的0.5~1%；
其中，所述水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂、或者水性环氧树脂中的任意一种或者两种以上的组合；所述的分散剂为含氨基的硅烷偶联剂、含环氧基的硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或者表面活性剂中的任意一种或者两种以上的组合，所述的涂层添加剂包括润滑剂、缓蚀剂和交联剂。
2.根据权利要求1所述的含纳米氮化硼的金属表面处理剂，其特征在于：所述的纳米氮化硼的表面可以未经处理或经过化学表面处理。
3.根据权利要求2所述的含纳米氮化硼的金属表面处理剂，其特征在于：所述的纳米氮化硼的化学表面处理方法通过氨基化处理或羟基化处理。
4.根据权利要求1所述的含纳米氮化硼的金属表面处理剂，其特征在于：所述的润滑剂为棕榈蜡，所述的缓蚀剂为碳酸锆铵，所述的交联剂为碳化二亚胺。
5.权利要求1所述的一种含纳米氮化硼的金属表面处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1）将氮化硼纳米片分散在水中，所述的分散的方法包括磁力搅拌、高剪切分散、或者超声波震荡方法中的任意一种；
2）在步骤1)中的氮化硼水分散液中加入分散剂，所述的分散剂为偶联剂或表面活性剂；
3）将2)中的氮化硼水分散液加入到占固体物质组分65%以上的水性树脂中，所述的水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂或者水性环氧树脂中的任意一种或者两种以上的组合，混合均匀；
4）在3)中加入涂层添加剂，所述的涂层添加剂包括润滑剂、缓蚀剂、交联剂；得到含氮化硼的金属表面处理剂。
6.一种制备耐腐蚀涂层的方法，其特征在于：将权利要求1所述的含氮化硼的金属表面处理剂在金属基板表面用棒涂法成膜，并在80℃-200℃温度下烘干，使所述的金属表面处理剂覆盖在所述金属基板上形成涂层，即为耐腐蚀涂层。
7.根据权利要求6所述的一种制备耐腐蚀涂层的方法，其特征在于：烘干时间为10秒-30分钟。
8.根据权利要求6所述的一种制备耐腐蚀涂层的方法，其特征在于：所述的金属基板为冷轧板、电镀锌钢板、镀铝锌钢板或者铝合金钢板。
CN201610443846.1A 2016-06-20 2016-06-20 含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法 Active CN106010181B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610443846.1A CN106010181B (zh) 2016-06-20 2016-06-20 含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610443846.1A CN106010181B (zh) 2016-06-20 2016-06-20 含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106010181A true CN106010181A (zh) 2016-10-12
CN106010181B CN106010181B (zh) 2018-04-06

Family

ID=57088923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610443846.1A Active CN106010181B (zh) 2016-06-20 2016-06-20 含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106010181B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106242582A (zh) * 2016-08-15 2016-12-21 郑洪华 一种表面耐磨的绝缘子及其制造方法
CN107141863A (zh) * 2017-05-16 2017-09-08 江南大学 一种高强防腐涂料及其制备方法与应用
CN107163844A (zh) * 2017-05-16 2017-09-15 江南大学 一种防锈剂及其制备方法与应用
CN107312433A (zh) * 2017-06-22 2017-11-03 合肥汇之新机械科技有限公司 一种不锈钢表面处理工艺
WO2018090407A1 (zh) * 2016-11-17 2018-05-24 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法与应用
CN109810622A (zh) * 2019-01-07 2019-05-28 淮阴工学院 常温固化水性聚氨酯/氮化硼纳米复合涂料及其涂膜的制备方法
CN110718659A (zh) * 2019-10-21 2020-01-21 重庆云天化纽米科技股份有限公司 氮化硼涂覆的电池隔膜及其制备方法
CN113088158A (zh) * 2021-03-19 2021-07-09 广州大学 一种水性环氧涂层及其制备方法与应用
CN113088132A (zh) * 2021-05-19 2021-07-09 厦门欧化实业有限公司 一种光学变色油墨及其制备方法
CN113817395A (zh) * 2021-09-29 2021-12-21 江阴市新万沅机件有限公司 一种防锈、高表面质量冰箱速冷盘冲压件及其加工工艺
CN113930126A (zh) * 2021-09-30 2022-01-14 洛阳双瑞防腐工程技术有限公司 石油储罐内壁介质环境下水性环氧防腐涂料及其制备方法
CN113980321A (zh) * 2021-11-30 2022-01-28 常州艾龙森汽车饰件有限公司 用于薄膜基材表面的耐高温分散剂、制备方法、用途及施涂方法
CN114318312A (zh) * 2022-01-07 2022-04-12 河北工业大学 一种聚苯胺改性氮化硼复合材料及其制备方法和应用
CN115925396A (zh) * 2022-11-30 2023-04-07 钢城集团凉山瑞海实业有限公司 一种延长镁碳砖寿命的渣线修补料
CN116004085A (zh) * 2023-01-09 2023-04-25 信和新材料（苏州）有限公司 长效防腐水性环氧锌粉底漆及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102177228A (zh) * 2008-10-10 2011-09-07 马格纳斯泰尔汽车技术两合公司 用于金属组件的防腐蚀剂
CN103865396A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 南通长青沙船舶工程有限公司 船舶用防腐防污涂料及其制备方法
CN104277712A (zh) * 2014-09-27 2015-01-14 赵东奇 一种耐高温防腐蚀涂料
CN105176346A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 天长市银狐漆业有限公司 一种耐热阻燃防腐蚀水性涂料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102177228A (zh) * 2008-10-10 2011-09-07 马格纳斯泰尔汽车技术两合公司 用于金属组件的防腐蚀剂
CN103865396A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 南通长青沙船舶工程有限公司 船舶用防腐防污涂料及其制备方法
CN104277712A (zh) * 2014-09-27 2015-01-14 赵东奇 一种耐高温防腐蚀涂料
CN105176346A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 天长市银狐漆业有限公司 一种耐热阻燃防腐蚀水性涂料

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106242582A (zh) * 2016-08-15 2016-12-21 郑洪华 一种表面耐磨的绝缘子及其制造方法
WO2018090407A1 (zh) * 2016-11-17 2018-05-24 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 六方氮化硼环氧复合防腐涂料、其制备方法与应用
JP2019537632A (ja) * 2016-11-17 2019-12-26 中国科学院▲寧▼波材料技▲術▼▲与▼工程研究所Ｎｉｎｇｂｏ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ Ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 六方晶窒化ホウ素エポキシ複合防食塗料及びその製造方法並びに応用
CN107141863A (zh) * 2017-05-16 2017-09-08 江南大学 一种高强防腐涂料及其制备方法与应用
CN107163844A (zh) * 2017-05-16 2017-09-15 江南大学 一种防锈剂及其制备方法与应用
CN107312433A (zh) * 2017-06-22 2017-11-03 合肥汇之新机械科技有限公司 一种不锈钢表面处理工艺
CN109810622A (zh) * 2019-01-07 2019-05-28 淮阴工学院 常温固化水性聚氨酯/氮化硼纳米复合涂料及其涂膜的制备方法
CN110718659A (zh) * 2019-10-21 2020-01-21 重庆云天化纽米科技股份有限公司 氮化硼涂覆的电池隔膜及其制备方法
CN113088158B (zh) * 2021-03-19 2022-04-19 广州大学 一种水性环氧涂层及其制备方法与应用
CN113088158A (zh) * 2021-03-19 2021-07-09 广州大学 一种水性环氧涂层及其制备方法与应用
CN113088132A (zh) * 2021-05-19 2021-07-09 厦门欧化实业有限公司 一种光学变色油墨及其制备方法
CN113817395A (zh) * 2021-09-29 2021-12-21 江阴市新万沅机件有限公司 一种防锈、高表面质量冰箱速冷盘冲压件及其加工工艺
CN113930126A (zh) * 2021-09-30 2022-01-14 洛阳双瑞防腐工程技术有限公司 石油储罐内壁介质环境下水性环氧防腐涂料及其制备方法
CN113980321A (zh) * 2021-11-30 2022-01-28 常州艾龙森汽车饰件有限公司 用于薄膜基材表面的耐高温分散剂、制备方法、用途及施涂方法
CN113980321B (zh) * 2021-11-30 2022-08-02 常州艾龙森汽车饰件有限公司 用于薄膜基材表面的耐高温分散剂、制备方法、用途及施涂方法
CN114318312A (zh) * 2022-01-07 2022-04-12 河北工业大学 一种聚苯胺改性氮化硼复合材料及其制备方法和应用
CN114318312B (zh) * 2022-01-07 2024-04-23 河北工业大学 一种聚苯胺改性氮化硼复合材料及其制备方法和应用
CN115925396A (zh) * 2022-11-30 2023-04-07 钢城集团凉山瑞海实业有限公司 一种延长镁碳砖寿命的渣线修补料
CN115925396B (zh) * 2022-11-30 2023-10-10 钢城集团凉山瑞海实业有限公司 一种延长镁碳砖寿命的渣线修补料
CN116004085A (zh) * 2023-01-09 2023-04-25 信和新材料（苏州）有限公司 长效防腐水性环氧锌粉底漆及其制备方法
CN116004085B (zh) * 2023-01-09 2023-11-03 信和新材料（苏州）有限公司 长效防腐水性环氧锌粉底漆及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106010181B (zh) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106010181A (zh) 含纳米氮化硼的金属表面处理剂及其耐腐蚀涂层的制备方法
CN106189719B (zh) 一种石墨烯防腐涂料及其制备方法
CN104629603B (zh) 含石墨烯的金属表面处理剂以及耐腐蚀性涂层制备方法
CN107815216A (zh) 一种石墨烯改性的水性环氧涂料固化剂及制备方法和应用
CN103834249B (zh) 一种抗闪锈水性丙烯酸铁红防锈底漆及其制备方法
DE60116117T2 (de) Grundierung von stahl
CN103897556B (zh) 锌烯重防腐涂料及其制备方法
DE60107702T2 (de) Grundierung von stahl
CN103450719A (zh) 一种长效水性环保钢结构保护涂料
CN107779052A (zh) 一种含偶联分散改性颜填料的防腐型环氧树脂带绣涂料的制备方法
DE1519185C3 (de) Korrosionsbeständige und korrosionsverhindernde Anstrichmittel
JP6242318B2 (ja) Ｓｎイオンを利用した弱溶剤形高耐食性塗料組成物
CN112778869A (zh) 一种储罐焊缝用水性双组份环氧防腐涂料及其制备方法
CN109880484A (zh) 一种水性环氧厚浆防腐漆及其制备方法和应用
CN107652857B (zh) 一种水性粘结剂及其制备方法和应用
CN108531045A (zh) 一种石墨烯改性的水性环氧树脂涂料及其制备方法和应用
CN103911058B (zh) 一种铁路紧固件防腐抗菌阴极电泳涂料及其涂装方法
CN105801071A (zh) 底面合一无机转锈耐高温防锈涂料配方和制作技术
CN107841159A (zh) 一种添加改性锌粉的无机富锌涂料
JP2014227434A (ja) Ｓｎイオンを利用した高耐食性塗料組成物
JPS60152574A (ja) 防腐食塗料
CN108384397A (zh) 一种重防腐涂料
CN108610881A (zh) 水性重防腐涂料及其制备方法
CN103725162B (zh) 一种聚吡咯-双酚a型环氧树脂复合涂料及其制备方法
CN104968836B (zh) 用于金属表面防腐蚀处理的浓缩液

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant