CN109111775A - 一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层 - Google Patents

一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层 Download PDF

Info

Publication number
CN109111775A
CN109111775A CN201810843552.7A CN201810843552A CN109111775A CN 109111775 A CN109111775 A CN 109111775A CN 201810843552 A CN201810843552 A CN 201810843552A CN 109111775 A CN109111775 A CN 109111775A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
chrome
free
component
silane coupling
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.)
Pending
Application number
CN201810843552.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王冠
宁岳林
勾俊峰
谢光荣
黄江江
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.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of 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 Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN201810843552.7A priority Critical patent/CN109111775A/zh
Publication of CN109111775A publication Critical patent/CN109111775A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/106—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn
    • 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
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C09D183/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • 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
    • C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/103—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Al
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • 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
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0812—Aluminium
    • 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
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0893—Zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无铬Zn‑Al涂料及一种无铬Zn‑Al涂层，所述无铬Zn‑Al涂料包括A组分、B组分和助剂；所述A组分包括硅烷偶联剂、水和醇；所述硅烷偶联剂包括γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷；所述B组分包括片状锌铝粉、分散溶剂和表面活性剂。本发明提供的无铬Zn‑Al涂料采用γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷GPTMS和甲基三甲氧基硅烷MTMS复配作为硅烷偶联剂，该无铬Zn‑Al涂料的耐腐蚀性能显著优于现有的单独采用MTMS或GPTMS作为硅烷偶联剂的无铬Zn‑Al涂料；而且，该无铬Zn‑Al涂料的烧结温度较低，有效节约能源。

Description

一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层
技术领域
本发明属于金属防腐蚀涂料领域，更具体地，涉及一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层。
背景技术
道路雪给交通带来不便，甚至造成交通事故。常见的去除路面积雪的方法是撒盐。但随着雪的融化，雪花中的氯会导致车辆腐蚀。已经开发了许多技术来克服设备部件的腐蚀，包括热喷涂、电镀、化学转化涂料、啤酒花浸渍、油漆涂料和热固性涂料等。在涂料中，达克罗涂料自20世纪50年代发明以来已使用多年，提高了设备部件的耐腐蚀性。长期以来，许多国家都使用达克罗涂层来抑制车辆的腐蚀。
含有Zn-Al-Cr的达克罗涂料在烧结过程中，其中的六价铬被还原成三价铬。原始的CrO3和还原产物Cr2O3在达克罗涂层中结合并形成mCr2O3∙nCrO3。 mCr2O3∙nCrO3作为粘合剂结合Al和Zn粉末，未还原的Cr6+赋予涂层自修复功能。
然而，达克罗涂层中高含量的Cr6+具有致癌性并污染环境。当人们逐渐意识到环境保护的重要性，许多国家都通过法律手段来限制有害物质的使用。同时，达克罗涂层的使用也受到限制。因此，需要研究能够取代达克罗涂层的无铬Zn-Al涂层。
无铬Zn-Al涂层采用Al和Zn充当牺牲阳极并保护基板，以有机物作为粘合剂，避免了Cr6+的使用。与达克罗涂层相比，无铬Zn-Al涂层较为环保，但是无铬Zn-Al涂层的耐腐蚀性仍需提高。部分无铬Zn-Al涂层的固化温度较高，能耗较高。
因此，需要制备耐腐蚀性更强且固化温度较低的无铬Zn-Al涂料。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的无铬Zn-Al涂料的耐腐蚀性差的缺陷，提供一种无铬Zn-Al涂料，该无铬Zn-Al涂料制备的无铬Zn-Al涂层具有耐腐蚀性强的优点，且烧结固化温度较低。
本发明的另一目的在于提供上述无铬Zn-Al涂料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述无铬Zn-Al涂料在钢基体或铁基体防腐中的应用。
本发明的还一目的在于提供上述无铬Zn-Al涂料制得的无铬Zn-Al涂层。
本发明的还一目的在于提供上述无铬Zn-Al涂层的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述无铬Zn-Al涂层在钢基体或铁基体防腐中的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种无铬Zn-Al涂料，包括A组分、B组分和助剂；
所述A组分包括硅烷偶联剂、水和醇；所述硅烷偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷；
所述B组分包括片状锌铝粉、分散溶剂和表面活性剂。
本发明提供的无铬Zn-Al涂料采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）复配作为硅烷偶联剂，随着GPTMS含量的增加，无铬Zn-Al涂层中硅烷偶联剂的聚合和交联加剧，使得Zn-Al薄片之间的空隙减少，提高了无铬Zn-Al涂层的耐腐蚀性；当GPTMS含量超过MTMS时，无铬Zn-Al涂层的耐腐蚀性不再提高，反而稍有下降。该无铬Zn-Al涂料的耐腐蚀性能显著优于现有的单独采用MTMS或GPTMS作为硅烷偶联剂的无铬Zn-Al涂料；而且，该无铬Zn-Al涂料的烧结温度较低，有效节约能源；再者，对比达克罗涂层，该无铬Zn-Al涂料较为环保。
优选地，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的质量比为(0.5~2.0)∶1.0。
更优选地，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的质量比为1.0∶1.0。
GPTMS与MTMS复合使用可有效改善粉体间的黏合程度，使涂层为基体提供充分的阴极保护，当GPTMS与MTMS的质量比为1∶1时，制得的无铬锌铝涂层的稳定最佳。
所述片状锌铝粉包括片状锌粉和片状铝粉。
优选地，所述醇为甲醇和/或乙醇。
更优选地，所述醇为甲醇。
优选地，所述分散溶剂为乙二醇。
优选地，所述表面活性剂为OP-10。OP-10是指聚氧乙烯辛基苯酚醚-10。
优选地，所述A组分包括如下质量百分数的组分：硅烷偶联剂19.6%~20%，水30%~50%，醇30%~50%；
所述B组分包括如下质量百分数的组分：片状锌铝粉67%~72%，分散溶剂25%~35%，表面活性剂2%~3%；
所述A组分与B组分的质量比为(1.0~1.2)∶1.0；
所述助剂包括：增稠剂、消泡剂和分散剂，所述增稠剂和消泡剂与A组分和B组分总质量的百分比分别为0.4%~0.6%和0.4%~0.6%，所述分散剂与B组分质量的百分比为20%~22%。
优选地，所述A组分包括如下质量百分数的组分：硅烷偶联剂20%，水40%，醇40%；
所述B组分包括如下质量百分数的组分：片状锌铝粉70%，分散溶剂28%，表面活性剂2%；
所述A组分与B组分的质量比为1.0∶1.0；
所述助剂包括：增稠剂、消泡剂和分散剂，所述增稠剂和消泡剂与A组分和B组分总质量的百分比分别为0.5%和0.5%，所述分散剂与B组分质量的百分比为20%。
优选地，所述增稠剂为羟乙基纤维素醚。
优选地，所述消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
优选地，所述分散剂为吐温-20。
优选地，所述片状锌铝粉中片状锌粉与片状铝粉的质量比为4.5~5.5∶1。
更优选地，所述片状锌铝粉中片状锌粉与片状铝粉的质量比为5∶1。
本发明同时保护上述无铬Zn-Al涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1. 将硅烷偶联剂、水和醇混合均匀，调节水解液pH值至3.5~5.5，常温下搅拌6~8小时，得到A组分；
S2. 将片状锌铝粉、分散溶剂和表面活性剂混合均匀，得到B组分；
S3. 将A组分、B组分和助剂混合均匀，得到无铬Zn-Al涂料。
优选地，所述搅拌的转速为500 r/min。
优选地，所述步骤S1.中搅拌的时间为6小时。
优选地，所述步骤S3.中通过搅拌使A组分、B组分和助剂混合均匀。
优选地，所述搅拌的时间为3小时。
上述无铬Zn-Al涂料的制备方法的具体步骤如下：
A组分的制备：先分别取GPTMS和MTMS，再加入甲醇然后用磁力搅拌器搅拌5 min，再加入去离子水，滴加浓度为10%的乙酸溶液或浓度为5%的NaOH溶液，调剂水解液PH值至4.5，最后将水解液置于磁力搅拌器搅拌6小时（转速500 r/min，温度30℃），获得组分A。
B组分制备：先分别取片状锌粉，片状铝粉，再加入乙二醇和表面活性剂（OP-10），用玻璃棒搅拌均匀，获得组分B。
A组分与B组分的混合：取组分A加入到组分B的烧杯中，再加入分散剂（吐温-20），增稠剂(羟乙基纤维素醚)，消泡剂（聚醚改性聚二甲基硅氧烷），用电动搅拌器搅拌3小时后，得到无铬Zn-Al涂料。
本发明还保护上述无铬Zn-Al涂料在钢基体或铁基体防腐中的应用。
本发明还保护一种无铬Zn-Al涂层，所述无铬Zn-Al涂层由上述无铬Zn-Al涂料制备得到。
本发明还保护上述无铬Zn-Al涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
M1. 将基体预处理，然后通过浸涂在基体表面覆盖上述无铬Zn-Al涂料，并预烘干；
M2. 重复进行M1.的浸涂和预烘干，然后烧结固化，得到无铬Zn-Al涂层。
优选地，所述预处理是将基体依次进行除油、喷砂除锈和清洗。
优选地，所述喷砂的粒径为20~30目。
优选地，所述预烘干是指在70~100℃的恒温箱中预烘干。
优选地，所述预烘干的温度为100℃，时间为10 min。
优选地，所述烧结固化的温度为220~250℃，时间为25~30 min。
更优选地，所述烧结固化的温度为230℃，时间为30 min。
上述无铬Zn-Al涂层的制备方法的具体步骤如下：
将Q235钢基体加入到碱性酒精除油液中浸泡5 min，取出待干后，对表面进行喷砂除锈，喷砂粒径20~30目，然后置于丙酮中超声清洗5 min，将已清洗好的基体浸入无铬Zn-Al涂料中10 s，取出甩去多余涂液，然后置于100℃的恒温箱中预烘干10 min，再次将基体进入无铬Zn-Al涂料中10 s，取出甩去多余涂液，再置于100℃的恒温箱中预烘干10 min，最后将烘干样品置于230℃的电阻加热炉中烧结固化25~30 min，得到厚度为10~40 μm的涂层。
本发明同时保护上述无铬Zn-Al涂层在钢基体或铁基体防腐中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的无铬Zn-Al涂料采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）复配作为硅烷偶联剂，该无铬Zn-Al涂料的耐腐蚀性能显著优于现有的单独采用MTMS或GPTMS作为硅烷偶联剂的无铬Zn-Al涂料；而且，该无铬Zn-Al涂料的烧结温度较低，有效节约能源。
附图说明
图1为无铬Zn-Al涂层的制备过程。
图2为GPTMS:MTMS=1:1的无铬Zn-Al涂层的形态图。
图3为GPTMS:MTMS=1:2的无铬Zn-Al涂层的形态图。
图4为GPTMS:MTMS=2:1的无铬Zn-Al涂层的形态图。
图5为GPTMS:MTMS=0:1的无铬Zn-Al涂层的形态图。
图6为GPTMS:MTMS=0:1的无铬Zn-Al涂层的TGA/DSC曲线图。
图7为GPTMS:MTMS=1:1的无铬Zn-Al涂层的TGA/DSC曲线图。
图8为不同质量比的GPTMS/MTMS涂层的阳极极化曲线。
图9为5%NaCl溶液中不同含量比的GPTMS/MTMS涂层的浸泡测试结果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中的原料均可通过市售得到；除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
一种无铬Zn-Al涂料，由以下方法制备得到：
S1. GPTMS:MTMS=1:1的A组分的制备：先分别取20g GPTMS和20g MTMS，再加入80g甲醇然后用磁力搅拌器搅拌5 min，再加入80g去离子水，滴加浓度为10%的乙酸溶液或浓度为5%的NaOH溶液，调剂水解液pH值至4.5，最后将水解液置于磁力搅拌器搅拌6小时（转速500 r/min，温度30℃），获得组分A；
S2. B组分制备：先分别取片状锌粉23.33g，片状铝粉4.67g，再加入乙二醇11.2g和表面活性剂（OP-10）0.8g，用玻璃棒搅拌均匀，获得组分B；
S3. A组分与B组分的混合：取40g A组分加入到B组分的烧杯中，再加入分散剂（吐温-20）8g，增稠剂（羟乙基纤维素醚）0.4g，消泡剂（聚醚改性聚二甲基硅氧烷）0.4g，用电动搅拌器搅拌3小时后得到无铬Zn-Al涂料。
一种无铬Zn-Al涂层，由以下方法制备得到：
将Q235钢基体加入到碱性酒精除油液中浸泡5 min，取出待干后，对表面进行喷砂除锈，喷砂粒径20~30目，然后置于丙酮中超声清洗5 min，将已清洗好的基体浸入无铬Zn-Al涂料中10 s，取出甩去多余涂液，然后置于100℃的恒温箱中预烘干10 min，再次将基体进入无铬Zn-Al涂料中10 s，取出甩去多余涂液，再置于100℃的恒温箱中预烘干10 min，最后将烘干样品置于230℃的电阻加热炉中烧结固化25~30 min，得到厚度为10~40 μm的涂层。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的硅烷偶联剂各组分比例为GPTMS:MTMS=1:2，即13.33g GPTMS和26.67g MTMS；
其他原料用量及操作步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的硅烷偶联剂各组分比例为GPTMS:MTMS=2:1，即26.67g GPTMS和13.33g MTMS；
其他原料用量及操作步骤与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例的硅烷偶联剂各组分比例为GPTMS:MTMS=0:1，即仅采用MTMS作为硅烷偶联剂；
其他原料用量及操作步骤与实施例1相同。
性能测试
测试方法：
（1）形貌测试：采用Hitachi S-3400N-2测试。
（2）TGA/DSC测试：采用TGA/DSC3＋测试。
（3）电化学测试：电化学工作站型号：CHI660e；测试条件：测试体系为三电极体系，辅助电极采用尺寸规格为2cm×2cm的铂电极，参比电极（RE）为饱和甘汞电极（SCE），测试溶液为3.5 %NaCl溶液，扫描速度设定为1mV/s，扫描范围下限为试样开路电位（OCP）。测试电极的非测试面须用绝缘树脂封装，裸露面积为1cm×1cm。测试须确保工作电极测试面与辅助电极平行。
（4）5%NaCl溶液浸泡测试：调配浓度为5%的NaCl溶液（简称浸渍液，pH=6），将试样置于浸渍液中浸泡，试样上表面与液面的距离为2 cm左右，每隔12 h对涂层表面的变化情况进行记录，直至涂层表面出现绣点为止，将浸泡时间作为硅烷锌铝涂层的耐腐蚀性能的指标。为确保浸渍浓度恒定，须每隔5~6天更换浸渍液。
测试结果
对含有不同质量比的GPTMS/MTMS涂层进行电子显微镜扫描，从图2~5可知：Zn-Al薄片几乎平行于涂层表面，增加了金属薄片和有机网络之间的接触面积；涂层相对密集，但是金属薄片之间仍然存在小的空隙；随着GPTMS含量的增加，金属薄片之间的空隙减少。这说明硅烷偶联剂的聚合和交联功能可能会加剧，空隙的减少提高了涂层的耐腐蚀性。
图6与图7为不同质量比的GPTMS/MTMS涂料的热分析结果，揭示了涂层的形成机理。GPTMS:MTMS=0:1的涂料与GPTMS:MTMS=1:1的涂料的TGA/DSC曲线类似。随着温度的升高，曲线中存在明显的质量损失：100℃左右是由于甲醇和溶剂水的蒸发；在81℃和84℃的吸热峰对应于甲醇和部分水分子的蒸发；大约100~150℃是由于吸收的水的挥发和连接到Si与C原子的羟基的缩合，导致Si-O-Si键的形成；在144℃和139℃附近的吸热峰对应于水分子的同时挥发和羟基的缩合。139℃的吸热峰意味着GPTMS降低了涂料的烧结温度。实施例1~3制得的无铬Zn-Al涂料230℃即可烧结固化。在400℃附近观察到的质量下降伴随着吸热峰，表明硅烷偶联剂的有机官能团分解。与GPTMS:MTMS=0:1的涂料相比，GPTMS:MTMS=1:1涂料在高温下的稳定性增强。
图8为5%NaCl溶液中不同含量比的GPTMS/MTMS涂层的阳极极化曲线。腐蚀电位（Ecorr），腐蚀电流密度（Icorr）的极化测试结果如表1所示。由Tafel外推法计算可知，不同质量比的GPTMS/MTMS导致涂层腐蚀电位的变化。不含GPTMS涂层的腐蚀电位为-1.027 V。随着GPTMS/MTMS比值的增加，腐蚀电位先增加后减小。涂层的腐蚀电位比钢基材的腐蚀电位（-0.643 V）更低，这主要归因于Zn和Al的负电位。Zn-Al薄片用作涂层的牺牲阳极材料，为基材提供保护。与不含GPTMS的涂层相比，GPTMS/MTMS复配的涂层的腐蚀电流密度降低了一个数量级。
表1 具有不同质量比的GPTMS/MTMS的涂层的极化曲线的结果
考虑到Tafel外推法具有一定的误差，采用浸泡试验用来评价涂层的耐腐蚀性。图9显示了5%NaCl溶液中含有不同质量比的GPTMS/MTMS涂层的浸泡时间。随着GPTMS含量的增加，涂层的浸泡时间先增大后减小。当GPTMS:MTMS=1:1时，涂层的浸泡时间是不含GPTMS涂层的2.5倍，能够达到58天。而且，现有技术中单独使用GPTMS作为硅烷偶联剂制得的无铬Zn-Al涂层的浸泡时间约为20天左右。可见，GPTMS与MTMS的复配可以显著提高无铬Zn-Al涂层的耐腐蚀性。
众所周知，为基材提供涂层的保护机制是Zn-Al薄片的物理屏障效应和牺牲阳极保护。随着浸泡时间的延长，涂层的主要保护机制从牺牲阳极保护、牺牲阳极保护和物理屏障转变为完全物理屏障。GPTMS与MTMS的复配可以显著提高耐腐蚀性，这表明醇羟基可能在制备具有良好耐腐蚀性的无铬Zn-Al涂层中起着重要作用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无铬Zn-Al涂料，其特征在于，包括A组分、B组分和助剂；
所述A组分包括硅烷偶联剂、水和醇；所述硅烷偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷；
所述B组分包括片状锌铝粉、分散溶剂和表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的无铬Zn-Al涂料，其特征在于，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的质量比为(0.5~2.0)∶1.0。
3.根据权利要求2所述的无铬Zn-Al涂料，其特征在于，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的混合比为1.0∶1.0。
4.根据权利要求1所述的无铬Zn-Al涂料，其特征在于，所述A组分包括如下质量百分数的组分：硅烷偶联剂19.6%~20%，水30%~50%，醇30%~50%；
所述B组分包括如下质量百分数的组分：片状锌铝粉67%~72%，分散溶剂25%~30%，表面活性剂2%~3%；
所述A组分与B组分的质量比为(1.0~1.2)∶1.0；
所述助剂包括：增稠剂、消泡剂和分散剂，所述增稠剂和消泡剂与A组分和B组分总质量的百分比分别为0.4%~0.6%和0.4%~0.6%，所述分散剂与B组分质量的百分比为20%~22%。
5.权利要求1~4任一项所述的无铬Zn-Al涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 将硅烷偶联剂、水和醇混合均匀，调节水解液pH值至3.5~5.5，常温下搅拌6~8小时，得到A组分；
S2. 将片状锌铝粉、分散溶剂和表面活性剂混合均匀，得到B组分；
S3. 将A组分、B组分和助剂混合均匀，得到无铬Zn-Al涂料。
6.权利要求1~4任一项所述的无铬Zn-Al涂料在钢基体或铁基体防腐中的应用。
7.一种无铬Zn-Al涂层，其特征在于，由权利要求1~4任一项所述的无铬Zn-Al涂料制备得到。
8.权利要求7所述的无铬Zn-Al涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
M1. 将基体预处理，然后通过浸涂在基体表面覆盖权利要求1~4任一项所述的无铬Zn-Al涂料，并预烘干；
M2. 重复进行M1.的浸涂和预烘干，然后烧结固化，得到无铬Zn-Al涂层。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述烧结固化的温度为220~250℃，时间为25~30 min。
10.权利要求7所述的无铬Zn-Al涂层在钢基体或铁基体防腐中的应用。
CN201810843552.7A 2018-07-27 2018-07-27 一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层 Pending CN109111775A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810843552.7A CN109111775A (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810843552.7A CN109111775A (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109111775A true CN109111775A (zh) 2019-01-01

Family

ID=64863666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810843552.7A Pending CN109111775A (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109111775A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111073507A (zh) * 2019-10-12 2020-04-28 广东省测试分析研究所（中国广州分析测试中心） 一种水性无铬锌铝防腐涂料及其制备方法
WO2020216415A1 (de) * 2019-04-23 2020-10-29 Technische Universität Bergakademie Freiberg Zusammensetzungen zur beschichtung von substratoberflächen
CN112280040A (zh) * 2020-11-05 2021-01-29 重庆艾普防腐技术有限公司 一种新型绿色环保高防腐锌铝涂层
CN112375482A (zh) * 2020-11-30 2021-02-19 江苏科技大学 一种无铬水性涂料及其制备方法和应用
CN113088186A (zh) * 2021-04-06 2021-07-09 上海泽立金属防腐工业有限公司 一种防腐耐蚀处理剂
CN114032547A (zh) * 2021-11-10 2022-02-11 西北工业大学 一种合金表面复合涂层及其制备方法
CN115093734A (zh) * 2022-04-28 2022-09-23 广东工业大学 一种无铬Zn-Al涂料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102504700A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 深圳市中金岭南科技有限公司 一种水性无铬锌铝涂料及其制备方法
CN106398521A (zh) * 2015-07-29 2017-02-15 佛山市高明区(中国科学院)新材料专业中心 一种水性无铬达克罗涂料及其制备方法和使用方法
CN106833370A (zh) * 2017-02-20 2017-06-13 广东工业大学 一种锌铝涂料及其制备方法和应用
CN106893485A (zh) * 2017-03-22 2017-06-27 广东工业大学 一种烧结温度较低的无铬锌铝涂料及其制备方法和用途
CN107841175A (zh) * 2017-10-27 2018-03-27 安徽瑞合铁路紧固件科技有限公司 一种耐摩擦的无铬达克罗涂料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102504700A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 深圳市中金岭南科技有限公司 一种水性无铬锌铝涂料及其制备方法
CN106398521A (zh) * 2015-07-29 2017-02-15 佛山市高明区(中国科学院)新材料专业中心 一种水性无铬达克罗涂料及其制备方法和使用方法
CN106833370A (zh) * 2017-02-20 2017-06-13 广东工业大学 一种锌铝涂料及其制备方法和应用
CN106893485A (zh) * 2017-03-22 2017-06-27 广东工业大学 一种烧结温度较低的无铬锌铝涂料及其制备方法和用途
CN107841175A (zh) * 2017-10-27 2018-03-27 安徽瑞合铁路紧固件科技有限公司 一种耐摩擦的无铬达克罗涂料

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020216415A1 (de) * 2019-04-23 2020-10-29 Technische Universität Bergakademie Freiberg Zusammensetzungen zur beschichtung von substratoberflächen
CN111073507A (zh) * 2019-10-12 2020-04-28 广东省测试分析研究所（中国广州分析测试中心） 一种水性无铬锌铝防腐涂料及其制备方法
CN111073507B (zh) * 2019-10-12 2022-03-25 广东省测试分析研究所（中国广州分析测试中心） 一种水性无铬锌铝防腐涂料及其制备方法
CN112280040A (zh) * 2020-11-05 2021-01-29 重庆艾普防腐技术有限公司 一种新型绿色环保高防腐锌铝涂层
CN112375482A (zh) * 2020-11-30 2021-02-19 江苏科技大学 一种无铬水性涂料及其制备方法和应用
CN113088186A (zh) * 2021-04-06 2021-07-09 上海泽立金属防腐工业有限公司 一种防腐耐蚀处理剂
CN114032547A (zh) * 2021-11-10 2022-02-11 西北工业大学 一种合金表面复合涂层及其制备方法
CN115093734A (zh) * 2022-04-28 2022-09-23 广东工业大学 一种无铬Zn-Al涂料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109111775A (zh) 一种无铬Zn-Al涂料及一种无铬Zn-Al涂层
Hu et al. Electrodeposition of silane films on aluminum alloys for corrosion protection
KR101641484B1 (ko) 아연 도금 철판용 표면 처리제, 아연 도금 철판 및 이들의 제조 방법
Zhang et al. Preparation and corrosion performance of PEO coating with low porosity on magnesium alloy AZ91D in acidic KF system
CN104846359A (zh) 用于金属表面预处理的复合处理剂及其制备方法和应用
CN101871119A (zh) 一种镁合金表面微弧氧化/喷涂复合膜的制备方法
Ramezani-Varzaneh et al. Effects of phosphorus content on corrosion behavior of trivalent chromium coatings in 3.5 wt.% NaCl solution
Geng et al. Superior corrosion resistance of mild steel coated with graphene oxide modified silane coating in chlorinated simulated concrete solution
CN102898946A (zh) 一种用于铜及铜合金表面的防腐液、其制备方法及用途
CN108707886A (zh) 一种氧化石墨烯增强硅烷膜的制备方法
CN108286065B (zh) 一种具有绝缘和耐磨耐蚀性能的铝合金石油钻探管螺纹接头的制备方法
CN110042381A (zh) 一种铝合金表面膜的制备方法
CN101713069B (zh) 添加剂均相改性硅烷溶液的制备方法及其用途
Lu et al. Synthesis and characterization of silica–acrylic–epoxy hybrid coatings on 430 stainless steel
CN108796583B (zh) 一种纯铁表面耐腐蚀性超疏水钝化膜的制备方法
CN110090966A (zh) 一种导电金属填料及其制备方法
CN106893485B (zh) 一种烧结温度较低的无铬锌铝涂料及其制备方法和用途
CN106833370B (zh) 一种锌铝涂料及其制备方法和应用
CN116065146A (zh) 一种发动机清洗提质的方法
Zhang et al. Effect of Sol-Gel Film on the Corrosion Resistance of Low Carbon Steel Plate
CN115029767A (zh) 一种铝合金无机超疏水表面的制备方法
CN103911070A (zh) 一种用于金属表面的防腐液、其制备方法及防腐涂层
CN114410182A (zh) 一种快速固化的导电防腐复合涂层的制备工艺
Bai et al. Preparation of Superhydrophobic Coating on Q235 Steel and its Corrosion Resistance in Simulated Concrete Pore Solution
CN114032547A (zh) 一种合金表面复合涂层及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190101

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication