CN109608949A - 一种耐高温汽车零配件用防锈涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种耐高温汽车零配件用防锈涂层及其制备方法，该防锈涂层由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，所述防锈涂料包括如下原料组成及其重量份数：50～60份填料乳液、10～20份改性聚丙烯腈基碳纤维、5～10份增韧润滑剂、5～10份成膜剂、8～10份松香、20～30份去离子水；该防锈涂料制备方法如下：将填料乳液与改性聚丙烯腈基碳纤维混合均匀后，得到组分A；将松香溶解与去离子水中，加入增韧润滑剂，得到组分B；将组分A、组分B混合后，加入成膜剂后得到防锈涂料。本发明中防锈涂料涂抹在汽车零部件表面时，可挥发性溶剂在外部条件下缓慢干燥挥发掉，其余物质开始聚集，形成连续的致密的涂膜层，使得汽车零部件表面与外部环境隔绝开，最终达到防锈的目的。

Description

一种耐高温汽车零配件用防锈涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及防锈技术领域，具体涉及一种耐高温汽车零配件用防锈涂层及其制备方法。

背景技术

腐蚀是指物体表面与周围介质发生了化学反应或电化学反应而受到损坏的现象，主要是指金属腐蚀，由以上数据可知金属腐蚀不仅是巨大的浪费，而且给国民经济与人民生命财产带来了严重的损失，在实际应用中较为广泛采用的防锈技术主要有以下几种：

1、合金化处理：在某些常用工程金属的冶炼过程中加入少量的惰性金属或非金属，从而改变其结晶形态或化学活性，以提高其耐腐蚀性能。

2、介质处理：即除去或减小金属材料所处环境中的腐蚀因素，如调节介质pH值、锅炉中除氧等。

3、电化学保护：主要包括阴极保护和阳极保护，阴极保护即是利用电化学原理将被保护金属材料进行外加阴极极化以降低或防止金属腐蚀，阳极极化是对于易钝化金属材料采用外加阳极电流方法促使金属材料达到阳极钝化形成钝化层，从而降低金属材料腐蚀。

4、添加缓蚀剂：向金属材料所处介质中添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的无机或有机物质，从而达到保护金属材料的目的，该方法所用的缓蚀剂防锈类型主要包括阴极型、阳极型和混合型三种。

5、金属表面进行覆盖层处理：在金属材料表面喷、衬、镀或涂上一层耐蚀性、阻隔性较好的金属或非金属物质，使金属材料表面不与腐蚀介质相接触，从而达到防锈的目的，在各种防锈技术中，涂料防锈技术应用最广泛。

由于汽车零配件长时间接收阳光、雨水的冲洗，使用寿命相对较短。目前，由于工艺流程的不完善，对工件的表面进行的喷塑处理，造成喷塑处理过的工件表面往往会产生起泡、起层，表面的漆面还不平整等现象。涂层是指附着在某一基体材料上起某种特殊作用，且与基体材料具有一定结合强度的薄层材料。它可以克服基体材料的某种缺陷，改善其表面特性，如光学特性、电学特性、耐侵蚀及腐蚀、耐磨损性和提高机械强度等，它属于一种有支撑体的薄膜。

目前市场具有防锈漆、防锈油等类型的防锈产品，防锈漆与防锈油在外壳上形成的防锈保护层较薄，很容易脱落流失，防锈效果较差，需要频繁的进行防锈处理，导致维护成本较高，并且会产生有害物质，其工艺成本高且不安全环保。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种耐高温汽车零配件用防锈涂层及其制备方法，所制备的防锈涂层涂抹在汽车零配件表面，可以大大改善汽车零配件表面的特性，使汽车零配件具有耐高温、耐磨损及防腐蚀等优点，解决了传统涂层所不能解决的一些关键问题。

在本发明中：制备的填料乳液在乳化反应过程中产生与铁锈层中活泼组分可反应的一种稳定的抑制剂，这些抑制剂与水分接触，就有络酸根离子溶解出来，可在汽车零配件表层形成阻止腐蚀的钝化膜，从而具有较好的防锈效果；晶化反应所制备的改性聚丙烯腈基碳纤维其结晶度较高，添加了氧化石墨烯后可以大大改善聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，使得所制备的涂层的防刮性能大大提升；制备的增韧润滑剂可以提高涂层表面的韧性，降低涂层的粗糙度，使得涂层具有较高的表面强度和光滑度，并且添加的三乙胺通过改善润滑剂内部的张力，构造出均匀的内部结构，可以使得润滑剂在防锈涂层内部分散的更均匀；制备的成膜剂可以改善填料乳液与其它成分基体间的界面结合力，通过功能性基团，使得填料乳液与其它成分间形成更多的化学键合作用，因此成膜剂可直接影响其它成分在填料乳液间的分散性，可有效提高防锈涂层的整体稳定性，并且其在涂层外表面形成一层致密的薄膜，可以预防空气中的有害物质进入涂层内部；防锈涂层涂抹在汽车零部件表面时，可挥发性溶剂在外部条件下缓慢挥发掉，其余物质开始聚集，形成连续的致密的涂膜层，使得汽车零部件表面与外部环境隔绝开，最终达到防锈的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，所述防锈涂料包括如下原料组成及其重量份数：50～60份填料乳液、10～20份改性聚丙烯腈基碳纤维、5～10份增韧润滑剂、5～10份成膜剂、8～10份松香、20～30份去离子水；

该防锈涂料制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将填料乳液添加到搅拌分散机中，升温至60～70℃后，加入改性聚丙烯腈基碳纤维，先100～120r/min高速搅拌0.2～0.5h，再降低搅拌速度至30～40r/min，搅拌0.5～1h后，停止搅拌，放入超声分散仪中超声2～3h后，得到超分散状态下的组分A；

步骤S2：将松香添加到60～80℃去离子水中溶解后，加入增韧润滑剂，放入高速分散釜中，通入氮气，并加压至0.1～0.2MPa，分散2～3h后，减压后离心，去除上层滤液，得到组分B；

步骤S3：在室温条件下，将组分A、组分B添加到超声振荡器中，震荡0.5～1h后，升温至50～60℃后，继续震荡2～3h至均匀分散后，得到组分C；

步骤S4：将组分C添加到搅拌分散机中，升温加热至50～60℃后，在低速搅拌状态下缓慢添加成膜剂，待溶液呈现均匀的胶体时，继续搅拌1～2h后，得到防锈涂料。本发明中防锈涂料涂抹在汽车零部件表面时，可挥发性溶剂在外部条件下缓慢挥发掉，其余物质开始聚集，形成连续的致密的涂膜层，使得汽车零部件表面与外部环境隔绝开，最终达到防锈的目的。

进一步地，所述填料乳液制备方法如下：

将10～20份蒙脱土加入1mol/L的稀盐酸中浸泡2～3h后，回收稀盐酸，再用去离子水洗涤数次后，添加30～40份无水乙醇作为溶剂，再加入10～20份十二烷基苯磺酸钙，搅拌2～3h后，得到均匀的乳浊液；将乳浊液水浴加热至70～80℃，加入15～20份磷酸酯功能单体、3～5份偶氮二异丁腈，当溶液呈现淡蓝色时，继续搅拌2～3h，加入20～30份苯乙烯、15～30份丙烯酸乙酯和1～2份其它助剂，用氨水调节pH＝8～9，搅拌2～3h后，冷却至室温，得到填料乳液。本发明中所制备的填料乳液在乳化反应过程中产生与铁锈层中活泼组分可反应的一种稳定的抑制剂，这些抑制剂与水分接触，就有络酸根离子溶解出来，可在汽车零配件表层形成阻止腐蚀的钝化膜，从而具有较好的防锈效果。

进一步地，所述其它助剂为铜粉、硅胶和锌粉中的一种或多种。

进一步地，所述改性聚丙烯腈基碳纤维制备方法如下：

将20～30份聚丙烯腈加入到盛有30～40份二甲基亚砜溶剂的烧杯中，超声0.5～1h后搅拌1～2h至完全溶解，加入10～20份乳化硅油，继续搅拌至无泡沫状态，得到聚丙烯腈溶液；将5～10份氧化石墨烯添加到聚丙烯腈溶液中，在50～70℃条件下进行搅拌3～5h，将混合溶液放入反应釜中300～400℃反应条件下晶化1～2d，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈前躯体；将上述前躯体经干法纺丝工艺后制得初生纤维；将初生纤维在氮气保护的氛围下，400～500℃低温碳化10～20min，继续升温至700～1000℃高温碳化20～30min，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈基碳纤维。本发明中通过晶化反应所制备的改性聚丙烯腈基碳纤维其结晶度较高，添加了氧化石墨烯后可以大大改善聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，使得所制备的涂层的防刮性能大大提升。

进一步地，所述增韧润滑剂制备方法如下：

将20～30份滑石粉添加到盛有30～40份无水乙醇的烧杯中，搅拌至混合均匀后，得到分散液；继续加入15～20份硬脂酸后升温至60～80℃，搅拌1～2h后，滴加10～20份三乙胺至溶液产生凝胶，继续搅拌0.5～1h后，将混合溶液倒入反应釜中通入氮气保护，在200～250℃条件下反应20～30h后，冷却至室温，得到增韧润滑剂。本发明中所制备的增韧润滑剂可以提高涂层表面的韧性，降低涂层的粗糙度，使得涂层具有较高的表面强度和光滑度，并且添加的三乙胺通过改善润滑剂内部的张力，构造出均匀的内部结构，可以使得润滑剂在防锈涂层内部分散的更均匀。

进一步地，所述成膜剂制备方法如下：

将30～40份二氧化硅和15～30份四甲基二硅氧烷添加到盛有溶剂20～30份甲苯的烧杯中搅拌20～30min，升温至60～80℃后加入3～5份铜基催化剂，继续搅拌反应1～2h，将混合液加入反应釜中，添加5～10份硅烷偶联剂后，在200～250℃下反应10～15h后，冷却至室温，得到成膜剂。本发明所制备的成膜剂可以改善填料乳液与其它成分基体间的界面结合力，通过功能性基团，使得填料乳液与其它成分间形成更多的化学键合作用，因此成膜剂可直接影响其它成分在填料乳液间的分散性，可有效提高防锈涂层的整体稳定性，并且其在涂层外表面形成一层致密的薄膜，可以预防空气中的有害物质进入涂层内部。

本发明的有益效果：

1、本发明中所制备的填料乳液在乳化反应过程中产生与铁锈层中活泼组分可反应的一种稳定的抑制剂，这些抑制剂与水分接触，就有络酸根离子溶解出来，可在汽车零配件表层形成阻止腐蚀的钝化膜，从而具有较好的防锈效果。

2、本发明中通过晶化反应所制备的改性聚丙烯腈基碳纤维其结晶度较高，添加了氧化石墨烯后可以大大改善聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，使得所制备的涂层的防刮性能大大提升。

3、本发明中所制备的增韧润滑剂可以提高涂层表面的韧性，降低涂层的粗糙度，使得涂层具有较高的表面强度和光滑度，并且添加的三乙胺通过改善润滑剂内部的张力，构造出均匀的内部结构，可以使得润滑剂在防锈涂层内部分散的更均匀。

4、本发明所制备的成膜剂可以改善填料乳液与其它成分基体间的界面结合力，通过功能性基团，使得填料乳液与其它成分间形成更多的化学键合作用，因此成膜剂可直接影响其它成分在填料乳液间的分散性，可有效提高防锈涂层的整体稳定性，并且其在涂层外表面形成一层致密的薄膜，可以预防空气中的有害物质进入涂层内部。

5、本发明中防锈涂料涂抹在汽车零部件表面时，可挥发性溶剂在外部条件下缓慢挥发掉，其余物质开始聚集，形成连续的致密的涂膜层，使得汽车零部件表面与外部环境隔绝开，最终达到防锈的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中防锈涂层的扫描电镜示意图。

图2为本发明中蒙脱土未经过稀盐酸处理后的防锈涂层扫描电镜示意图。

图3为本发明中聚丙烯腈基碳纤维未经氧化石墨烯改性处理后的防锈涂层扫描电镜示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～3所示，一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，所述防锈涂料包括如下原料组成及其重量份数：50份填料乳液、10份改性聚丙烯腈基碳纤维、5份增韧润滑剂、5份成膜剂、8份松香、20份去离子水；

该防锈涂料制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将50份填料乳液添加到搅拌分散机中，升温至60～70℃后，加入10份改性聚丙烯腈基碳纤维，先100～120r/min高速搅拌0.2～0.5h，再降低搅拌速度至30～40r/min，搅拌0.5～1h后，停止搅拌，放入超声分散仪中超声2～3h后，得到超分散状态下的组分A；

步骤S2：将8份松香添加到60～80℃的20份去离子水中溶解后，加入5份增韧润滑剂，放入高速分散釜中，通入氮气，并加压至0.1～0.2MPa，分散2～3h后，减压后离心，去除上层滤液，得到组分B；

步骤S3：在室温条件下，将组分A、组分B添加到超声振荡器中，震荡0.5～1h后，升温至50～60℃后，继续震荡2～3h至均匀分散后，得到组分C；

步骤S4：将组分C添加到搅拌分散机中，升温加热至50～60℃后，在低速搅拌状态下缓慢添加5份成膜剂，待溶液呈现均匀的胶体时，继续搅拌1～2h后，得到防锈涂料。

填料乳液制备方法如下：

将10份蒙脱土加入1mol/L的稀盐酸中浸泡2～3h后，回收稀盐酸，再用去离子水洗涤数次后，添加30份无水乙醇作为溶剂，再加入10份十二烷基苯磺酸钙，搅拌2～3h后，得到均匀的乳浊液；将乳浊液水浴加热至70～80℃，加入15份磷酸酯功能单体、3份偶氮二异丁腈，当溶液呈现淡蓝色时，继续搅拌2～3h，加入20份苯乙烯、15份丙烯酸乙酯和1份其它助剂，用氨水调节pH＝8～9，搅拌2～3h后，冷却至室温，得到填料乳液。

改性聚丙烯腈基碳纤维制备方法如下：

将20份聚丙烯腈加入到盛有30份二甲基亚砜溶剂的烧杯中，超声0.5～1h后搅拌1～2h至完全溶解，加入10份乳化硅油，继续搅拌至无泡沫状态，得到聚丙烯腈溶液；将5份氧化石墨烯添加到聚丙烯腈溶液中，在50～70℃条件下进行搅拌3～5h，将混合溶液放入反应釜中300～400℃反应条件下晶化1～2d，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈前躯体；将上述前躯体经干法纺丝工艺后制得初生纤维；将初生纤维在氮气保护的氛围下，400～500℃低温碳化10～20min，继续升温至700～1000℃高温碳化20～30min，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈基碳纤维。

增韧润滑剂制备方法如下：

将20份滑石粉添加到盛有30份无水乙醇的烧杯中，搅拌至混合均匀后，得到分散液；继续加入15份硬脂酸后升温至60～80℃，搅拌1～2h后，滴加10份三乙胺至溶液产生凝胶，继续搅拌0.5～1h后，将混合溶液倒入反应釜中通入氮气保护，在200～250℃条件下反应20～30h后，冷却至室温，得到增韧润滑剂。

成膜剂制备方法如下：

将30份二氧化硅和15份四甲基二硅氧烷添加到盛有溶剂20份甲苯的烧杯中搅拌20～30min，升温至60～80℃后加入3份铜基催化剂，继续搅拌反应1～2h，将混合液加入反应釜中，添加5份硅烷偶联剂后，在200～250℃下反应10～15h后，冷却至室温，得到成膜剂。

实施例2

请参阅图1～3所示，一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，所述防锈涂料包括如下原料组成及其重量份数：60份填料乳液、20份改性聚丙烯腈基碳纤维、10份增韧润滑剂、10份成膜剂、10份松香、30份去离子水；

该防锈涂料制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将60份填料乳液添加到搅拌分散机中，升温至60～70℃后，加入20份改性聚丙烯腈基碳纤维，先100～120r/min高速搅拌0.2～0.5h，再降低搅拌速度至30～40r/min，搅拌0.5～1h后，停止搅拌，放入超声分散仪中超声2～3h后，得到超分散状态下的组分A；

步骤S2：将松香添加到60～80℃的30份去离子水中溶解后，加入10份增韧润滑剂，放入高速分散釜中，通入氮气，并加压至0.1～0.2MPa，分散2～3h后，减压后离心，去除上层滤液，得到组分B；

步骤S3：在室温条件下，将组分A、组分B添加到超声振荡器中，震荡0.5～1h后，升温至50～60℃后，继续震荡2～3h至均匀分散后，得到组分C；

步骤S4：将组分C添加到搅拌分散机中，升温加热至50～60℃后，在低速搅拌状态下缓慢添加10份成膜剂，待溶液呈现均匀的胶体时，继续搅拌1～2h后，得到防锈涂料。

填料乳液制备方法如下：

将20份蒙脱土加入1mol/L的稀盐酸中浸泡2～3h后，回收稀盐酸，再用去离子水洗涤数次后，添加40份无水乙醇作为溶剂，再加入20份十二烷基苯磺酸钙，搅拌2～3h后，得到均匀的乳浊液；将乳浊液水浴加热至70～80℃，加入20份磷酸酯功能单体、5份偶氮二异丁腈，当溶液呈现淡蓝色时，继续搅拌2～3h，加入30份苯乙烯、30份丙烯酸乙酯和2份其它助剂，用氨水调节pH＝8～9，搅拌2～3h后，冷却至室温，得到填料乳液。

改性聚丙烯腈基碳纤维制备方法如下：

将30份聚丙烯腈加入到盛有40份二甲基亚砜溶剂的烧杯中，超声0.5～1h后搅拌1～2h至完全溶解，加入20份乳化硅油，继续搅拌至无泡沫状态，得到聚丙烯腈溶液；将10份氧化石墨烯添加到聚丙烯腈溶液中，在50～70℃条件下进行搅拌3～5h，将混合溶液放入反应釜中300～400℃反应条件下晶化1～2d，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈前躯体；将上述前躯体经干法纺丝工艺后制得初生纤维；将初生纤维在氮气保护的氛围下，400～500℃低温碳化10～20min，继续升温至700～1000℃高温碳化20～30min，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈基碳纤维。

增韧润滑剂制备方法如下：

将30份滑石粉添加到盛有40份无水乙醇的烧杯中，搅拌至混合均匀后，得到分散液；继续加入20份硬脂酸后升温至60～80℃，搅拌1～2h后，滴加20份三乙胺至溶液产生凝胶，继续搅拌0.5～1h后，将混合溶液倒入反应釜中通入氮气保护，在200～250℃条件下反应20～30h后，冷却至室温，得到增韧润滑剂。

成膜剂制备方法如下：

将40份二氧化硅和30份四甲基二硅氧烷添加到盛有溶剂30份甲苯的烧杯中搅拌20～30min，升温至60～80℃后加入5份铜基催化剂，继续搅拌反应1～2h，将混合液加入反应釜中，添加10份硅烷偶联剂后，在200～250℃下反应10～15h后，冷却至室温，得到成膜剂。

实施例3

请参阅图1～3所示，一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，所述防锈涂料包括如下原料组成及其重量份数：60份填料乳液、20份改性聚丙烯腈基碳纤维、10份增韧润滑剂、10份成膜剂、10份松香、30份去离子水；

该防锈涂料制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将60份未经稀盐酸处理的蒙脱土所制备的填料乳液添加到搅拌分散机中，升温至60～70℃后，加入20份改性聚丙烯腈基碳纤维，先100～120r/min高速搅拌0.2～0.5h，再降低搅拌速度至30～40r/min，搅拌0.5～1h后，停止搅拌，放入超声分散仪中超声2～3h后，得到超分散状态下的组分A；

步骤S2：将松香添加到60～80℃的30份去离子水中溶解后，加入10份增韧润滑剂，放入高速分散釜中，通入氮气，并加压至0.1～0.2MPa，分散2～3h后，减压后离心，去除上层滤液，得到组分B；

步骤S3：在室温条件下，将组分A、组分B添加到超声振荡器中，震荡0.5～1h后，升温至50～60℃后，继续震荡2～3h至均匀分散后，得到组分C；

步骤S4：将组分C添加到搅拌分散机中，升温加热至50～60℃后，在低速搅拌状态下缓慢添加10份成膜剂，待溶液呈现均匀的胶体时，继续搅拌1～2h后，得到防锈涂料。

填料乳液制备方法如下：

将20份蒙脱土用去离子水洗涤数次后，添加40份无水乙醇作为溶剂，再加入20份十二烷基苯磺酸钙，搅拌2～3h后，得到均匀的乳浊液；将乳浊液水浴加热至70～80℃，加入20份磷酸酯功能单体、5份偶氮二异丁腈，当溶液呈现淡蓝色时，继续搅拌2～3h，加入30份苯乙烯、30份丙烯酸乙酯和2份其它助剂，用氨水调节pH＝8～9，搅拌2～3h后，冷却至室温，得到填料乳液。

改性聚丙烯腈基碳纤维制备方法如下：

将30份聚丙烯腈加入到盛有40份二甲基亚砜溶剂的烧杯中，超声0.5～1h后搅拌1～2h至完全溶解，加入20份乳化硅油，继续搅拌至无泡沫状态，得到聚丙烯腈溶液；将10份氧化石墨烯添加到聚丙烯腈溶液中，在50～70℃条件下进行搅拌3～5h，将混合溶液放入反应釜中300～400℃反应条件下晶化1～2d，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈前躯体；将上述前躯体经干法纺丝工艺后制得初生纤维；将初生纤维在氮气保护的氛围下，400～500℃低温碳化10～20min，继续升温至700～1000℃高温碳化20～30min，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈基碳纤维。

增韧润滑剂制备方法如下：

将30份滑石粉添加到盛有40份无水乙醇的烧杯中，搅拌至混合均匀后，得到分散液；继续加入20份硬脂酸后升温至60～80℃，搅拌1～2h后，滴加20份三乙胺至溶液产生凝胶，继续搅拌0.5～1h后，将混合溶液倒入反应釜中通入氮气保护，在200～250℃条件下反应20～30h后，冷却至室温，得到增韧润滑剂。

成膜剂制备方法如下：

将40份二氧化硅和30份四甲基二硅氧烷添加到盛有溶剂30份甲苯的烧杯中搅拌20～30min，升温至60～80℃后加入5份铜基催化剂，继续搅拌反应1～2h，将混合液加入反应釜中，添加10份硅烷偶联剂后，在200～250℃下反应10～15h后，冷却至室温，得到成膜剂。

实施例4

请参阅图1～3所示，一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，所述防锈涂料包括如下原料组成及其重量份数：60份填料乳液、20份改性聚丙烯腈基碳纤维、10份增韧润滑剂、10份成膜剂、10份松香、30份去离子水；

该防锈涂料制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将60份填料乳液添加到搅拌分散机中，升温至60～70℃后，加入20份未经氧化石墨烯改性的聚丙烯腈基碳纤维，先100～120r/min高速搅拌0.2～0.5h，再降低搅拌速度至30～40r/min，搅拌0.5～1h后，停止搅拌，放入超声分散仪中超声2～3h后，得到超分散状态下的组分A；

步骤S2：将松香添加到60～80℃的30份去离子水中溶解后，加入10份增韧润滑剂，放入高速分散釜中，通入氮气，并加压至0.1～0.2MPa，分散2～3h后，减压后离心，去除上层滤液，得到组分B；

步骤S3：在室温条件下，将组分A、组分B添加到超声振荡器中，震荡0.5～1h后，升温至50～60℃后，继续震荡2～3h至均匀分散后，得到组分C；

步骤S4：将组分C添加到搅拌分散机中，升温加热至50～60℃后，在低速搅拌状态下缓慢添加10份成膜剂，待溶液呈现均匀的胶体时，继续搅拌1～2h后，得到防锈涂料。

填料乳液制备方法如下：

将20份蒙脱土加入1mol/L的稀盐酸中浸泡2～3h后，回收稀盐酸，再用去离子水洗涤数次后，添加40份无水乙醇作为溶剂，再加入20份十二烷基苯磺酸钙，搅拌2～3h后，得到均匀的乳浊液；将乳浊液水浴加热至70～80℃，加入20份磷酸酯功能单体、5份偶氮二异丁腈，当溶液呈现淡蓝色时，继续搅拌2～3h，加入30份苯乙烯、30份丙烯酸乙酯和2份其它助剂，用氨水调节pH＝8～9，搅拌2～3h后，冷却至室温，得到填料乳液。

聚丙烯腈基碳纤维制备方法如下：

将30份聚丙烯腈加入到盛有40份二甲基亚砜溶剂的烧杯中，超声0.5～1h后搅拌1～2h至完全溶解，加入20份乳化硅油，继续搅拌至无泡沫状态，得到聚丙烯腈溶液；将上述前躯体经干法纺丝工艺后制得初生纤维；将初生纤维在氮气保护的氛围下，400～500℃低温碳化10～20min，继续升温至700～1000℃高温碳化20～30min，冷却至室温后，得到聚丙烯腈基碳纤维。

增韧润滑剂制备方法如下：

将30份滑石粉添加到盛有40份无水乙醇的烧杯中，搅拌至混合均匀后，得到分散液；继续加入20份硬脂酸后升温至60～80℃，搅拌1～2h后，滴加20份三乙胺至溶液产生凝胶，继续搅拌0.5～1h后，将混合溶液倒入反应釜中通入氮气保护，在200～250℃条件下反应20～30h后，冷却至室温，得到增韧润滑剂。

成膜剂制备方法如下：

将40份二氧化硅和30份四甲基二硅氧烷添加到盛有溶剂30份甲苯的烧杯中搅拌20～30min，升温至60～80℃后加入5份铜基催化剂，继续搅拌反应1～2h，将混合液加入反应釜中，添加10份硅烷偶联剂后，在200～250℃下反应10～15h后，冷却至室温，得到成膜剂。

实施例5

将实施例2中增韧润滑剂改为传统的市售润滑剂。

实施例6

将实施例2中成膜剂的制备过程去除。

实施例7

将相同量的涂料均匀覆盖于同样的汽车零配件上，干燥后进行性能测试。

表1为防锈涂层的附着力，硬度和抗冲击性能测试，附着力测试采用胶带粘贴的方式，粘贴时间为1h，观察撕离胶带时涂层脱落的深浅；硬度测试采用同一硬度的铅笔划痕，观察痕迹的深浅；抗冲击测试采用重锤在同一压力条件下，对涂层进行敲打试验，观察涂层下陷的深浅。

表2为防锈涂层的耐水、耐盐水、耐盐雾和耐高温测试，耐水性测试采用将涂抹了涂层的汽车零配件放入水中，水的高度淹没样品的四分之三，观察多长时间涂层表面出现绣点；耐盐性测试采用将涂抹了涂层的汽车零配件放入5％Nacl水溶液中，盐水的高度淹没样品的四分之三，观察多长时间涂层表面出现绣点；耐盐性测试采用将涂抹了涂层的汽车零配件放入3％NaCl水溶液中，盐水的高度淹没样品的四分之三，观察多长时间涂层表面出现绣点；耐盐雾测试采用将涂抹了涂层的汽车零配件放入盐雾箱中，采用5％NaCl溶液作为喷雾溶液，观察多长时间涂层表面出现绣点；耐高温测试采用在温度为1000℃环境下放置，观察多长时间涂层表面出现裂纹。

表1实施例1～6中防锈涂层的附着力、硬度和抗冲击性能测试

表2实施例1～6中防锈涂层耐水、耐盐和耐盐雾性能测试

由表1、2可知：用稀盐酸浸泡处理的蒙脱土可以去除蒙脱土内部的杂质，增大蒙脱土的比表面积，使得蒙脱土可以更有效的和填料乳液中其它成分互相渗透，制备而成的涂层性能更佳；加入了氧化石墨烯后制备而成的聚丙烯腈基碳纤维的力学性能较好，使得所制备的涂层的性能也大大提升；增韧润滑剂可以提高涂层表面的韧性，降低涂层的粗糙度，使得涂层具有较高的表面强度和光滑度，并且添加的三乙胺通过改善润滑剂内部的张力，构造出均匀的内部结构，可以使得润滑剂在防锈涂层内部分散的更均匀；成膜剂为合成防锈涂层不可或缺的原料，未添加成膜剂的防锈涂层性能大大降低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，其特征在于，所述防锈涂料包括如下原料组成及其重量份数：50～60份填料乳液、10～20份改性聚丙烯腈基碳纤维、5～10份增韧润滑剂、5～10份成膜剂、8～10份松香、20～30份去离子水；

该防锈涂料制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将填料乳液添加到搅拌分散机中，升温至60～70℃后，加入改性聚丙烯腈基碳纤维，先100～120r/min高速搅拌0.2～0.5h，再降低搅拌速度至30～40r/min，搅拌0.5～1h后，停止搅拌，放入超声分散仪中超声2～3h后，得到超分散状态下的组分A；

步骤S2：将松香添加到60～80℃去离子水中溶解后，加入增韧润滑剂，放入高速分散釜中，通入氮气，并加压至0.1～0.2MPa，分散2～3h后，减压后离心，去除上层滤液，得到组分B；

步骤S3：在室温条件下，将组分A、组分B添加到超声振荡器中，震荡0.5～1h后，升温至50～60℃后，继续震荡2～3h至均匀分散后，得到组分C；

步骤S4：将组分C添加到搅拌分散机中，升温加热至50～60℃后，在低速搅拌状态下缓慢添加成膜剂，待溶液呈现均匀的胶体时，继续搅拌1～2h后，得到防锈涂料。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，其特征在于，所述填料乳液制备方法如下：

将10～20份蒙脱土加入1mol/L的稀盐酸中浸泡2～3h后，回收稀盐酸，再用去离子水洗涤数次后，添加30～40份无水乙醇作为溶剂，再加入10～20份十二烷基苯磺酸钙，搅拌2～3h后，得到均匀的乳浊液；将乳浊液水浴加热至70～80℃，加入15～20份磷酸酯功能单体、3～5份偶氮二异丁腈，当溶液呈现淡蓝色时，继续搅拌2～3h，加入20～30份苯乙烯、15～30份丙烯酸乙酯和1～2份其它助剂，用氨水调节pH＝8～9，搅拌2～3h后，冷却至室温，得到填料乳液。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，其特征在于，所述其它助剂为铜粉、硅胶和锌粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，其特征在于，所述改性聚丙烯腈基碳纤维制备方法如下：

将20～30份聚丙烯腈加入到盛有30～40份二甲基亚砜溶剂的烧杯中，超声0.5～1h后搅拌1～2h至完全溶解，加入10～20份乳化硅油，继续搅拌至无泡沫状态，得到聚丙烯腈溶液；将5～10份氧化石墨烯添加到聚丙烯腈溶液中，在50～70℃条件下进行搅拌3～5h，将混合溶液放入反应釜中300～400℃反应条件下晶化1～2d，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈前躯体；将上述前躯体经干法纺丝工艺后制得初生纤维；将初生纤维在氮气保护的氛围下，400～500℃低温碳化10～20min，继续升温至700～1000℃高温碳化20～30min，冷却至室温后，得到改性聚丙烯腈基碳纤维。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，其特征在于，所述增韧润滑剂制备方法如下：

将20～30份滑石粉添加到盛有30～40份无水乙醇的烧杯中，搅拌至混合均匀后，得到分散液；继续加入15～20份硬脂酸后升温至60～80℃，搅拌1～2h后，滴加10～20份三乙胺至溶液产生凝胶，继续搅拌0.5～1h后，将混合溶液倒入反应釜中通入氮气保护，在200～250℃条件下反应20～30h后，冷却至室温，得到增韧润滑剂。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温汽车零配件用防锈涂层，其特征在于，所述成膜剂制备方法如下：

将30～40份二氧化硅和15～30份四甲基二硅氧烷添加到盛有溶剂20～30份甲苯的烧杯中搅拌20～30min，升温至60～80℃后加入3～5份铜基催化剂，继续搅拌反应1～2h，将混合液加入反应釜中，添加5～10份硅烷偶联剂后，在200～250℃下反应10～15h后，冷却至室温，得到成膜剂。

7.一种耐高温汽车零配件用防锈涂层的制备方法，其特征在于，该防锈涂层由汽车零配件表面覆盖防锈涂料经干燥后形成，该防锈涂料制备方法包括如下步骤：

步骤S1：将填料乳液添加到搅拌分散机中，升温至60～70℃后，加入改性聚丙烯腈基碳纤维，先100～120r/min高速搅拌0.2～0.5h，再降低搅拌速度至30～40r/min，搅拌0.5～1h后，停止搅拌，放入超声分散仪中超声2～3h后，得到超分散状态下的组分A；

步骤S2：将松香添加到60～80℃去离子水中溶解后，加入增韧润滑剂，放入高速分散釜中，通入氮气，并加压至0.1～0.2MPa，分散2～3h后，减压后离心，去除上层滤液，得到组分B；

步骤S3：在室温条件下，将组分A、组分B添加到超声振荡器中，震荡0.5～1h后，升温至50～60℃后，继续震荡2～3h至均匀分散后，得到组分C；

步骤S4：将组分C添加到搅拌分散机中，升温加热至50～60℃后，在低速搅拌状态下缓慢添加成膜剂，待溶液呈现均匀的胶体时，继续搅拌1～2h后，得到防锈涂料。